¿Qué es colisión? Situación que ocurre cuando dos o más dispositivos intentan enviar una señal a través de un mismo canal al mismo tiempo. El resultado de una colisión es generalmente un mensaje confuso. Todas las redes de computadoras requieren algún mecanismo de ordenamiento para prevenir las colisiones o para recuperarse de estas cuando ocurren. Ethernet es una tecnología conflictiva, todos los equipos de trabajo que se conectan al mismo medio físico reciben las señales enviadas por otros dispositivos. Si dos estaciones transmiten a la vez se genera una colisión. Si no existieran mecanismos que detectaran y corrigieran los errores de estas colisiones, ethernet no podría funcionar. En una red pequeña y de baja velocidad es posible implementar un sistema que permita que sólo dos computadores envíen mensajes, cada uno por turnos. Pero qué sucede cuando hab lamos de redes grandes con muchas PC’s conectadas. Recordemos que los paquetes contienen muchos bits, por tanto son miles y miles de bits. Cuando existe excesivo tráfico en una red se pueden producir problemas graves de colisión. Si hay solamente un cable que interconecta todos los dispositivos de una red, o si los segmentos de una red están conectados solo a través de dispositivos no filtrantes como, por ejemplo, los repetidores o hubs, puede ocurrir que más de un usuario trate de enviar datos a través de la red al mismo tiempo. Ethernet permite que sólo un paquete de datos por vez pueda acceder al cable. Si más de un nodo intentará transmitir simultáneamente, se produce una colisión y se dañan los datos de cada uno de los dispositivos. Cuando se produce una colisión, los paquetes de datos involucrados se destruyen, bit por bit. Para evitar este problema, la red debe disponer de un sistema que pueda manejar la competencia por el medio (contención). Por ejemplo, un sistema digital sólo puede reconocer dos estados de voltaje, luz u ondas electromagnéticas. Por lo tanto en una colisión, las señales interfieren, o colisionan, entre sí. Al igual que lo que ocurre con dos automóviles, que no pueden ocupar el mismo espacio, o la misma carretera, al mismo tiempo, tampoco es posible que dos señales ocupen el mismo medio simultáneamente Una cantidad determinada de colisiones es una función natural de un entorno de medios compartidos (es decir, un dominio de colisión) ya que una gran cantidad de computadores intentan comunicarse entre sí simultáneamente, usando el mismo cable. En el diseño de una red se debe tener especial cuidado con los llamados Dominios de Colisión y Dominio de difusión (Broadcast).
¿Qué es Broadcast?
Difusión en español, es una forma de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la misma transmisión nodo por nodo.
Las tecnologías de redes de área local también se basan en el uso de un medio de transmisión compartido. Por lo tanto, es posible la difusión de cualquier trama de datos a todas las paradas que se encuentren en el mismo segmento de la red. Para ello, se utiliza una dirección MAC especial. Todas las estaciones procesan las tramas con dicha dirección. Por ejemplo la tecnología Ethernet realiza la difusión recibiendo tramas con dirección MAC de destino FF.FF.FF.FF.FF.FF. La difusión en redes IPv4 El protocolo IP en su versión 4 también permite la difusión de datos. En este caso no existe un medio de transmisión compartido, no obstante, se simula un comportamiento similar. La difusión en IPv4 no se realiza a todos los nodos de la red porque colapsaría las líneas de comunicaciones debido a que no existe un medio de transmisión compartido. Tan sólo es posible la difusión a subredes concretas dentro de la red, generalmente, aquellas bajo el control de un mismo enrutador. Para ello existen dos modalidades de difusión: Difusión limitada (limited broadcast) Consiste en enviar un paquete de datos IP con la dirección 255.255.255.255 . Este paquete solamente alcanzará a los nodos que se encuentran dentro de la misma red física subyacente. En general, la red subyacente será una red de área local (LAN) o un segmento de ésta.
