¿Qué es un dominio de colisión?

En relación con diversas te­c­no­lo­gías de red, a menudo se menciona el término “dominio de colisión”. ¿En qué consiste este fenómeno y en qué se di­fe­re­n­cia un dominio de colisión de un dominio de difusión? Te lo ex­pli­ca­mos.

¿Qué es un dominio de colisión?

Un dominio de colisión (Collision Domain en inglés) es una red de or­de­na­do­res que se compone, entre otras cosas, de líneas y es­ta­cio­nes de nivel 1 en el modelo OSI.

Una ca­ra­c­te­rí­s­ti­ca del dominio de colisión es que solo un di­s­po­si­ti­vo puede enviar datos a través de un medio físico de tra­n­s­mi­sión. En cuanto dos o más di­s­po­si­ti­vos intentan tra­n­s­mi­tir datos, se produce una colisión. Esto significa que los datos que se desean tra­n­s­mi­tir no llegan a su destino. La razón: cuando varios di­s­po­si­ti­vos acceden al medio, la tensión ejercida sobre este aumenta y las señales se solapan. Cuantos más di­s­po­si­ti­vos accedan al medio de tra­n­s­mi­sión al mismo tiempo, más probable es que se produzca una colisión. Una distancia demasiado grande entre las distintas es­ta­cio­nes también favorece las co­li­sio­nes.

Detectar y evitar co­li­sio­nes: cómo funciona el proceso CSMA/CD

Un método probado con el que se pueden detectar y evitar las co­li­sio­nes es el Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). En español, el término significa algo así como “acceso múltiple por detección de portadora y pre­ve­n­ción de co­li­sio­nes”. En lo que respecta a Ethernet, este de­no­mi­na­do control de flujo está sujeto a la norma IEEE 802.3.

En el pro­ce­di­mie­n­to las es­ta­cio­nes incluidas en el dominio controlan la tensión que hay en el medio. En cuanto dos es­ta­cio­nes envían datos si­mu­l­tá­nea­me­n­te, se superan los valores límite pre­via­me­n­te definidos en el tra­n­s­cu­r­so de la su­pe­r­po­si­ción de señales. Por tanto, la colisión se ha detectado co­rre­c­ta­me­n­te y el proceso de tra­n­s­mi­sión se repite tras un breve periodo de espera. Si, por el contrario, el medio está libre, las señales de datos pueden enviarse sin in­te­r­fe­re­n­cias.

¿Cuáles son las li­mi­ta­cio­nes para el tamaño del dominio de colisión?

Para que el pro­ce­di­mie­n­to CSMA/CD funcione como se desea, se puede conectar un máximo de 1023 es­ta­cio­nes al dominio re­s­pe­c­ti­vo en la Ethernet en cuestión. Además, se puede utilizar un máximo de cinco segmentos de cable y hasta cuatro re­pe­ti­do­res, y solo tres segmentos pueden tener es­ta­cio­nes finales co­ne­c­ta­das. Si se superan estos valores máximos, el dominio de colisión es demasiado grande y las co­li­sio­nes ya no pueden de­te­c­tar­se mediante este pro­ce­di­mie­n­to descrito an­te­rio­r­me­n­te.

Cómo delimitar un dominio de colisión

La forma de delimitar un dominio de colisión depende de los segmentos de red que pe­r­te­ne­z­can a él. Los puentes y co­n­mu­ta­do­res actúan bá­si­ca­me­n­te como es­ta­cio­nes se­pa­ra­do­ras. Ambos co­m­po­ne­n­tes son elementos de aco­pla­mie­n­to que se en­cue­n­tran en la capa OSI 2 y tienen la función de reenviar paquetes de datos. Los co­n­mu­ta­do­res suelen tener acceso a más de dos puertos. Cada uno de estos puertos está conectado a una estación por cable y forma con ella su propio dominio de colisión.

El caso es diferente si un hub forma parte de la red. A di­fe­re­n­cia de los puentes y los co­n­mu­ta­do­res, los hubs funcionan en la capa OSI 1. Conectan entre sí varias es­ta­cio­nes de red y tienen la función de di­s­tri­bui­dor. Un hub y las es­ta­cio­nes co­ne­c­ta­das a él forman un único dominio de colisión. Esta co­n­s­te­la­ción tiene como co­n­se­cue­n­cia que solo una estación puede in­te­r­ca­m­biar señales de datos a la vez con el hub. En cuanto otro aparato quiere tra­n­s­mi­tir datos al hub, estos no llegan a su destino.

De­s­ve­n­ta­jas de los dominios de colisión

Las co­li­sio­nes simples están más o menos a la orden del día en los medios y no suponen, en principio, un problema grave. Sin embargo, esto es así solo si no se producen con demasiada fre­cue­n­cia. Un alto índice de co­li­sio­nes in­te­rru­m­pe el tráfico de datos y obliga a in­te­rru­m­pir el proceso de tra­n­s­mi­sión. Por este motivo, los dominios de colisión no son o apenas son es­ca­la­bles, ya que, si las co­li­sio­nes se producen con demasiada fre­cue­n­cia, el resultado es una so­bre­ca­r­ga de la red. Esto, a su vez, provoca sensibles pérdidas de re­n­di­mie­n­to.

Este problema es un in­co­n­ve­nie­n­te en la medida en que las economías de escala son ese­n­cia­les para el éxito a largo plazo de una empresa (véase el concepto “Economías de escala”. El pro­ce­di­mie­n­to CSMA/CD es en principio una solución eficaz para detectar co­li­sio­nes, pero la ad­mi­ni­s­tra­ción y el ma­n­te­ni­mie­n­to del protocolo son a veces bastante complejos.

Dominio de colisión vs. dominio de difusión: pri­n­ci­pa­les di­fe­re­n­cias

En primer lugar, tanto los dominios de colisión como los dominios de difusión son fenómenos que describen una su­b­di­vi­sión lógica de una red. Sin embargo, existe una di­fe­re­n­cia en cuanto al nivel y la li­mi­ta­ción re­s­pe­c­ti­vos.

Un dominio de difusión es un clúster que incluye uno o más dominios de colisión. Dentro de un dominio de difusión se envía y recibe tráfico de difusión. Las VLAN o un router sirven como co­m­po­ne­n­tes li­mi­ta­do­res. Si dos di­s­po­si­ti­vos finales están co­ne­c­ta­dos entre sí mediante routers, puentes o hubs, no se produce ninguna colisión entre ellos. Sin embargo, puede pro­du­ci­r­se una colisión entre el di­s­po­si­ti­vo final y el hub. La razón: un dominio de colisión y un dominio de difusión operan cada uno en capas di­fe­re­n­tes del modelo OSI.