IP Multicast
IP Multicast es un método para transmitir datagramas IP a un grupo de receptores interesados. Puedes ver el artículo de multidifusión para ver una discusión general del asunto. En este artículo se trata específicamente la multidifusión IP.
Protocolos y aplicaciones
Dado que las transmisiones multicast y unicast son diferentes, sólo los protocolos diseñados para multicast pueden ser usados efectivamente con este.
La mayoría de los protocolos de aplicaciones existentes que usan multicast lo hacen sobre UDP. Otras aplicaciones, sobre todo aquellas que tienen que transmitir contenidos multimedia, lo hacen usando el protocolo RTP; además del protocolo RSVP para reservar el ancho de banda necesario para la distribución del contenido.
La mayoría de los protocolos de aplicaciones existentes que usan multicast lo hacen sobre UDP. Otras aplicaciones, sobre todo aquellas que tienen que transmitir contenidos multimedia, lo hacen usando el protocolo RTP; además del protocolo RSVP para reservar el ancho de banda necesario para la distribución del contenido.
La distribución en una red local está controlada por el protocolo IGMP (en una red IPv4) y por MLD (en una red IPv6). Dentro de un dominio de enrutamiento se usa el protocolo PIM y entre dominios se debe usar algún protocolo de enrutamiento multicast entre dominios como el MBGP.
Se pueden encontrar muchos errores si un paquete destinado a una dirección unicast es encaminado accidentalmente a una dirección multicast. Concretamente se ha usado el envío de paquetes ICMP a una dirección multicast como una forma de conseguir la amplificación de paquetes a través de un Ataque de denegación de servicio.
VOZ SOBRE IP
Voz sobre Protocolo de Internet, también llamado Voz IP, VozIP, VoIP (por sus siglas en inglés), es un grupo de recursos que hacen posible que la señal de voz viaje a través de Internet empleando un protocolo IP (Protocolo de Internet). Esto significa que se envía la señal de voz en forma digital, en paquetes, en lugar de enviarla en forma analógica, a través de circuitos utilizables sólo para telefonía como una compañía telefónica convencional o PSTN (sigla de Public Switched Telephone Network, Red Telefónica Pública Conmutada).
Los Protocolos que se usan para enviar las señales de voz sobre la red IP se conocen como protocolos de Voz sobre IP o protocolos IP. Estos pueden verse como aplicaciones comerciales de la "Red experimental de Protocolo de Voz" (1973), inventada por ARPANET.
El tráfico de Voz sobre IP puede circular por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet, como por ejemplo las redes de área local (LAN).
Es muy importante diferenciar entre Voz sobre IP (VoIP) y Telefonía sobre IP.
- VoIP es el conjunto de normas, dispositivos, protocolos, en definitiva la tecnología que permite comunicar voz sobre el protocolo IP.
- Telefonía sobre IP es el servicio telefónico disponible al público, por tanto con numeración E.164, realizado con tecnología de VoIP.
Ventajas
La principal ventaja de este tipo de servicios es que evita los cargos altos de telefonía (principalmente de larga distancia) que son usuales de las compañías de la Red Pública Telefónica Conmutada (PSTN). Algunos ahorros en el costo son debidos a utilizar una misma red para llevar voz y datos, especialmente cuando los usuarios tienen sin utilizar toda la capacidad de una red ya existente la cual pueden usar para VoIP sin un costo adicional. Las llamadas de VoIP a VoIP entre cualquier proveedor son generalmente gratis en contraste con las llamadas de VoIP a PSTN que generalmente cuestan al usuario de VoIP.
El desarrollo de codecs para VoIP (aLaw, G.729, G.723, etc.) ha permitido que la voz se codifique en paquetes de datos de cada vez menor tamaño. Esto deriva en que las comunicaciones de voz sobre IP requieran anchos de banda muy reducidos. Junto con el avance permanente de las conexiones ADSL en el mercado residencial, éste tipo de comunicaciones, están siendo muy populares para llamadas internacionales.