Multidifusión (multicast) La multidifusión utiliza un rango especial de direcciones denominado rango de clase D. Estas direcciones no identifican nodos sino redes o subredes. Cuando se envía un paquete con una dirección de multidifusión, todos los enrutadores intermedios se limitan a re-enviar el paquete hasta el enrutador de dicha subred. Éste último se encarga de hacerlo llegar a todos los nodos que se encuentran en la subred. Aquella dirección que tiene todos y cada uno de los bits de la parte de dirección de máquina con valor 1 es una dirección de multidifusión. Por ejemplo, en una red 192.168.11.0/24, la dirección de broadcast es 192.168.11.255. El valor de host 255 en 192.168.11.255 se codifica en binario con sus ocho bits a 1: 11111111. Aún hoy día la multidifusión se utiliza únicamente como experimento. Existe una propuesta de implementación de videoconferencia utilizando multidifusión, sin embargo, se han estandarizado otros mecanismos. La difusión en redes IPv6 La difusión en IPv6 ha demostrado tener bastante utilidad en la práctica. Por eso, la nueva versión 6 del protocolo ha optado por otro esquema para simular la difusión: Multidifusión (multicast) La multidifusión es sensiblemente distinta en IPv6 respecto a IPv4. Un paquete de multidifusión no está dirigido necesariamente a una red o subred, concepto que no existe en IPv6, sino a un grupo de nodos predefinido compuesto por cualquier equipo en cualquier parte de la red. El nodo emisor emite su paquete a una dirección de multidifusión como si se tratase de cualquier otro paquete. Dicho paquete es procesado por diversos enrutadores intermedios. Estos enrutadores utilizan una tabla de correspondencia que asocia cada dirección de multidifusión con un conjunto de direcciones reales de nodos. Una vez determinadas dichas direcciones, retransmite una copia del paquete a cada uno de los nodos interesados. Para construir dichas tablas de correspondencia, es necesario que cada nodo receptor se registre previamente en una dirección de multidifusión. Las direcciones de multidifusión comienzan por FF00 (en hexadecimal). A diferencia de IPv4, la implementación de la multidifusión es obligatoria para los enrutadores. Su aplicación práctica está en la videoconferencia y telefonía. Difusión a una de varias (anycast) La difusión anycast es similar a la anterior. La diferencia radica en que no se requiere que el paquete llegue a todos los nodos del grupo, sino que se selecciona uno en concreto que recibirá la información. La utilidad de este tipo de difusión puede ser aumentar la disponibilidad de un servicio, el descubrimiento de servicios en la red y el reparto de carga de cómputo entre varios nodos.
Aplicaciones prácticas de la difusión La difusión de información es útil para dos tipos de escenarios:
Cuando el nodo emisor no conoce cuál es el nodo destinatario. La aplicación más común es el descubrimiento automático de servicios en una red. De esta manera, el usuario no tiene por qué conocer de antemano la dirección del servidor que proporciona un determinado servicio. Cuando el nodo emisor necesita enviar la misma información a múltiples receptores. Es el caso de la videoconferencia y el streaming.
El Broadcasting puede ser utilizado para generar un Ataque de denegación de servicio (o Ataque DoS). El atacante envía falsos paquetes de peticiones ping con la IP fuente del computador de la víctima. El computador víctima es inundado por las respuestas de todos los computadores del dominio. ¿Qué es Dominio de colisión? Grupo de dispositivos conectados al mismo medio físico, de tal manera que si dos dispositivos acceden al medio al mismo tiempo, el resultado será una colisión entre las dos señales. Como resultado de estas colisiones se produce un consumo inadecuado de recursos y de ancho de banda. Cuanto menor sea la cantidad de dispositivos afectados a un dominio de colisión mejor desempeño de la red. El área dentro de la red donde los paquetes se originan y colisionan, se denomina dominio de colisión, e incluye todos los entornos de medios compartidos. Entorno de medios compartidos: cuando múltiples hosts tienen acceso al mismo medio. Por ejemplo, si varios PCs se encuentran conectados al mismo cable físico, a la misma fibra óptica, o si comparten el mismo espacio aéreo, entonces se dice que comparten el mismo entorno de medios. Por ejemplo, un alambre puede estar conectado con otro a través de cables de conexión, transceptores, paneles de conexión, repetidores e incluso hubs. Todas estas interconexiones de la Capa 1 forman parte del dominio de colisión. Como profesional de networking, una habilidad importante que debe tener es la capacidad de reconocer los dominios de colisión. Tanto los repetidores como los hubs son dispositivos de la Capa 1 y, por lo tanto, no ejecutan ninguna filtración del tráfico de red, si se amplía un tendido de cables mediante un repetidor y se termina ese tendido mediante un hub, esto simplemente da como resultado un dominio de colisión de mayor tamaño.
