COMUNICACIONES MULTIPUNTO
Una de las clasificaciones más importantes en las que se puede dividir una comunicación es aquella que hace referencia al número de participantes y al papel desempeñado por cada uno de éstos. Así, dicha clasificación permite distinguir entre:
Comunicaciones punto a punto, en la que intervienen únicamente dos Terminales.
Comunicación punto a multipunto, en este caso participa un emisor que transmite a muchos receptores.
Comunicación multipunto a multipunto, es el caso más genérico, donde en un conjunto de terminales pueden distinguirse varios emisores y varios receptores.
Una de las principales ventajas de las comunicaciones multipunto es que aumentan notablemente la eficiencia de uso de la red al compartir recursos entre todos los agentes participantes.
Por otra parte, la transmisión punto a multipunto permite la aparición de nuevos servicios multimedia, que aprovechen al máximo las capacidades de difusión de este tipo de comunicaciones.
Dentro de las aplicaciones multipunto-multipunto se puede añadir la sincronización de recursos, como el uso compartido de cualquier tipo de bases de datos; el procesado concurrente; la tele enseñanza; y aplicaciones para simulaciones interactivas distribuidas (DIS) o sesiones de audio compartido.
LAS COMUNICACIONES MULTIPUNTO SOBRE INTERNET
La arquitectura de protocolos TCP/IP es el resultado de la investigación y del desarrollo llevado a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET. A partir de los protocolos estándar desarrollados, todas las funciones involucradas en la comunicación se pueden organizar en cinco capas: aplicación, transporte, red, enlace y física.
La transmisión punto a multipunto necesita que varios de estos niveles proporcionen servicios específicos para este tipo de comunicación. Concretamente, se puede dividir la comunicación punto a multipunto en comunicación intrared, entre terminales dentro de una misma red local, y comunicación interred, entre terminales que pueden estar situados en distintas redes o subredes.
En cuanto al nivel de transporte, debe cubrir aquellos requisitos exigidos por las aplicaciones que no hayan sido satisfechos en los niveles inferiores. Entre éstos cabe destacar:
• Fiabilidad: algunas aplicaciones necesitan asegurar que la información transmitida llega a todos los receptores.
• Recepción ordenada: relacionado con el punto anterior, consiste en asegurar que la información llega a la aplicación destino en el mismo orden en la que fue transmitida.
• Control de flujo y congestión: es quizás, uno de los requisitos más importantes, ya que sin e control de congestión existente actualmente en protocolos de transporte como TCP, Internet no sería una red funcional. Con el control de flujo y congestión se asegura que la velocidad de
transmisión se adapte a las características dinámicas de la red.
• Gestión de grupo: algunas aplicaciones necesitan más información o un mayor grado de control sobre los grupos que el ofrecido por IP Multicast. En esos casos, el protocolo de transporte debe aportar los mecanismos necesarios para poder realizar dichas funciones.
• Requisitos de tiempo real: algunas aplicaciones imponen límites temporales al retardo máximo que un receptor puede asumir o a la varianza de retardo entre distintos paquetes para un mismo receptor.
Los protocolos de transporte en las comunicaciones multipunto
El principal de estos requisitos es la escalabilidad. Los protocolos multipunto pueden ser usados en circunstancias donde hay un alto número de terminales que intervienen en la comunicación, y por lo tanto, deben contar con mecanismos que eviten que tanto el tráfico como la información de estado a almacenar, crezca proporcionalmente al número de receptores. El otro gran requisito de los protocolos de transporte multipunto es el comportamiento equitativo con respecto a TCP. En Internet ya existe un tráfico dominante, que es el tráfico TCP. Para que un protocolo de transporte multipunto
pueda ser usado en Internet sin afectar al tráfico existente, debe comportarse de manera equitativa con respecto a este protocolo.
Mecanismos para asegurar la fiabilidad
En las comunicaciones punto a punto, el protocolo de transporte fiable TCP utiliza confirmaciones positivas, ACKs, transmitidas por el receptor para saber que paquetes de información han llegado correctamente a su destino.
La mayoría de los protocolos de transporte multipunto usan el mecanismo de confirmaciones negativas, NAKs, para controlar la correcta recepción de los paquetes.
En concreto, cuando muchos receptores pierden el mismo paquete, es posible recibir un alto número de NAKs. Este fenómeno es conocido como implosión o tormenta de NAKs. Para reducir el número de confirmaciones negativas se pueden usar uno o varios de los siguientes mecanismos:
• Repetidores locales: según esta estrategia, determinados receptores son seleccionados como "repetidores".