Hay dos tipos de servicio de PSTN a VoIP: "Discado Entrante Directo" (Direct Inward Dialling: DID) y "Números de acceso". DID conecta a quien hace la llamada directamente al usuario VoIP mientras que los Números de peso requieren que este la introduzca en el número de tensión del usuario de VoIP esponja. Los Números de acceso son usualmente cobrados como una llamada local para quien hizo la llamada desde la PSTN y gratis para el usuario de VoIP.
Estos precios pueden llegar a ser hasta 100 veces más económicos que los precios de operadores locales.
Funcionalidad
VoIP puede facilitar tareas que serían más fáciles de realizar usando las redes telefónicas comunes:
- Las llamadas telefónicas locales pueden ser automáticamente enrutadas a un teléfono VoIP, sin importar dónde se esté conectado a la red. Uno podría llevar consigo un teléfono VoIP en un viaje, y en cualquier sitio conectado a Internet, se podría recibir llamadas.
- Números telefónicos gratuitos para usar con VoIP están disponibles en Estados Unidos de América, Reino Unido y otros países de organizaciones como Usuario VoIP.
- Los agentes de Call center usando teléfonos VoIP pueden trabajar en cualquier lugar con conexión a Internet lo suficientemente rápida.
- Algunos paquetes de VoIP incluyen los servicios extra por los que PSTN (Red Publica Telefónica Conmutada) normalmente cobra un cargo extra, o que no se encuentran disponibles en algunos países, como son las llamadas de 3 a la vez, retorno de llamada, remarcación automática, o identificación de llamada.
Móvil
Los usuarios de VoIP pueden viajar a cualquier lugar en el mundo y seguir haciendo y recibiendo llamadas de la siguiente forma:
- Los subscriptores de los servicios de las líneas telefónicas pueden hacer y recibir llamadas locales fuera de su localidad. Por ejemplo, si un usuario tiene un número telefónico en la ciudad de Nueva York y está viajando por Europa y alguien llama a su número telefónico, esta se recibirá en Europa. Además si una llamada es hecha de Europa a Nueva York, esta será cobrada como llamada local, por supuesto el usuario de viaje por Europa debe tener una conexión a Internet disponible.
- Los usuarios de Mensajería Instantánea basada en servicios de VoIP pueden también viajar a cualquier lugar del mundo y hacer y recibir llamadas telefónicas.
- Los teléfonos VoIP pueden integrarse con otros servicios disponibles en Internet, incluyendo videoconferencias, intercambio de datos y mensajes con otros servicios en paralelo con la conversación, audio conferencias, administración de libros de direcciones e intercambio de información con otros (amigos, compañeros, etc).
Repercusión en el comercio
La Voz sobre IP está abaratando las comunicaciones internacionales y mejorando por tanto la comunicación entre proveedores y clientes, o entre delegaciones del mismo grupo.
Asimismo, la voz sobre IP se está integrando, a través de aplicaciones específicas, en portales web. De esta forma los usuarios pueden solicitar una llamada de X empresa o programar una llamada para una hora en concreto, que se efectuará a través de un operador de Voz IP normalmente.
