Ingeniería Systems: Transmisión de unidifusión, broadcast y multicast - CCNA1 V5

1. Transmisión de unidifusión

En una red IPv4, los hosts pueden comunicarse de una de tres maneras:

Unicast: proceso por el cual se envía un paquete de un host a un host individual.
Broadcast: proceso por el cual se envía un paquete de un host a todos los hosts en la red.
Multicast: proceso por el cual se envía un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts, posiblemente en redes distintas.

Estos tres tipos de comunicación se utilizan con distintos objetivos en las redes de datos. En los tres casos, se coloca la dirección IPv4 del host de origen en el encabezado del paquete como la dirección de origen.

Tráfico unicast

La comunicación unicast se usa para la comunicación normal de host a host, tanto en redes cliente/servidor como en redes punto a punto. Los paquetes unicast utilizan las direcciones del dispositivo de destino como la dirección de destino y pueden enrutarse a través de una internetwork.

Reproduzca la animación para ver un ejemplo de transmisión unicast.

En una red IPv4, la dirección unicast aplicada a un dispositivo final se denomina “dirección de host”. En la comunicación unicast, las direcciones asignadas a dos dispositivos finales se usan como las direcciones IPv4 de origen y de destino. Durante el proceso de encapsulación, el host de origen coloca su dirección IPv4 en el encabezado del paquete unicast como la dirección de origen y la dirección IPv4 del host de destino en el encabezado del paquete como la dirección de destino. Independientemente de si el destino especificado para un paquete es unicast, broadcast o multicast, la dirección de origen de cualquier paquete es siempre la dirección unicast del host de origen.

Nota: en este curso, todas las comunicaciones entre dispositivos son comunicaciones unicast, a menos que se indique lo contrario.

Las direcciones de host IPv4 son direcciones unicast y se encuentran en el rango de direcciones de 0.0.0.0 a 223.255.255.255. Sin embargo, dentro de este rango existen muchas direcciones reservadas para fines específicos. Estas direcciones con fines específicos se analizarán más adelante en este capítulo.

2. Transmisión de broadcast

Transmisión de broadcast

El tráfico de broadcast se utiliza para enviar paquetes a todos los hosts en la red usando la dirección de broadcast para la red. Para broadcast, el paquete contiene una dirección IP de destino con todos unos (1) en la porción de host. Esto significa que todos los hosts de esa red local (dominio de broadcast) recibirán y verán el paquete. Muchos protocolos de red, como DHCP, utilizan broadcasts.

Cuando un host recibe un paquete enviado a la dirección de broadcast de red, el host procesa el paquete de la misma manera en la que procesaría un paquete dirigido a su dirección unicast.

Algunos ejemplos para utilizar una transmisión de broadcast son:

Asignar direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior
Solicitar una dirección
A diferencia de unicast, donde los paquetes pueden ser enrutados por toda la internetwork, los paquetes de broadcast normalmente se restringen a la red local.

Esta restricción depende de la configuración del router del gateway y del tipo de broadcast. Existen dos tipos de broadcasts: broadcast dirigido y broadcast limitado.

Broadcast dirigido

Un broadcast dirigido se envía a todos los hosts de una red específica. Este tipo de broadcast es útil para enviar un broadcast a todos los hosts de una red local. Por ejemplo, para que un host fuera de la red 172.16.4.0/24 se comunique con todos los hosts dentro de esa red, la dirección de destino del paquete sería 172.16.4.255. Aunque los routers no reenvían broadcasts dirigidos de manera predeterminada, se les puede configurar para que lo hagan.

Broadcast limitado

El broadcast limitado se usa para la comunicación que está limitada a los hosts en la red local. Estos paquetes siempre utilizan la dirección IPv4 de destino 255.255.255.255.

Los routers no reenvían broadcasts limitados. Por esta razón, también se hace referencia a una red IPv4 como un dominio de broadcast. Los routers son dispositivos fronterizos para un dominio de broadcast.

A modo de ejemplo, un host dentro de la red 172.16.4.0/24 transmitiría a todos los hosts en su red utilizando un paquete con una dirección de destino 255.255.255.255.

Reproduzca la animación para ver un ejemplo de transmisión de broadcast limitado.

Cuando se transmite un paquete, utiliza recursos en la red y hace que cada host receptor en la red procese el paquete. Por lo tanto, el tráfico de broadcast debe limitarse para que no afecte negativamente el rendimiento de la red o de los dispositivos. Debido a que los routers separan dominios de broadcast, subdividir las redes con tráfico de broadcast excesivo puede mejorar el rendimiento de la red.

3. Transmisión de multicast

Transmisión de multicast

La transmisión de multicast está diseñada para conservar el ancho de banda de las redes IPv4. Reduce el tráfico al permitir que un host envíe un único paquete a un conjunto seleccionado de hosts que forman parte de un grupo multicast suscrito. Para alcanzar hosts de destino múltiples mediante la comunicación unicast, sería necesario que el host de origen envíe un paquete individual dirigido a cada host. Con multicast, el host de origen puede enviar un único paquete que llegue a miles de hosts de destino. La responsabilidad de la internetwork es reproducir los flujos multicast en un modo eficaz para que alcancen solamente a los destinatarios.

Algunos ejemplos de transmisión de multicast son:

Transmisiones de video y de audio
Intercambio de información de enrutamiento por medio de protocolos de enrutamiento
Distribución de software
Juegos remotes

Direcciones multicast

IPv4 tiene un bloque de direcciones reservadas para direccionar grupos multicast. Este rango de direcciones va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255. El rango de direcciones multicast está subdividido en distintos tipos de direcciones: direcciones de enlace local reservadas y direcciones agrupadas globalmente. Un tipo adicional de dirección multicast son las direcciones agrupadas administrativamente, también llamadas direcciones de agrupamiento limitado.

Las direcciones IPv4 multicast de 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son direcciones de enlace local reservadas. Estas direcciones se utilizarán con grupos multicast en una red local. Un router conectado a la red local reconoce que estos paquetes están dirigidos a un grupo multicast de enlace local y nunca los reenvía nuevamente. Un uso común de las direcciones de link-local reservadas se da en los protocolos de enrutamiento usando transmisión multicast para intercambiar información de enrutamiento.

Las direcciones agrupadas globalmente son de 224.0.1.0 a 238.255.255.255. Se les puede usar para transmitir datos en Internet mediante multicast. Por ejemplo, se reservó 224.0.1.1 para que el protocolo de hora de red (NTP) sincronice los relojes con la hora del día de los dispositivos de red.

Clientes multicast

Los hosts que reciben datos multicast específicos se denominan “clientes multicast”. Los clientes multicast utilizan servicios solicitados por un programa cliente para subscribirse al grupo multicast.

Cada grupo multicast está representado por una sola dirección IPv4 de destino multicast. Cuando un host IPv4 se suscribe a un grupo multicast, el host procesa paquetes dirigidos a esta dirección multicast y paquetes dirigidos a su dirección unicast asignada exclusivamente.

La animación muestra clientes que aceptan paquetes multicast.