Dominios de Colisión y Difusión
Ethernet es una tecnología conflictiva, todos
los equipos que se conectan al mismo medio físico reciben las señales enviadas
por otros dispositivos. Si dos computadoras o equipos de la red 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 el diseño de una red se debe tener
especial cuidado con los llamados
Dominios de Colisión y Dominio de Difusión (Broadcast).
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.
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.
Por ejemplo: Si una computadora trasmite
video a los demás computadoras de la red lo hace con mensajes broadcast, los
mensajes broadcast tienen un IP origen y muchos IP de destino. El IP broadcast
es la última IP de la red o subred calculada por la máscara de subred.
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
hubs, 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.
Es importante entender la diferencia entre
estos dos conceptos lo correcto es tener muchos dominios de colisión pequeños
que pocos grandes.
Un dominio de difusión, broadcast domain, es
el área lógica en una red de computadoras en la que cualquier computadora
conectado a la red puede transmitir directamente a cualquier otra computadora
sin que un dispositivo de encaminamiento intervenga, dado que comparten la
misma subred, dirección de puerta de enlace.
De forma más específica, es un área de una
red de computadoras, formada por todos las computadoras y dispositivos de red
que se pueden alcanzar enviando una trama a la dirección de difusión de la capa
de enlace de datos. La IP de difusión es la última IP de la sub red.
Por ejemplo:
• dada
una IP=192.168.3.5 y su máscara de red 255.255.255.0 y hacemos ping a la
dirección 192.168.3.255 recibirán el paquete las computadoras 192.168.3.0...255
alcanzada por la máscara 255.255.255.0.
Un dominio de difusión funciona con la última
dirección IP de una subred. Si una computadora envía un paquete de información
a la IP de difusión se estará comunicando con todas las computadoras de la
subred. Es usada normalmente para enviar video a todas las computadoras o
cuando el sistema operativos quiere hacer un diagnóstico de la red.
Por ejemplo:
• dada
una IP=192.168.3.5 y su máscara de red 255.255.255.128 y hacemos ping a la
dirección 192.168.3.127 recibirán el paquete las computadoras 192.168.3.0...127
alcanzada por la primera subred de la máscara 255.255.255.128.
• dada
una IP=192.168.3.5 y su máscara de red 255.255.255.128 y hacemos ping a la
dirección 192.168.3.255 recibirán el paquete las computadoras
192.168.3.128...255 alcanzada por la segunda subred de la máscara
255.255.255.128.
Se utilizan las máscaras de subredes para
segmentar una red de difusión grande en subredes lógicas más pequeñas.
Las máscaras de subred trabajan en capa 3 del
modelo OSI.
Para una máscara de red de clase C se
dividiría la red en:
• 255.255.255.0
en 1 subred de 255 computadoras
• 255.255.255.128
en 2 subredes de 128 computadoras
• 255.255.255.192
en 4 subredes de 64 computadoras
• 255.255.255.224
en 8 subredes de 32 computadoras
• 255.255.255.240
en 16 subredes de 16 computadoras
• 255.255.255.248
en 32 subredes de 8 computadoras
• 255.255.255.252
en 64 subredes de 4 computadoras
• 255.255.255.254
en 128 subredes de 2 computadoras
• 255.255.255.255
en 256 subredes de 1 computadora
Se utilizan encaminadores o enrutadores,
routers, para segmentar los dominios de difusión de broadcast. Los ruoters no
agrandan los dominios de difusión cuando se hace broadcast.
Resumen para el concepto de dominio de difusión
El dominio de difusión es el conjunto de
todos los dispositivos que reciben tramas de broadcast que se originan en
cualquier dispositivo de la red. Los equipos alcanzados por broadcast generalmente están limitados por
enrutadores, dado que los routers no envían tramas de broadcast.
Si bien los switchs filtran la mayoría de las
tramas según las direcciones MAC, no hacen lo mismo con las tramas de broadcast
y difunden los paquetes broadcast, los switchs agrandan el dominio de difusión.
Es responsabilidad del administrador de la
red controlar si se han instalado demasiados switchs.
Una serie de switches interconectados forman
un dominio de broadcast simple.
Solo una equipo de capa 3 del modelo OSI,
como un router o una LAN virtual (VLAN), puede detener un dominio de difusión
de capa 3. Los routers y las VLAN se utilizan para segmentar los dominios de
colisión y debroadcast.
Cuando un switch recibe una trama de
broadcast, la reenvía a cada uno de sus puertos excepto al puerto entrante en
el que el switch recibió esa trama. Cada dispositivo conectado reconoce la
trama de broadcast y la procesa. Esto provoca una disminución en la eficacia
(ineficiencia) de la red dado que el ancho de banda se utiliza para propagar el
tráfico de broadcast.
Cuando se conectan dos switches, aumentan los
dominios de broadcast.
¿Qué son las VLAN - Redes LAN Virtuales?
