¿Qué es MPDU y MSDU en Wi-Fi?
En las redes Wi-Fi, los datos que se transmiten desde un dispositivo a otro pasan por varias capas del modelo OSI. Dentro de este proceso, los términos MPDU (MAC Protocol Data Unit) y MSDU (MAC Service Data Unit) son fundamentales para entender cómo los datos son preparados y gestionados en la capa de enlace de datos, específicamente en la subcapa MAC (Medium Access Control).
Tanto el MPDU como el MSDU son unidades de datos utilizadas por la subcapa MAC, pero en diferentes momentos del proceso de encapsulación y transmisión. Comprender su diferencia y funcionamiento es esencial para analizar el rendimiento, la eficiencia y el comportamiento del tráfico en una red Wi-Fi.
¿Qué es un MSDU (MAC Service Data Unit)?
El MSDU es la unidad de datos entregada a la subcapa MAC desde la capa superior (generalmente la capa LLC o directamente la capa de red). Es decir, representa los datos originales que deben ser transmitidos a través del enlace inalámbrico.
- Contiene los datos del usuario, como paquetes IP, encabezados TCP/UDP y la carga útil.
- Puede tener un tamaño máximo de 2304 bytes en IEEE 802.11.
- Se puede fragmentar o agrupar dependiendo de las capacidades del dispositivo y del protocolo utilizado.
El MSDU es el equivalente al paquete lógico que se va a encapsular para su transmisión. No incluye aún los encabezados de control de acceso al medio.
¿Qué es un MPDU (MAC Protocol Data Unit)?
El MPDU es la unidad real que se transmite por el canal inalámbrico. Es el resultado de tomar uno o varios MSDUs, agregar encabezados MAC y otros campos necesarios (como FCS, Frame Check Sequence) y formar un paquete listo para ser enviado físicamente.
- Contiene un encabezado MAC, los datos (uno o más MSDU) y un campo de verificación de errores.
- Es la unidad que se maneja directamente en el nivel físico (PHY) para la transmisión.
- Su tamaño máximo depende del estándar (hasta 4095 bytes en 802.11ac con A-MPDU).
Cuando se habla de la «trama Wi-Fi», normalmente se hace referencia al MPDU, ya que es la forma en que los datos realmente viajan por el aire.
Relación entre MSDU y MPDU
El proceso de conversión de un MSDU a un MPDU depende de si se aplican técnicas de agregación o fragmentación. Existen dos conceptos clave en este proceso:
- A-MSDU (Aggregated MSDU): varios MSDUs se agrupan en un solo MPDU. Esto mejora la eficiencia al reducir el número de encabezados MAC.
- A-MPDU (Aggregated MPDU): varios MPDUs se agrupan para ser transmitidos como una sola unidad en el nivel físico (PHY).
En resumen, un solo MPDU puede contener uno o varios MSDU (en forma de A-MSDU), y varios MPDU pueden combinarse en una A-MPDU. Estas técnicas permiten aumentar el rendimiento de la red, especialmente en Wi-Fi 4 (802.11n), Wi-Fi 5 (802.11ac) y Wi-Fi 6 (802.11ax).
Ejemplo práctico de flujo de datos
1. Un paquete IP generado por una aplicación llega a la capa MAC como un MSDU.
2. La subcapa MAC decide si fragmentarlo o agregarlo con otros MSDUs (A-MSDU).
3. Luego, se encapsula con encabezados MAC para formar un MPDU.
4. Finalmente, uno o varios MPDUs se transmiten por el aire, posiblemente en una A-MPDU.
Comparación resumida entre MSDU y MPDU
| Característica | MSDU | MPDU |
|---|---|---|
| Ubicación | Entrada a la subcapa MAC | Salida de la subcapa MAC |
| Contenido | Datos del usuario (IP, TCP, UDP, etc.) | Encabezado MAC + datos + FCS |
| Tamaño máximo | 2304 bytes | 4095 bytes (con A-MPDU) |
| Puede agregarse | Sí (en A-MSDU) | Sí (en A-MPDU) |
| Transmitido por el aire | No directamente | Sí |
Conceptos relacionados para profundizar
- A-MSDU: Técnica de agregación que permite enviar múltiples MSDUs en un solo MPDU.
- A-MPDU: Técnica de agregación que combina múltiples MPDU para transmisión más eficiente.
- FCS (Frame Check Sequence): Campo de verificación para detectar errores en los datos transmitidos.
- PHY layer: Capa física donde los MPDU son convertidos en ondas de radio.
- QoS (Quality of Service): Influye en cómo se agrupan y priorizan los MSDU antes de formar el MPDU.
En conclusión, el MSDU representa los datos «en bruto» que la capa MAC recibe, mientras que el MPDU es la unidad final que se transmite a través del medio inalámbrico. Ambos conceptos son fundamentales en el diseño del protocolo 802.11 y en cómo se optimiza la transmisión de datos en las redes Wi-Fi modernas.