En redes de computadoras , la multidifusión es un tipo de comunicación grupal donde la transmisión de datos se dirige a un grupo de computadoras de destino simultáneamente. [1] La multidifusión puede ser una distribución de uno a muchos o de muchos a muchos . [2] [3] La multidifusión se diferencia de la comunicación punto a multipunto de la capa física .
La comunicación grupal puede ser multidifusión de capa de aplicación [1] o multidifusión asistida por red, donde esta última hace posible que la fuente envíe de manera eficiente al grupo en una sola transmisión. Las copias se crean automáticamente en otros elementos de red, como enrutadores , conmutadores y estaciones base de red celular , pero solo en segmentos de red que actualmente contienen miembros del grupo. La multidifusión asistida por red se puede implementar en la capa de enlace de datos utilizando direccionamiento y conmutación de uno a muchos, como direccionamiento de multidifusión Ethernet , modo de transferencia asíncrono (ATM), circuitos virtuales punto a multipunto (P2MP) [4] o multidifusión InfiniBand . La multidifusión asistida por red también se puede implementar en la capa de Internet utilizando multidifusión IP . En la multidifusión IP, la implementación del concepto de multidifusión ocurre en el nivel de enrutamiento IP, donde los enrutadores crean rutas de distribución óptimas para los datagramas enviados a una dirección de destino de multidifusión.
La multidifusión se utiliza a menudo en aplicaciones de Protocolo de Internet (IP) de transmisión de medios , como IPTV y videoconferencias multipunto .
Las tramas Ethernet con un valor de 1 en el bit menos significativo del primer octeto de la dirección de destino se tratan como tramas de multidifusión y se envían a todos los puntos de la red. Este mecanismo constituye la multidifusión en la capa de enlace de datos. Este mecanismo lo utiliza la multidifusión IP para lograr una transmisión de uno a muchos para IP en redes Ethernet. Los controladores Ethernet modernos filtran los paquetes recibidos para reducir la carga de la CPU, buscando el hash de una dirección de destino de multidifusión en una tabla, inicializada por software, que controla si un paquete de multidifusión se descarta o se recibe por completo.
La multidifusión Ethernet está disponible en todas las redes Ethernet. Las multidifusiones abarcan el dominio de difusión de la red. Se puede utilizar el protocolo de registro múltiple para controlar la entrega de multidifusión Ethernet.
La multidifusión IP es una técnica de comunicación de uno a muchos a través de una red IP. Los nodos de destino envían informes del Protocolo de administración de grupos de Internet y dejan mensajes, por ejemplo, en el caso de IPTV cuando el usuario cambia de un canal de TV a otro. La multidifusión IP se adapta a una población de receptores más grande al no requerir conocimiento previo de quiénes o cuántos receptores hay. La multidifusión utiliza la infraestructura de red de manera eficiente al requerir que la fuente envíe un paquete solo una vez, incluso si necesita ser entregado a una gran cantidad de receptores. Los nodos de la red se encargan de replicar el paquete para que llegue a múltiples receptores solo cuando sea necesario.
El protocolo de capa de transporte más común que utiliza el direccionamiento de multidifusión es el Protocolo de datagramas de usuario (UDP). Por su naturaleza, el UDP no es confiable : los mensajes pueden perderse o entregarse desordenadamente. Al agregar mecanismos de detección de pérdidas y retransmisión, se ha implementado una multidifusión confiable sobre UDP o IP mediante varios productos de middleware , por ejemplo, aquellos que implementan el Protocolo de publicación-suscripción en tiempo real (RTPS) del estándar del Servicio de distribución de datos (DDS) del Grupo de administración de objetos (OMG) , así como mediante protocolos de transporte especiales como el Multicast general pragmático (PGM).
La multidifusión IP siempre está disponible dentro de la subred local. Para lograr un servicio de multidifusión IP en un área más amplia, se requiere enrutamiento de multidifusión . Muchas redes, incluida Internet, no admiten el enrutamiento de multidifusión. La funcionalidad de enrutamiento de multidifusión está disponible en equipos de red de nivel empresarial, pero normalmente debe ser configurada por un administrador de red. El Protocolo de administración de grupos de Internet se utiliza para controlar la entrega de multidifusión IP.
Los servicios de superposición de multidifusión de capa de aplicación no se basan en la multidifusión IP o la multidifusión de capa de enlace de datos . En su lugar, utilizan múltiples transmisiones de unidifusión para simular una multidifusión. Estos servicios están diseñados para la comunicación grupal a nivel de aplicación. Internet Relay Chat (IRC) implementa un solo árbol de expansión a través de su red superpuesta para todos los grupos de conferencia. [5] La tecnología PSYC, menos conocida, utiliza estrategias de multidifusión personalizadas por conferencia. [6] Algunas tecnologías peer to peer emplean el concepto de multidifusión conocido como peercasting cuando distribuyen contenido a múltiples destinatarios.