Aunque los repetidores y los hubs son dispositivos de networking útiles y económicos, lo cierto es que amplían los dominios de colisión y, por lo tanto, hacen que el desempeño de la red se vea afectado debido al exceso de colisiones. Se puede reducir el tamaño de los dominios de colisión utilizando dispositivos inteligentes que puedan dividir los dominios. Los bridges, switches y routers son ejemplos de este tipo de dispositivo de networking. Al proceso de dividir los dominios de colisión en dominios de colisión más pequeños se denomina segmentación. Un dominio de colisión es un segmento físico de una red de computadores donde es posible que los paquetes puedan "colisionar" (interferir) con otros. Estas colisiones se dan particularmente en el protocolo de red Ethernet. A medida que aumenta el número de nodos que pueden transmitir en un segmento de red, aumentan las posibilidades de que dos de ellos transmitan a la vez. Esta transmisión simultánea ocasiona una interferencia entre las señales de ambos nodos, que se conoce como colisión . Conforme aumenta el número de colisiones disminuye el rendimiento de la red. El rendimiento de una red puede ser expresado como
Un dominio de colisión puede estar constituido por un solo segmento de cable Ethernet en una Ethernet de medio compartido, o todos los nodos que afluyen a un concentrador Ethernet en una Ethernet de par trenzado, o incluso todos los nodos que afluyen a una red de concentradores y repetidores. A partir de las capas del modelo OSI es posible determinar qué dispositivos extienden o componen los dominios de colisión. Los dispositivos de la capa 1 OSI (como los concentradores y repetidores) reenvían todos los datos transmitidos en el medio y por lo tanto extienden los dominios de colisión. Los dispositivos de la capa 2 y 3 OSI (como los conmutadores) segmentan los dominios de colisión. Los dispositivos de la capa 3 OSI (como los routers) segmentan los dominios de colisión y difusión (broadcast). Con Ethernet, si se tienen más de cuatro concentradores en una red, entonces probablemente ya se ha extendido el dominio de colisión más de lo deseado.
Latencia: 1. Retraso entre el tiempo que un dispositivo solicita acceso a una red y el tiempo en que se le otorga el permiso para transmitir. 2. Retraso entre el tiempo en que el dispositivo recibe una trama y el tiempo en que la trama se envía al puerto de destino.
¿Qué es Dominio de difusión? Grupo de dispositivos de la red que envían y reciben mensajes de difusión entre ellos. Una cantidad inapropiada de estos mensajes de difusión (broadcast) provocara un bajo
rendimiento en la red, una cantidad exagerada (tormenta de broadcast) dará como resultado el mal funcionamiento de la red hasta tal punto de poder dejarla completamente congestionada. Los hubs o concentradores tienen un único dominio de colisión, eso quiere decir que si dos equipos provocan una colisión en un segmento asociado a un puerto del hub, todos los demás dispositivos aun estando en diferentes puertos se verán afectados. De igual manera se verían afectados si una estación envía un Broadcast, debido a que un hub también tiene un solo dominio de difusión. Un dominio de difusión es un área lógica en una red de ordenadores en la que cualquier ordenador conectado a la red puede transmitir directamente a cualquier otro en el dominio sin precisar ningún dispositivo de encaminamiento, dado que comparten la misma subred, dirección de puerta de enlace y están en la misma VLAN (VLAN por defecto o instalada). De forma más específica es un área de una red de pc formada por todos los ordenadores y dispositivos de red que se pueden alcanzar enviando una trama a la dirección de difusión de la capa de enlace de datos. Un dominio de difusion o de broadcast funciona con la última ip de una subred. Se utilizan Routers para segmentar los dominios de difusión. Un dominio de difusión es una división lógica de una red de computadores , en la que todos los nodos pueden comunicarse entre sí por difusión en la capa de enlace de datos . Un dominio de difusión puede estar dentro del mismo segmento LAN o puede ser puenteada a otros segmentos de LAN. En términos populares de tecnología: cualquier computador conectado a la misma Ethernet repetidor o conmutador es un miembro del mismo dominio de broadcast. Además, cualquier ordenador conectado a la misma serie de switches/ repetidores interconectados es un miembro del mismo dominio de broadcast. Routers y otras capas superiores dispositivos forman los límites entre los dominios de difusión. Esto es en comparación con un dominio de colisión, lo que sería todos los nodos en el mismo conjunto de repetidores inter-conectados, dividido por los conmutadores y puentes de aprendizaje. Dominios de colisión son generalmente más pequeños, y contenidos dentro de, dominios de difusión. Mientras que algunos dispositivos de capa 2 (Red) son capaces de dividir los dominios de colisión, dominios de difusión sólo se dividen por dispositivos de la capa de red 3, como enrutadores o conmutadores de nivel 3. La separación de las VLAN divide dominios de difusión también, pero no proporciona medios a la red de estos sin la funcionalidad de la capa 3. La distinción entre dominios de difusión y los dominios de colisión se produce porque Ethernet simple y sistemas similares utilizan un sistema de transmisión compartido. En