Una VLAN (acrónimo de Virtual LAN, Red de
Área Local Virtual’) es un método de crear redes lógicamente independientes
dentro de una misma red física. Varias VLANs pueden coexistir en un único
conmutador, switch, físico o en una única red física.
Una VLAN hace los mismo que las máscaras de
red pero lo hacen en capa 2 del modelo OSI.
Son útiles para reducir el tamaño del dominio
de difusión y ayudan en la administración de la red separando segmentos lógicos
de una red de área local (como los departamentos de una empresa en ventas y
compras) que no deberían intercambiar datos usando la red local (aunque podrían
hacerlo a través de un enrutador). Una VLAN arma grupos de computadoras
pequeños que se comunican entre sí.
Una VLAN consiste en una red de ordenadores
que se comportan como si estuviesen conectados al mismo conmutador, aunque
pueden estar en realidad conectados físicamente a diferentes segmentos de una
red de área local. Los administradores de red configuran las VLANs mediante
software en lugar de hardware, lo que las hace extremadamente flexibles. Una de
las mayores ventajas de las VLANs surge cuando se traslada físicamente algún
ordenador a otra ubicación. Puede permanecer en la misma VLAN, grupos de
computadoras, sin necesidad de cambiar la configuración IP de la máquina. Otra
ventaja es que no hace falta cambiar la IP de una computadora para hacer que
pertenezca a otro grupos de computadoras. Es fácil hacer que una computadora
pertenezca a diferentes dominios de difusión.
Por ejemplo: una computadora que estaba en
ventas puede pasar fácilmente a compras. O si una computadora que pertenece a
ventas y es cambiada de piso en el edificio siga perteneciendo a ventas a pesar
del cambio de lugar.
Dominio de colisión
Un dominio de colisión es un segmento físico
de cable de una red de computadores donde es posible que las tramas transmitida
puedan colisionar con otra trama. Estas colisiones se dan particularmente en el
protocolo de red Ethernet.
Las tramas son inyectadas a los cables por la
electrónica del equipo de transmisión y normalmente codifican en su trama al
número MAC que identifica al equipo transmisor.
A medida que aumenta el número de nodos,
equipos de transmisión, que pueden transmitir en un segmento de red, aumentan
las posibilidades de que dos de ellos transmitan a la vez, inyecten tención o
corriente al cable. Esta transmisión simultánea ocasiona una interferencia
entre las señales eléctricas 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:
• rendimiento%
= (1 - Colisiones / Paquetes Transmitidos) * 100
Por ejemplo para 20 paquetes transmitidos:
• se
transmiten 20 paquetes exitosamente 1-(0/20)*100 = 100%
• se
transmiten 10 paquetes exitosamente 1-(10/20)*100 = 50%
• se
transmiten 0 paquetes exitosamente 1-(20/20)*100=0%
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.
Los hub son equipos de transmisión que
funcionan como concentradores y repetidores, son fuente de colisiones, los hub
ya no se venden y son remplazados por los switch.
Dispositivos con dominios de colisión
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 del modelo 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 del modelo OSI (como los conmutadores switch)
segmentan los dominios de colisión.
• Los
dispositivos de la capa 3 del modelo OSI (como los routers) segmentan los
dominios de colisión y difusión (broadcast). Los Router nunca retransmiten los
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.
No es buena idea mezclar switch y hub, los
hub reenvían la información a todas sus bocas y producen colisiones que en
pocas computadoras no generan problemas pero en muchas computadoras suelen ser
un desastre.
Los switch no generan colisiones porque
dividen los cables de sus bocas en segmentos de colisiones distintos. Los
switch crean una tabla de números MAC de tal forma que siempre tiene identificada
cada computadora y sólo unen de a dos computadoras a la vez para realizar una
transmisión.
El switch escucha en todas los puertos pero
cuando escribe lo hace solamente en dos puertos. Por eso a los switch se los
llama llaves o conmutadores o multiplexores.
Si el dominio de colisión es muy grande con
muchas computadoras y hacemos difusión de broadcast normalmente es un desastre
y es responsabilidad del administrador de la red dividir el dominio de
colisión. Si tenemos problemas de colisión la banda ancha disponible queda
disminuida por la gran cantidad de retrasmisiones de tramas que hay que hacer.
Para saber más de dominios de difusión visitar las siguientes publicaciones:
FIN
Gracias ! Me ayudó bastante
ResponderBorrarHola tengo una duda sobre el dominio de broadcast. Tengo un router al cual tengo conectados clientes los cuales estan en el segmento de red 192.168.10.0/24. Estos clientes los conecto a travez de enlaces inalambricos los cuales estan en el segmento de red 192.168.11.0/24. Hice una ruta estatica para poder tener comunicacion entre las dos redes desde la LAN ya que la LAN del router tiene la IP 192.168.10.1. Mi pregunta es: en la LAN del router tengo 2 dominios de broadcast o 1 dominio de broadcast?
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