Unicast: conexión dirigida entre dos puntos

En la te­c­no­lo­gía de redes en­co­n­tra­mos di­fe­re­n­tes métodos para enviar un mensaje desde un emisor hasta uno o varios re­ce­p­to­res. En una difusión amplia o broadcast, los datos son enviados a todos los de­s­ti­na­ta­rios de una red, pero en el caso de la unicast, los de­s­ti­na­ta­rios se ide­n­ti­fi­can in­di­vi­dua­l­me­n­te. Multicast funciona de forma parecida, aunque en este caso el mensaje se envía a varios de­s­ti­na­ta­rios es­pe­cí­fi­cos. ¿Qué es exac­ta­me­n­te unicast y en qué se di­fe­re­n­cia de multicast?

En cualquier tipo de co­mu­ni­ca­ción, cuando quiere co­n­ta­c­tar­se con una persona de­te­r­mi­na­da, hay que saber cómo co­n­ta­c­tar­la. El nombre, el número de teléfono, la dirección postal, etc., son datos que nos ayudan a enviar nuestra in­fo­r­ma­ción al de­s­ti­na­ta­rio correcto. En la te­c­no­lo­gía de redes pasa exac­ta­me­n­te lo mismo. En este caso, son las di­re­c­cio­nes IP y MAC las que nos ayudan a ide­n­ti­fi­car a los de­s­ti­na­ta­rios.

Unicast funciona en la capa de red (capa 3) del modelo OSI, de modo que es un esquema de en­ru­ta­mie­n­to. A la in­fo­r­ma­ción que se envía (un correo ele­c­tró­ni­co, un archivo o una petición de una página web) se le añade un en­ca­be­za­do en el que se incluyen los datos de la dirección. Por ahora, vemos que se trata de un proceso bastante simple: el en­ca­be­za­do contiene la dirección del de­s­ti­na­ta­rio en la red y es a esta dirección a la que se enviará el paquete.

Sin embargo, la co­mu­ni­ca­ción no siempre se produce dentro de una red cerrada en la que el router puede llegar di­re­c­ta­me­n­te hasta cada terminal concreto, de modo que unicast puede darse también entre di­fe­re­n­tes redes o subredes. Para ello, se utiliza la te­c­no­lo­gía de en­ru­ta­mie­n­to IP, que garantiza que cada nodo sepa qué ruta debe seguir el paquete de datos para llegar al de­s­ti­na­ta­rio correcto. Los routers (los nodos en una red) utilizan para ello tablas de en­ru­ta­mie­n­to. Para de­fi­ni­r­las, se aplican co­n­cre­ta­me­n­te los pro­to­co­los OSPF y RIPv2.

A di­fe­re­n­cia de las di­re­c­cio­nes IPv4 ha­bi­tua­les hasta ahora, el nuevo protocolo IPv6 ha previsto una pa­r­ti­cu­la­ri­dad para unicast: ciertos rangos de di­re­c­cio­nes se reservan para los distintos tipos de co­mu­ni­ca­ción. Las di­re­c­cio­nes multicast pe­r­te­ne­cen a un rango diferente al de las di­re­c­cio­nes de unicast. También dentro de las di­re­c­cio­nes unicast hay di­fe­re­n­tes tipos, que se re­pre­se­n­tan mediante un prefijo situado al comienzo de la dirección.

Link-local designa a redes locales cerradas. Aquí los paquetes no necesitan re­en­viar­se con el router a otras redes. Se les ha reservado el rango FE80::/10. Los diez primeros bits de la dirección indican el prefijo. Luego siguen 64 bits que están a 0. La dirección se completa con 54 bits y contiene el ID de la interfaz que ide­n­ti­fi­ca de forma exclusiva al cliente de la red local.

A di­fe­re­n­cia de una dirección enlace-local, una dirección unicast local-única puede re­en­viar­se a través de un router. No obstante, estas di­re­c­cio­nes se asignan in­te­r­na­me­n­te una sola vez (en un área de red definida como, por ejemplo, la red de una gran empresa). El Grupo de Trabajo de In­ge­nie­ría de Internet (IETF, de Internet En­gi­nee­ri­ng Task Force) había designado el rango fc00::/7 para ellas. Sin embargo, ac­tua­l­me­n­te solo el bloque fd00::/8 está definido co­n­cre­ta­me­n­te para estas di­re­c­cio­nes. El bloque fc00::/8 no ha sido definido aún. Al prefijo se le añade una cadena aleatoria de 40 bits que contiene el ID del sitio. Al final, en­co­n­tra­mos el ID de subred de 16 bits.

Mediante el unicast global también se utiliza IPv6 para realizar envíos de unicast a todo el mundo a través de Internet. Las di­re­c­cio­nes se asignan glo­ba­l­me­n­te una sola vez, por lo que es posible conectar con de­s­ti­na­ta­rios concretos. Por lo general, este es el caso estándar de una dirección IPv6. La primera parte de la dirección se denomina prefijo de sitio o topología pública en función del proveedor de Internet. Se­gui­da­me­n­te aparece in­fo­r­ma­ción sobre la subred y el cliente. Como ocurre con la división en subredes, la última parte de la dirección (ID de interfaz) puede asignarse una sola vez dentro de la subred. Esta es la única manera de ga­ra­n­ti­zar que un unicast alcance con seguridad el destinado correcto.

Como tipos de co­mu­ni­ca­ción, unicast y multicast comparten claras si­mi­li­tu­des, sobre todo al ser co­m­pa­ra­dos con la difusión amplia o broadcast. En una difusión amplia, el envío se realiza a una dirección reservada. Todos los usuarios de la red reconocen el paquete de datos y pueden responder ante el mismo. En el caso de unicast y multicast, en cambio, los envíos están dirigidos a usuarios es­pe­cí­fi­cos y el resto de usuarios de la red no pueden reconocer ni responder a los datos.

La di­fe­re­n­cia entre unicast y multicast reside, ob­via­me­n­te, en el hecho de que en la unicast los envíos se realizan a un único receptor, mientras que en el caso de multicast se dirigen a un grupo de de­s­ti­na­ta­rios. No obstante, multicast no es si­m­ple­me­n­te un conjunto de uni­di­fu­sio­nes in­di­vi­dua­les, sino que utiliza una dirección de mu­l­ti­di­fu­sión. Los paquetes que se envían a esa dirección se dirigen a través de un router o servidor a todos los miembros del grupo de mu­l­ti­di­fu­sión. Dicho grupo ha de haber sido es­ta­ble­ci­do antes del envío de la in­fo­r­ma­ción, ya que no puede ser definido por el nodo de origen en el momento del envío.

La ventaja de multicast en co­m­pa­ra­ción con el unicast múltiple, es decir, con una tra­n­s­fe­re­n­cia a varias di­re­c­cio­nes de unicast, es que el paquete de datos se envía en una única entrega. Cuando se hace con varias di­re­c­cio­nes únicas, el paquete se ha enviar a la red en cada ocasión, mientras que una multicast lo envía una sola vez y es el di­s­tri­bui­dor el que realiza las copias, lo que ahorra ancho de banda. Por esta razón, multicast es es­pe­cia­l­me­n­te popular en ámbito del streaming: como un gran grupo de clientes necesita recibir los mismos datos, resulta mucho más práctico enviarlos de una sola vez. Si estos se enviaran al mismo tiempo a muchos de­s­ti­na­ta­rios a través de unicast, la velocidad se vería cla­ra­me­n­te afectada.