Futuro de la Voz sobre IP
El ancho de banda creciente a nivel mundial, y la optimización de los equipos de capa 2 y 3 para garantizar el QoS (Quality of Service) de los servicios de voz en tiempo real hace que el futuro de la Voz sobre IP sea muy prometedor. En Estados Unidos los proveedores de voz sobre IP como Vonage consiguieron una importante cuota de mercado. En España, gracias a las tarifas planas de voz, los operadores convencionales consiguieron evitar el desembarco masivo de estos operadores. Sin embargo la expansión de esta tecnología está viniendo de mano de los desarrolladores de sistemas como Cisco y Avaya que integran en sus plataformas redes de datos y voz. Otros fabricantes de centrales como Panasonic, Alcatel-Lucent, Nortel Networks, Matra, Samsung y LG también desarrollan soluciones corporativas de voz sobre IP en sus equipos de telecomunicaciones privados. Para visualizar el futuro de esta tecnología debemos de ver la realidad actual y ver el punto de vista del usuario final. Para las corporaciones internacionales que pueden contar con sistemas de punta y anchos de banda óptimos, las centrales que manejan VoIP (IPPBX) se han convertido en un equipo muy conveniente. Pero las pequeñas y medianas empresas deben de evaluar ciertos temas: Esta tecnología opera con sistemas operativos (Windows/Linux) que presentan ciertos problemas de estabilidad. Además la red IP no fue diseñada para dar garantías. Además algunos para abaratar costos ofrecen centrales ensambladas en un ordenador o una PC, los cuales enfrentan otro tipo de problemas, como las fallas en sus componentes (Discos Duros, Ventiladores y Fuentes de Alimentación), se debe de prever también el cambio de los aparatos telefónicos tradicionales, ya que esta tecnología trabaja con teléfonos especiales (IP o SIP) a menos que se incorporen equipos especiales. La buena noticia es que todas las funciones extra que pueden brindarle las centrales IP pueden obtenerse con sus centrales tradicionales, solo se deben conectar ciertos módulos que incorporan la tecnología VoIP a sus necesidades. Todos sabemos que la calidad de transmisión de las centrales tradicionales todavía es superior. En realidad es que ya nos acostumbramos a la confiabilidad y a la fácil configuración de los equipos tradicionales, los cuales manejan lenguajes de programación muy sencillos.
El Estándar VoIP (H.323)
Definido en 1996 por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) proporciona a los diversos fabricantes una serie de normas con el fin de que puedan evolucionar en conjunto.
QoS
QOS O Calidad de Servicio (Quality of Service, en inglés) son las tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo dado (throughput). Calidad de servicio es la capacidad de dar un buen servicio. Es especialmente importante para ciertas aplicaciones tales como la transmisión de vídeo o voz.
QoS en ATM
Una de las grandes ventajas de ATM (Asynchronous Transfer Mode – Modo de Transferencia Asíncrona) respecto de técnicas como el Frame Relay y Fast Ethernet es que admite niveles de QoS. Esto permite que los proveedores de servicios ATM garanticen a sus clientes que el retardo de extremo a extremo no excederá un nivel específico de tiempo o que garantizarán un ancho de banda específico para un servicio. Esto es posible marcando los paquetes que provengan de una dirección IP determinada de los nodos conectados a un gateway (como por ejemplo la IP de un teléfono IP, según la puerta del router, etc.). Además, en los servicios satelitales da una nueva perspectiva en la utilización del ancho de banda, dando prioridades a las aplicaciones de extremo a extremo con una serie de reglas.
Una red IP está basada en el envío de paquetes de datos. Estos paquetes de datos tienen una cabecera que contiene información sobre el resto del paquete. Existe una parte del paquete que se llama ToS (Type of Service), en realidad pensada para llevar banderas o marcas. Lo que se puede hacer para darle prioridad a un paquete sobre el resto es marcar una de esas banderas (flags, en inglés).
Para ello, el equipo que genera el paquete, por ejemplo una puerta de enlace (gateway, en inglés) de voz sobre IP, coloca una de esas banderas en un estado determinado. Los dispositivos por donde pasa ese paquete después de ser transmitido deben tener la capacidad para poder discriminar los paquetes para darle prioridad sobre los que no fueron marcados o los que se marcaron con una prioridad menor a los anteriores. De esta manera podemos generar prioridades altas a paquetes que requieren una cierta calidad de envío, como por ejemplo la voz o el vídeo en tiempo real, y menores al resto.
QoS en escenarios inalámbricos
El entorno inalámbrico es muy hostil para medidas de Calidad de Servicio debido a su variabilidad con el tiempo, ya que puede mostrar una calidad nula en un cierto instante de tiempo. Esto implica que satisfacer la QoS resulta imposible para el 100% de los casos, lo que representa un serio desafío para la implementación de restricciones de máximo retardo y máxima varianza en el retardo (jitter) en sistemas inalámbricos.