• Jerarquización de los receptores: esta solución lleva la estrategia de repetidores locales al extremo, imponiendo una jerarquía entre todos los receptores, en la cual cada receptor sólo puede enviar un NAK al eslabón superior.
• Colaboración de los elementos de red: esta estrategia se basa en que los elementos de red realicen un filtrado, de manera que de varias peticiones de retransmisión, sólo una llegue al emisor.
• Temporizadores: el uso de temporizadores disminuye el número de NAK que el emisor recibe, logrando así, una mayor eficiencia en la comunicación.
El control de congestión en los protocolos de transporte multipunto
Los mecanismos de control de congestión de un protocolo de transporte seencargan de regular el tráfico, generado en el emisor, a las circunstancias cambiantes de la red. El control de congestión de las comunicaciones TCP en Internet se basa principalmente en el trabajo de Van Jacobson [Jacobson88], que en 1986, ante la primera disrupción seria de Internet, desarrolló ciertos mecanismos para evitar que se volviera a producir esa situación.
Los algoritmos de control de congestión de los protocolos para transporte multipunto son más complejos y variados que los disponibles en comunicaciones punto a punto. Una de las principales diferencias entre los controles de congestión de los protocolos multipunto y los punto a punto es como tratar la información de realimentación, para evitar una reducción excesiva de la tasa de la fuente, respuesta a los mensajes de congestión desde los distintos receptores.
LAS COMUNICACIONES MULTIPUNTO SOBRE ATM
La tecnología ATM presenta dos importantes ventajas como facilitar la conmutación a alta velocidad y permitir la gestión de flujos de información en la red. Por esta razón, ATM se ha desarrollado como red troncal en las redes de los operadores, y en menor medida, en redes privadas que requieren prioridades en los flujos de información. Aunque, no ha penetrado en las redes de área local, ni se hayan desarrollado aplicaciones especificas para esta tecnología, un importante porcentaje, alrededor del 80%, del tráfico de Internet pasa a través de estas redes.
Uno de los problemas que se encuentran al utilizar circuitos virtuales multipunto-multipunto, en los que existen múltiples fuentes en el mismo circuito lógico, es la identificación de células generadas por diferentes fuentes que pertenecen a la misma conexión.
El Servicio ABR
El mecanismo de control de flujo ABR permite que la red divida el ancho de banda disponible de una manera equitativa y eficiente entre las diferentes fuentes activas. Para ello, se utiliza un control de flujo basado en tasa, de lazo cerrado y extremo a extremo. Para regular la tasa a la que se envía tráfico a la red, la fuente genera una célula de control llamada Resource Management (RM) cada Nrm –1 células de datos. El destino devolverá estas células hacia la fuente. Las células RM que van desde la fuente hacia el destino se llaman células FRM (Forward RM), mientras las que fluyen desde el destino a la fuente se llaman BRM (Backward RM). Las células RM pueden ser examinadas y modificadas por los elementos intermedios de red en cualquiera de las dos direcciones. La figura 2.1 muestra los componentes del control de congestión descrito.
El Control de flujo para conexiones punto a multipunto sobre ABR
Cuando se tratan conexiones punto a multipunto, dos cuestiones inmediatas, que resultan más o menos obvias en conexiones punto a punto, deben ser resueltas. La primera es a qué velocidad debe transmitir la fuente y la segunda cómo se limita el tráfico de realimentación que llega a la fuente desde cada uno de los destinos. Para dar respuesta a estas dos preguntas, en esta sección se va a definir el criterio de equidad en el caso de tener múltiples receptores, y se van a analizar diferentes
propuestas para evitar la saturación de células BRM. Uno de los criterios de equidad más utilizados en ABR es una extensión del criterio Max-Min [UNI4.1]. Según este principio, la fuente debe transmitir a la capacidad máxima que permita el enlace que represente el cuello de botella de todas
las conexiones involucradas. De esta manera, se minimizan la tasa de pérdidas de todas las ramas, ya que la velocidad de la fuente coincide con el enlace más restrictivo del árbol multipunto. Este criterio resulta muy adecuado para aquellos receptores que no puedan tolerar pérdidas. Sin embargo, puede resultar ineficiente en cuanto a la utilización del ancho de banda.
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