4.1 Descripción general de Ethernet
Cada una de las capas de los modelos OSI y de protocolo TCP/IP, y en cómo se utilizan los protocolos para lograr la comunicación de red. Estos análisis hacen referencia constantemente a diversos protocolos clave (TCP, UDP e IP), ya que brindan las bases sobre cómo funcionan actualmente desde la red más pequeña hasta la red más grande, la Internet. Estos protocolos comprenden el stack de protocolos TCP/IP y, dado que la Internet se creó utilizando dichos protocolos, Ethernet es en la actualidad la tecnología LAN preponderante a nivel mundial.
El grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF)
mantiene los protocolos y servicios funcionales para la suite de protocolos
TCP/IP de las capas superiores. Sin embargo, diversas organizaciones
especializadas en ingeniería (IEEE, ANSI, ITU) o empresas privadas (protocolos
propietarios) describen los protocolos y servicios funcionales de la capa de
Enlace de datos y la capa física del modelo OSI.
4.1.1. ESTÁNDARES E IMPLEMENTACIÓN
Estándares de IEEE
La primera LAN (Red de área local) del mundo fue la versión
original de Ethernet. Robert Metcalfe y sus compañeros de Xerox la diseñaron
hace más de treinta años. El primer estándar de Ethernet fue publicado por un
consorcio formado por Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox (DIX).
Metcalfe quería que Ethernet fuera un estándar compartido a partir del cual
todos se podían beneficiar, de modo que se lanzó como estándar abierto. Los
primeros productos que se desarrollaron a partir del estándar de Ethernet se
vendieron a principios de la década de 1980.
En 1985, el comité de estándares para Redes Metropolitanas y Locales del
Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) publicó los estándares
para las LAN. Estos estándares comienzan con el número 802. El estándar para
Ethernet es el 802.3.
4.1.2. CAPA 1 Y CAPA 2
Ethernet opera a través de dos capas del modelo OSI. El
modelo ofrece una referencia sobre con qué puede relacionarse Ethernet, pero en
realidad se implementa sólo en la mitad inferior de la capa de Enlace de datos,
que se conoce como subcapa Control de acceso al medio (Media Access Control,
MAC), y la capa física.
Ethernet en la Capa 1 implica señales, streams de bits que se transportan en
los medios, componentes físicos que transmiten las señales a los medios y
distintas topologías. La Capa 1 de Ethernet tiene un papel clave en la
comunicación que se produce entre los dispositivos, pero cada una de estas
funciones tiene limitaciones.
Tal como lo muestra la figura, Ethernet en la Capa 2 se ocupa de estas
limitaciones.
4.1.3. CONTROL DE ENLACE LÓGICO: CONEXIÓN CON LAS CAPAS SUPERIORES
Ethernet separa las funciones de la capa de Enlace de datos
en dos subcapas diferenciadas: la subcapa Control de enlace lógico (LLC) y la
subcapa Control de acceso al medio (MAC). Las funciones descritas en el modelo
OSI para la capa de Enlace de datos se asignan a las subcapas LLC y MAC. La
utilización de dichas subcapas contribuye notablemente a la compatibilidad
entre diversos dispositivos finales.
4.1.4. MAC: ENVÍO DE DATOS A LOS MEDIOS
El Control de acceso al medio (MAC) es la subcapa de
Ethernet inferior de la capa de Enlace de datos. El hardware implementa el
Control de acceso al medio, generalmente en la Tarjeta de interfaz de red
(NIC).
La subcapa MAC de Ethernet tiene dos responsabilidades principales:
Encapsulación de datos
Control de Acceso al medio
Encapsulación de datos
La encapsulación de datos proporciona tres funciones principales:
Delimitación de trama
Direccionamiento
Detección de errores
El proceso de encapsulación de datos incluye el armado de la
trama antes de la transmisión y el análisis de la trama al momento de recibir
una trama. Cuando forma una trama, la capa MAC agrega un encabezado y un
tráiler a la PDU de Capa 3.
4.1.6.2. ETHERNET HISTÓRICA
Los cimientos de la tecnología Ethernet se fijaron por
primera vez en 1970 mediante un programa llamado Alohanet. Alohanet era una red
de radio digital diseñada para transmitir información por una frecuencia de
radio compartida entre las Islas de Hawai.
Alohanet obligaba a todas las estaciones a seguir un protocolo según el cual
una transmisión no reconocida requería una retransmisión después de un período
de espera breve.
Primeros medios Ethernet
Las primeras versiones de Ethernet utilizaban cable coaxial
para conectar computadoras en una topología de bus. Cada computadora se
conectaba directamente al backbone. Estas primeras versiones de Ethernet se
conocían como Thicknet (10BASE5) y Thinnet (10BASE2).
La 10BASE5, o Thicknet, utilizaba un cable coaxial grueso
que permitía lograr distancias de cableado de hasta 500 metros antes de que la
señal requiriera un repetidor. La 10BASE2, o Thinnet, utilizaba un cable
coaxial fino que tenía un diámetro menor y era más flexible que la Thicknet y
permitía alcanzar distancias de cableado de 185 metros.
4.1.6.3. ADMINISTRACIÓN DE COLISIONES ETHERNET
Ethernet antigua
En redes 10BASE-T, el punto central del segmento de red era
generalmente un hub. Esto creaba un medio compartido. Debido a que el medio era
compartido, sólo una estación a la vez podía realizar una transmisión de manera
exitosa. Este tipo de conexión se describe como comunicación half-duplex.
A medida que se agregaban más dispositivos a una red Ethernet, la cantidad de
colisiones de tramas aumentaba notablemente.
Ethernet actual
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