Los sistemas de comunicaciones ya estandarizados con restricciones QoS de retardo y jitter en entornos inalámbricos (por ejemplo en GSM y UMTS) sólo pueden garantizar los requisitos para un porcentaje (<100%) de los casos. Esto implica una caída del servicio (Outage o downtime en inglés), generando los cortes de llamadas y/o los mensajes de “red ocupada”. Por otro lado, algunas aplicaciones de datos (por ejemplo, WiFi) no requieren de restricciones de máximo retardo y jitter, por lo que su transmisión sólo necesita de la calidad media del canal, evitando la existencia de caídas del servicio.
Soluciones para la calidad de servicio
El concepto de QoS ha sido definido dentro del proyecto europeo Medea+PlaNetS,[1] proporcionando un término común para la evaluación de las prestaciones de las comunicaciones en red, donde coexisten aplicaciones sin requisitos de retardo con otras aplicaciones con estrictas restricciones de máximo retardo y jitter. Dentro de PlaNetS, cuatro diferentes clases de aplicaciones han sido definidas, donde cada clase se distingue por sus propios valores de máximo retardo y jitter. La figura (1) muestra estas clases:
1. Conversación: caracterizada por la más alta prioridad y los requerimientos de menor retardo y jitter.
4. Aplicaciones secundarias: la más baja prioridad y mayor permisividad de retardo y jitter.
Los beneficios de la solución PlaNetS se resumen en:
1. La posibilidad de pre-calcular el máximo retardo y jitter de la comunicación; y para cada una de las clases de aplicaciones.
2. La solución propuesta es implementada con un simple scheduler que conoce la longitud de las colas de paquetes.
3. La conformidad de los nodos de la comunicación es fácilmente comprobable.
4. Una mayor QoS, tanto para el sistema como para el usuario final.
5. La posibilidad de obtener esquemas prácticos de control de acceso (Connection Admission Control,(CAC), en inglés).
Calidad de servicio utilizando UPnP
UPnP es una tecnología desarrollada por el UPnP Forum que permite a los dispositivos en una red formar comunidades y compartir servicios. Cada dispositivo se ve como colección de uno o más dispositivos y servicios empotrados no necesitando establecer ninguna conexión preliminar o persistente para comunicarse con otro dispositivo. Existe un punto de control que descubre los dispositivos y sincroniza su interacción. Esta tecnología se usa sobre todo en el entorno multimedia, pudiéndola utilizar en dispositivos comerciales como la XBOX 360 (compartir archivos multimedia entre la videoconsola y el ordenador), la generación de móviles N de Nokia, etc.
Dentro del UPnP Forum se trabaja en la especificación de arquitecturas de calidad de servicio, y considerando la calidad de servicio local, es decir dentro de la red local. La segunda versión de la especificación de la arquitectura de calidad de servicio UPnP se ha publicado,[2] donde la especificación no define ningún tipo de dispositivo, sino un framework de UPnP QoS formado básicamente por tres distintos servicios. Estos servicios, por lo tanto, van a ser ofrecidos por otros dispositivos UPnP. Los tres servicios son:
- QosDevice
- QosPolicyHolder
- QosManager
La relación entre estos servicios puede verse en la figura (2) en la que se muestra un diagrama con la arquitectura UPnP QoS.
Asignaciones de direcciones IPv4 multicast
El rango de direcciones de clase D, que está asociado aún con direcciones de multicast, no se asignan a direcciones unicast tradicionales. De hecho la reserva de grupos de direcciones de multicast ha solido ser una fuente de problemas y puede llevar a múltiples e insatisfactorias soluciones.
Existen varias estrategias para lograr solventar el problema. Estas son solo algunas de ellas. Para más información deberá leer el documento RFC 3171.
El bloque 224.0.0.0/24 es solo para enlaces multicast locales. Aquí solo pueden encontrar cosas como protocolos de enrutado. Los datagramas a estas direcciones no deberían ser reenviadas por los routers.
