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La encapsulación se refiere al proceso de agregar información adicional, como encabezados y posiblemente tráileres, alrededor de datos originales antes de transmitirlos a través de una red.

En el contexto de las redes, la encapsulación ocurre en cada capa del modelo OSI a medida que los datos descienden desde la capa de aplicación hasta la capa física para la transmisión. Cada capa agrega su propia información específica de esa capa a los datos, formando una especie de «capa protectora» alrededor de ellos. Esta estructura de capas garantiza que cada capa pueda cumplir su función específica y que los datos sean entregados correctamente.

Por ejemplo, en la capa de enlace de datos, la encapsulación implica agregar un encabezado y posiblemente un tráiler al paquete de datos original proveniente de la capa de red. Este proceso se repite en cada capa descendente, y la información encapsulada se desencapsula en el extremo receptor para que los datos originales sean utilizables.

La encapsulación es esencial para garantizar la integridad, la autenticidad y la correcta transmisión de datos a través de redes de computadoras.

Por ejemplo: La capa de elace de datos encapsula el paquete IP de la capa dered mediante la adición de información de encabezado de trama (frame header) y la anexión de una Secuencia de Verificación de Trama (FCS) para la detección de errores en la transmisión.

Dentro de las Capas 1 y 2, las unidades de datos de servicio (SDUs) tienen nombres específicos con los que deberías estar familiarizado: La MAC Service Data Unit (MSDU) y MAC Protocol Data Unit (MPDU) existen en la Capa 2 (específicamente, en la subcapa MAC de la Capa de Enlace de Datos). La PLCP Service Data Unit (PSDU) y PLCP Protocol Data Unit (PPDU) existen en la Capa 1 (específicamente, en la subcapa PLCP de la Capa Física).

MAC Protocol Data Unit: MAC Protocol Data Unit» (MPDU) es una unidad de datos utilizada en la capa de enlace de datos, específicamente en la subcapa de control de acceso al medio (MAC), que pertenece al estándar IEEE 802.11 para redes inalámbricas (Wi-Fi). La MPDU contiene tanto el encabezado MAC como los datos transmitidos, y es la unidad básica de información que se envía a través de la red inalámbrica. El encabezado MAC incluye información como las direcciones MAC de origen y destino, así como también los campos de control necesarios para la transmisión y recepción de datos en la red Wi-Fi.

MAC Protocol Service Data Unit: es una unidad de datos utilizada en la capa de enlace de datos, específicamente en la subcapa de control de acceso al medio (MAC), que pertenece al estándar IEEE 802.11 para redes inalámbricas (Wi-Fi). La MSDU representa los datos que se transmiten desde las capas superiores de la pila de protocolos (como la capa de red) hacia la capa MAC para su posterior encapsulación y transmisión a través del medio inalámbrico. Esencialmente, la MSDU es la unidad de datos que la capa MAC recibe de las capas superiores antes de agregarle su propio encabezado y enviarla como una MPDU (MAC Protocol Data Unit) a través del medio inalámbrico.

Todas las capas del modelo OSI tienen sus propias SDUs y PDUs. Además, las subcapas, como la subcapa MAC dentro de la Capa de Enlace de Datos, también pueden definir sus propias SDUs y PDUs. En el contexto de 802.11, la MSDU y la MPDU sirven como la SDU y la PDU, respectivamente, para la subcapa MAC.

La MSDU contiene la información proporcionada a la subcapa MAC desde arriba que requiere servicio por parte de la subcapa MAC; de ahí el nombre «unidad de datos de servicio». Después de que la subcapa MAC ha agregado la información del encabezado de trama y ha añadido un FCS (recuerda, encapsulación), se convierte en un MPDU. El MPDU se envía a la Capa PHY, específicamente a la subcapa PLCP, y es considerado el PSDU por la PLCP. Para ser claros, el PSDU es el MPDU desde la perspectiva de la PHY. La subcapa PLCP agrega la información de encabezado apropiada de la Capa PHY y la envía al Dispositivo de Medio de Transmisión (PMD) para su transmisión como un PPDU.

Los PPDUs se envían en el medio RF y siempre contienen MPDUs. Sin embargo, los MPDUs no siempre contienen información de capas superiores. Por ejemplo, un Beacon se envía, por defecto, aproximadamente cada 102.4 milisegundos (ms) en el medio inalámbrico. Este frame no contiene datos de carga útil de capa superior. Es un frame de Capa 2 que se origina desde el AP y proporciona información sobre el Servicio Básico (BSS) ofrecido por el AP. En este caso, el MPDU se transmite dentro de un PPDU, pero el MPDU en sí mismo no contiene, por ejemplo, información de paquetes IP.

Frame Aggregation

Frame aggregation fue introducida en 802.11n (HT) y continúa siendo compatible con PHYs más recientes como 802.11ac (VHT) y 802.11ax (HEW). La agregación de frames el proceso de combinar múltiples MSDUs o MPDUs en una única transmisión de PPDU. Existen dos tipos de agregación: Agregación de MSDU (A-MSDU) y Agregación de MPDU (A-MPDU).

Un A-MSDU combina múltiples MSDUs en un solo MPDU. Por ejemplo, varios datagramas UDP encapsulados en paquetes IP pueden ser ensamblados en un A-MSDU. El A-MSDU termina conteniendo múltiples paquetes IP, y todos son transmitidos a la capa PHY como un único MPDU basado en A-MSDU.

Cuando se emplea A-MSDU, se reduce el sobrecoste de la trama al requerir solo un encabezado MAC para todas las MSDUs incluidas en el A-MSDU. Dado que un encabezado MAC puede ser de hasta 40 bytes, combinar incluso solo dos MSDUs resulta en un ahorro de 40 bytes en el tiempo de transmisión. Con tres MSDUs, se ahorrarían 80 bytes, y así sucesivamente. Esta optimización es una de las ventajas de la agregación de tramas en las redes inalámbricas.

El A-MSDU se construye combinando múltiples MSDUs, llamados subframes A-MSDU, en un solo MPDU. Los subframes A-MSDU tienen un encabezado mínimo que consta de 14 bytes, que incluyen un campo de dirección de destino (6 bytes), un campo de dirección de origen (6 bytes) y un campo de longitud (2 bytes). Las restricciones de tamaño impuestas en un A-MSDU varían según el PHY. Por ejemplo, el tamaño máximo de un A-MSDU en 802.11n es de 7,935 bytes. El límite en 802.11ac es de 11,454 bytes.

802.11ac introdujo un cambio significativo en el que todos los frames transmitidos a través del PHY 802.11ac (VHT) debían ser frames A-MPDU, independientemente del número de MPDUs o MSDUs en el frame. La diferencia entre A-MSDU y A-MPDU es que A-MPDU combina uno o más MPDUs juntos en una única transmisión, pero cada MPDU tiene un encabezado MAC completo. Además, se coloca un delimitador de MPDU entre cada MPDU en el A-MPDU. Las MSDUs combinadas en un A-MPDU pueden ser MSDUs tradicionales o A-MSDUs.