Ethernet simple (sin switches o puentes ), las tramas de datos se transmiten a todos los demás nodos de la red. Cada nodo receptor comprueba la dirección de destino de cada trama, y simplemente ignora cualquier trama no dirigida a su propia dirección MAC. Switches actúan como buffers, recibiendo y analizando las tramas de cada segmento de red conectado. Tramas destinadas para los nodos conectados a el segmento de origen no se reenvían por el conmutador. Las tramas destinadas a un nodo específico en un segmento diferente sólo se envían a ese segmento. Sólo difunden tramas que son enviadas a todos los demás segmentos. Esto reduce el tráfico innecesario y colisiones. En una red conmutada, tramas transmitidas no pueden ser recibidas por todos los otros nodos alcanzables. Nominalmente, las tramas sólo se difunden a los demás nodos que las recibiran. Las colisiones se localizan en el segmento de red en que se producen. Por lo tanto, el dominio de difusión es la entera capa 2 (red) interconectada, y los segmentos conectados a cada puerto del conmutador / puente son cada uno un dominio de colisión. No todos los sistemas de red o medios de comunicación disponen de dominios broadcast / colisión. Por ejemplo, los enlaces PPP . Difusión de control de dominio Con un switch suficientemente sofisticado, es posible crear una red en la que está estrictamente controlada la noción normal de un dominio de difusión. Una aplicación de este concepto se denomina " VLAN privada ". Otra aplicación es posible con Linux y ebtables. Una analogía útil es que mediante la creación de múltiples VLAN, el número de dominios de difusión aumenta, pero el tamaño de cada dominio de difusión disminuye. Esto se debe a que una LAN virtual (o VLAN) es técnicamente un dominio de difusión. Esto se logra mediante la designación de uno o más " servididores "o nodos" proveedores ", ya sea por dirección MAC o puerto del switch. Las tramas de difusión se permite que se originen a partir de estas fuentes, y se envían a todos los demás nodos. Las tramas de difusión de todas las demás fuentes se dirigen sólo a los nodos servidores / proveedores. Tráfico procedente de otras fuentes que no están destinados a los nodos servidores / proveedores (tráfico " peer-to-peer ") está bloqueado. El resultado es una red basada en un sistema de transmisión nominalmente compartida; como Ethernet, pero en la que nodos “ cliente " no pueden comunicarse entre sí, sólo con el servidor / proveedor. Una aplicación común es los proveedores de Internet. Permitiendo la comunicación directa de la capa enlace de datos directo entre nodos cliente exponiendo a la red a ataques de seguridad diferentes, tales como ARP spoofing . El control de la emisión de dominio de esta manera proporciona muchas de las ventajas de una red de punto a punto, utilizando materias primas de difusión basada en hardware.
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU TOPOLOGÍA LÓGICA
La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring). Token Ring Es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología lógica en anillo y técnica de acceso de paso de testigo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; Actualmente no es empleada en diseños de redes. Token Ring es un anillo formado por una serie de interfaces de anillo conectadas punto a punto. A estas interfaces están conectados los nodos (equipos). El anillo es un medio de transmisión unidireccional.
IEEE 802.5 es un estándar definido por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, www.ieee.org) que define una red de área local (LAN) en configuración de anillo (Ring), con método de paso de testigo (Token) como control de acceso al medio.
Ethernet Es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI. La Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3. Usualmente se toman Ethernet e IEEE 802.3 como sinónimos. Ambas se diferencian en uno de los campos de la trama de datos. Las tramas Ethernet y IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma red.
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (en español, "Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), es una técnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection) lanzado en 1984 fue el modelo de red descriptivo creado por ISO; esto es, un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones. Bibliografía:
http://www.alegsa.com.ar/Dic/colision.php http://aprenderedes.com/2006/05/dominioas-de-colision-y-difucion/ http://www.slideshare.net/Betty77ma/colisiones-dominios-de-colisin-ysegmentacin http://es.wikipedia.org/wiki/Dominio_de_colisi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Broadcast_(inform%C3%A1tica) http://www.tech-faq.com/broadcast-address.html http://www.slideshare.net/miguel5230/redes-de-computadores-1136385