Gran parte del resto del espacio de direcciones entre 224/8 ha sido asignado y usado por diversidad de aplicaciones a lo largo de los años o, simplemente, ha sido reservado por la IANA. Este bloque ha sido denominado despectivamente como el pantano multicast.
239.0.0.0/8 es actualmente un espacio para uso administrativo. El uso de este bloque se especifica en el documento RFC 1918. Sin embargo en otro, el RFC 2365, indica que parte de este segmento tiene un uso parecido a un espacio de direcciones unicast privadas. Sin embargo la mayoría de operadores lo tratan como dice el primer documento.
El resto de la Clase D está marcado actualmente como reservado por la IANA.
Asignaciones de direcciones IPv6 multicast
Véase también: Dirección IPv6
Según la RFC429 en su sección 2.7, una dirección multicast en IPV6 es un identificador para un grupo de interfaces, (Típicamente en diferentes nodos). Una interfaz puede pertenecer a varios grupos multicast. A continuación se muestra el formato de direccionamiento multicast para IPV6:
| 8 | 4 | 4 | 112 bits | +------ -+----+----+---------------------------------------------+ |11111111|flgs|scop| group ID | +--------+----+----+---------------------------------------------+Los primeros dos dígitos hexadecimales son FF, esto es lo que caracteriza a las direcciones multicast en IPV6.
flgs es una serie de 4 flags:
|0|R|P|T|
El primero bit siempre es 0. Si T=0, quiere decir que la dirección es permanente, y es asignada por IANA. Si T=1, es una dirección dinámica.
El bit P es definido en la RFC3306, el cual está orientado a redes multicast IPV6 basadas en prefijos unicast el nuevo formato es el siguiente:
| 8 | 4 | 4 | 8 | 8 | 64 | 32 | +--------+----+----+--------+--------+----------------+----------+ |11111111|flgs|scop|reserved| plen | network prefix | group ID | +--------+----+----+--------+--------+----------------+----------+Si P=0 indica que significa que la dirección asignada no está basada en un prefijo de red. Si P=1 indica una dirección multicast asignada bajo un prefijo de red. Si P=1, T debe ser 1.
La función de R esta descrita en el RFC3956, y enuncia redes multicast IPV6 basadas en prefijos unicast modificada, el diagrama es el siguiente:
| 8 | 4 | 4 | 4 | 4 | 8 | 64 | 32 | +--------+----+----+----+----+----+----------------+----------+ |11111111|flgs|scop|rsvd|RIID|plen| network prefix | group ID | +--------+----+----+----+----+----+----------------+----------+Si R=1 indica una dirección multicast que incluya la dirección en la RP. Si R=1 P y T tienen que ser igual a 1. Si R=0, significa que el RP no está incluido en la dirección.
Scop es una serie de 4 bits que se utilizan para limitar el alcance en las redes multicast IPV6, los valores son los siguientes:
0-Reservado. 1-Interfaz de ámbito local. 2-Ámbito de enlace local. 3-Reservado. 4-Ámbito de administración local. 5-Ámbito de sitio local. 6-(sin asignar). 7-(sin asignar). 8-Ámbito de organización local. 9-(sin asignar). A-(sin asignar). B-(sin asignar). C-(sin asignar). D-(sin asignar). E-Ámbito global. F-Reservado.Protocolos IP multicast
- Multicast BGP (MBGP)
- mDNS (mDNS)
Software IP multicast
- Xorp - Router por software que tiene soporte para multicast (IGMP, PIM)
- Smcroute - utilidad simple para manipular rutas multicast en el núcleo Linux
- SSM-ping - herramienta para comprobar la conectividad multicast
- PIM implementation - una implementación, ahora obsoleta, del protocolo PIM
- GateD - implementación UNIX de protocolos de enrutamiento, incluyendo el multicast
- iptvprobe - software de código abierto para monitoreo de flujos IPTV multicast
No hay comentarios:
Publicar un comentario