Multidifusión

En redes informáticas, multidifusión es una comunicación grupal en la que la transmisión de datos se dirige a un grupo de computadoras de destino simultáneamente. La multidifusión puede ser una distribución de uno a muchos o de muchos a muchos. La multidifusión no debe confundirse con la comunicación punto a multipunto de la capa física.

La comunicación grupal puede ser multidifusión de capa de aplicación o multidifusión asistida por red, donde esta última hace posible que la fuente envíe eficientemente al grupo en una sola transmisión. Las copias se crean automáticamente en otros elementos de la red, como enrutadores, conmutadores y estaciones base de la red celular, pero solo en los segmentos de la red que actualmente contienen miembros del grupo. La multidifusión asistida por red se puede implementar en la capa de enlace de datos mediante direccionamiento y conmutación de uno a muchos, como el direccionamiento de multidifusión Ethernet, el modo de transferencia asíncrono (ATM), los circuitos virtuales punto a multipunto (P2MP) o la multidifusión InfiniBand. La multidifusión asistida por red también se puede implementar en la capa de Internet utilizando la 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 suele emplearse en aplicaciones de protocolo de Internet (IP) de transmisión de medios, como IPTV y videoconferencias multipunto.

Ethernet

Las tramas de 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 inundan en todos los puntos de la red. Este mecanismo constituye multidifusión en la capa de enlace de datos. La multidifusión IP utiliza este mecanismo 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. El protocolo de registro múltiple se puede utilizar para controlar la entrega de multidifusión Ethernet.

IP

La relación entre la familia de protocolos de gestión de grupos multicast y la familia de protocolos de routing multicast basado en los términos de topología de red.

La multidifusión IP es una técnica para la comunicación de uno a muchos a través de una red IP. Los nodos de destino envían mensajes unirse y salir del Protocolo de administración de grupos de Internet, por ejemplo, en el caso de IPTV cuando el usuario cambia de un canal de TV a otro. La multidifusión IP escala a una población de receptores más grande al no requerir un conocimiento previo de quiénes o cuántos receptores hay. La multidifusión usa la infraestructura de la 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 llegar a múltiples receptores solo cuando sea necesario.

El protocolo de capa de transporte más común para usar el direccionamiento de multidifusión es el Protocolo de datagramas de usuario (UDP). Por su naturaleza, UDP no es confiable: los mensajes pueden perderse o entregarse fuera de servicio. Al agregar mecanismos de detección de pérdida y retransmisión, varios productos de middleware han implementado una multidifusión confiable además de UDP o IP, p. aquellos que implementan el protocolo Real-Time Publish-Subscribe (RTPS) del estándar Object Management Group (OMG) Data Distribution Service (DDS), así como por protocolos de transporte especiales como Pragmatic General Multicast (PGM).

La multidifusión IP siempre está disponible dentro de la subred local. Lograr el servicio de multidifusión IP en un área más amplia 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 no está disponible hasta que la configura un administrador de red. El Protocolo de administración de grupos de Internet se utiliza para controlar la entrega de multidifusión IP.

Capa de aplicación

Los servicios de superposición de multidifusión de capa de aplicación no se basan en multidifusión de IP o 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 único árbol de expansión en su red superpuesta para todos los grupos de conferencias. La tecnología PSYC menos conocida utiliza estrategias de multidifusión personalizadas por conferencia. 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 usar para grupos de multidifusión con muchos destinos. El modelo Xcast generalmente asume que las estaciones que participan en la comunicación se conocen con anticipación, de modo que los elementos de la red pueden generar árboles de distribución y asignar recursos antes del tráfico de datos real.

Redes inalámbricas

Las comunicaciones inalámbricas (con excepción de los enlaces de radio punto a punto que utilizan antenas direccionales) son medios de transmisión inherentes. Sin embargo, el servicio de comunicación brindado puede ser unicast, multicast así como también broadcast, dependiendo de si los datos están dirigidos a uno, a un grupo oa todos los receptores en la red cubierta, respectivamente.

Televisión

En la televisión digital, el concepto de servicio de multidifusión a veces se utiliza para referirse a la protección del contenido mediante el cifrado de transmisión, es decir, contenido de televisión de pago encriptado a través de un canal de transmisión símplex solo dirigido a espectadores de pago. En este caso, los datos se transmiten a todos los receptores pero solo se dirigen a un grupo específico.

El concepto de multidifusión interactiva, por ejemplo, mediante IP multidifusión, puede usarse 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 televisión 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 secundario o canal de retorno), donde el equipo del usuario puede enviar mensajes de unirse y dejar cuando el usuario cambia de canal de televisión. La multidifusión interactiva ha sido sugerida como un esquema de transmisión eficiente en los sistemas de televisión digital terrestre DVB-H y DVB-T2. Un concepto similar es la transmisión conmutada a través de redes de televisión por cable, donde solo se muestra el contenido más popular actualmente. entregado en la red de televisión por cable. Multidifusión de video escalable en una aplicación de multidifusión interactiva, donde un subconjunto de espectadores recibe datos adicionales para video de alta resolución.

Los gateways de TV convierten la televisión satelital (DVB-S, DVB-S2), por cable (DVB-C, DVB-C2) y terrestre (DVB-T, DVB-T2) a IP para distribución mediante unicast y multicast en el hogar, aplicaciones empresariales y de hospitalidad

Otro concepto similar es Cell-TV, e implica la distribución de TV sobre redes celulares 3G utilizando la multidifusión asistida por red que ofrece el servicio Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), o sobre redes celulares 4G/LTE con eMBMS (MBMS mejorado).) Servicio.