La multidifusión explícita (Xcast) es otra estrategia de multidifusión que incluye direcciones de todos los destinos previstos dentro de cada paquete. Como tal, dadas las limitaciones de la unidad de transmisión máxima , Xcast no se puede utilizar para grupos de multidifusión con muchos destinos. El modelo Xcast generalmente supone que las estaciones que participan en la comunicación se conocen de antemano, de modo que se pueden generar árboles de distribución y asignar recursos por elementos de red antes del tráfico de datos real. [7]
Las comunicaciones inalámbricas (con excepción de los enlaces de radio punto a punto que utilizan antenas direccionales ) son inherentemente medios de difusión. Sin embargo, el servicio de comunicación proporcionado puede ser unicast , multicast o broadcast , dependiendo de si los datos están dirigidos a un nodo individual, a un grupo específico de nodos o a todos los nodos de la red cubierta, respectivamente.
Las redes inalámbricas utilizan ondas electromagnéticas para transmitir datos a través del aire, lo que permite que los dispositivos se conecten y se comuniquen sin cables físicos. Estas redes son de varios tipos, como Wi-Fi, Bluetooth, redes celulares y redes satelitales, cada una con diferentes propósitos.
Unicast : en una comunicación inalámbrica unicast, los datos se transmiten desde una única fuente a un único receptor específico. Esto es típico en la comunicación punto a punto, donde un dispositivo envía datos directamente a otro dispositivo. Algunos ejemplos incluyen la navegación por Internet o la descarga de archivos.
Multidifusión : en la comunicación multidifusión, los datos se envían desde una fuente a varios receptores específicos, a menudo a un grupo definido dentro de una red. Esto es eficiente en escenarios como la transmisión en vivo, donde los datos solo se envían una vez pero son recibidos por varios dispositivos interesados en el mismo contenido.
Transmisión : la comunicación por transmisión implica el envío de datos desde una fuente a todos los dispositivos dentro del alcance de la red. En este caso, todos los dispositivos reciben los mismos datos, independientemente de si se los solicita o no. Algunos ejemplos de comunicación por transmisión son ciertas alertas de emergencia y algunas comunicaciones por radio.
Consideraciones de seguridad : Las redes inalámbricas son más vulnerables a las amenazas de seguridad en comparación con las redes cableadas, principalmente porque sus señales se pueden interceptar con mayor facilidad. Las medidas de seguridad comunes incluyen protocolos de cifrado como WPA3 para redes Wi-Fi, firewalls y el uso de redes privadas virtuales (VPN) para proteger la comunicación.
Ventajas y desafíos : Las redes inalámbricas ofrecen flexibilidad y movilidad, lo que permite a los usuarios conectar dispositivos sin estar atados a una conexión física. Sin embargo, pueden verse afectadas por interferencias de obstáculos físicos, factores ambientales o incluso otros dispositivos inalámbricos, lo que genera velocidades más lentas o problemas de conexión. [8]
En televisión digital , el concepto de servicio multicast se utiliza a veces para referirse a la protección de contenidos mediante el cifrado de la emisión , es decir, el contenido de televisión de pago cifrado a través de un canal de emisión simplex dirigido únicamente a los espectadores de pago. En este caso, los datos se transmiten a todos los receptores, pero solo a un grupo específico.
El concepto de multidifusión interactiva , por ejemplo mediante multidifusión IP, se puede utilizar en redes de transmisión de TV para mejorar la eficiencia, ofrecer más programas de TV o reducir el espectro requerido. La multidifusión interactiva implica que los programas de TV se envían solo a través de transmisores donde hay espectadores y que solo se transmiten los programas más populares. Se basa en un canal de interacción adicional (un canal de retorno ), donde el equipo del usuario puede enviar mensajes de incorporación y abandono cuando el usuario cambia el canal de TV. La multidifusión interactiva se ha sugerido como un esquema de transmisión eficiente en los sistemas de televisión digital terrestre DVB-H y DVB-T2 , [9] Un concepto similar es la transmisión conmutada en redes de TV por cable, donde solo el contenido más popular en ese momento se entrega en la red de TV por cable. [10] Multidifusión de video escalable en una aplicación de multidifusión interactiva, donde un subconjunto de los espectadores recibe datos adicionales para video de alta resolución.
Las pasarelas de TV convierten la televisión por satélite ( DVB-S , DVB-S2 ), por cable ( DVB-C , DVB-C2 ) y terrestre ( DVB-T , DVB-T2 ) a IP para su distribución mediante unidifusión y multidifusión en aplicaciones domésticas, de hostelería y empresariales.
Otro concepto similar es Cell-TV, e implica la distribución de TV a través de redes celulares 3G utilizando la multidifusión asistida por red que ofrece el servicio Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), o a través de redes celulares 4G/ LTE con el servicio eMBMS (MBMS mejorado).
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