Durante varias décadas, Ethernet ha demostrado ser una tecnología LAN relativamente económica, razonablemente rápida y muy popular. Este tutorial explica la funcionalidad básica de Ethernet y cómo se puede utilizar en redes domésticas y empresariales.
Índice de contenidos
Historia de Ethernet
Los ingenieros Bob Metcalfe y D.R. Boggs desarrollaron Ethernet a partir de 1972. Los estándares de la industria basados en su trabajo se establecieron en 1980 bajo el conjunto de especificaciones IEEE 802.3. Las especificaciones Ethernet definen los protocolos de transmisión de datos de bajo nivel y los detalles técnicos que los fabricantes necesitan saber para construir productos Ethernet como tarjetas y cables.
La tecnología Ethernet ha evolucionado y madurado durante un largo periodo de tiempo. Por lo general, el consumidor medio puede confiar en que los productos Ethernet disponibles funcionen tal y como están diseñados y en que funcionen entre sí.
Tecnología Ethernet
Ethernet tradicional soporta transferencias de datos a una velocidad de 10 megabits por segundo (Mbps). A medida que las necesidades de rendimiento de las redes aumentaban con el tiempo, la industria creó especificaciones Ethernet adicionales para Fast Ethernet y Gigabit Ethernet. Fast Ethernet amplía el rendimiento Ethernet tradicional hasta 100 Mbps y Gigabit Ethernet hasta velocidades de 1000 Mbps. Aunque los productos aún no están disponibles para el consumidor medio, también existen 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) y se utilizan en algunas redes empresariales y en Internet2.
Los cables Ethernet también se fabrican según varias especificaciones estándar. El cable Ethernet más popular en uso actual, el cable de categoría 5 o CAT5, es compatible tanto con Ethernet tradicional como con Fast Ethernet. Los cables de categoría 5e (CAT5e) y CAT6 son compatibles con Gigabit Ethernet.
Para conectar cables Ethernet a un ordenador (u otros dispositivos de red), una persona conecta un cable directamente al puerto Ethernet del dispositivo. Algunos dispositivos sin soporte Ethernet también pueden soportar conexiones Ethernet a través de mochilas como adaptadores USB-a-Ethernet. Los cables Ethernet utilizan conectores que se parecen mucho al conector RJ-45 utilizado con los teléfonos tradicionales.
Para estudiantes: En el modelo OSI, la tecnología Ethernet opera en las capas físicas y de enlace de datos – Capas Uno y Dos respectivamente. Ethernet soporta todas las redes populares y protocolos de nivel superior, principalmente TCP/IP.
Tipos de Ethernet
A menudo conocido como Thicknet, 10Base5 fue la primera encarnación de la tecnología Ethernet. La industria utilizó Thicknet en la década de 1980 hasta que apareció 10Base2 Thinnet. En comparación con Thicknet, Thinnet ofrecía la ventaja de un cableado más fino (5 milímetros frente a 10 milímetros) y más flexible, lo que facilitaba el cableado de edificios de oficinas para Ethernet.
La forma más común de Ethernet tradicional, sin embargo, era 10Base-T. 10Base-T ofrece mejores propiedades eléctricas que Thicknet o Thinnet, porque los cables 10Base-T utilizan cableado de par trenzado sin blindaje (UTP) en lugar de coaxial. 10Base-T también demostró ser más rentable que otras alternativas como el cableado de fibra óptica.
Existen muchos otros estándares Ethernet menos conocidos, incluyendo 10Base-FL, 10Base-FB y 10Base-FP para redes de fibra óptica y 10Broad36 para cableado de banda ancha (televisión por cable). Todas las formas tradicionales anteriores, incluyendo 10Base-T han quedado obsoletas gracias a Fast y Gigabit Ethernet.
Más información sobre Fast Ethernet
A mediados de los años 90, la tecnología Fast Ethernet maduró y cumplió sus objetivos de diseño de a) aumentar el rendimiento de Ethernet tradicional y b) evitar la necesidad de recablear completamente las redes Ethernet existentes. Fast Ethernet viene en dos variedades principales:
- 100Base-T (usando cable de par trenzado sin apantallar)
- 100Base-FX (usando cable de fibra óptica)
El más popular de ellos es 100Base-T, un estándar que incluye 100Base-TX (Categoría 5 UTP), 100Base-T2 (Categoría 3 o superior UTP), y 100Base-T4 (cableado 100Base-T2 modificado para incluir dos pares de cables adicionales).
Más sobre Gigabit Ethernet
Mientras que Fast Ethernet mejoró la Ethernet tradicional de 10 Megabit a 100 Megabit de velocidad, Gigabit Ethernet cuenta con el mismo orden de magnitud de mejora sobre Fast Ethernet al ofrecer velocidades de 1000 Megabits (1 Gigabit). Gigabit Ethernet se hizo primero para viajar a través de cableado óptico y de cobre, pero el estándar 1000Base-T también lo soporta con éxito. 1000Base-T utiliza cableado de categoría 5 similar a Ethernet de 100 Mbps, aunque para alcanzar una velocidad de gigabit se requiere el uso de pares de cables adicionales.
Topologías y protocolos Ethernet
Ethernet tradicional emplea una topología de bus, lo que significa que todos los dispositivos o hosts de la red utilizan la misma línea de comunicación compartida. Cada dispositivo posee una dirección Ethernet, también conocida como dirección MAC. Los dispositivos de envío utilizan direcciones Ethernet para especificar el destinatario de los mensajes.
Los datos enviados a través de Ethernet existen en forma de tramas. Una trama Ethernet contiene un encabezado, una sección de datos y un pie de página con una longitud combinada de no más de 1518 bytes. La cabecera Ethernet contiene las direcciones tanto del destinatario como del remitente.
Los datos enviados a través de Ethernet se transmiten automáticamente a todos los dispositivos de la red. Al comparar su dirección Ethernet con la dirección en el encabezado de la trama, cada dispositivo Ethernet prueba cada trama para determinar si estaba destinada a ellos y lee o descarta la trama según corresponda. Los adaptadores de red incorporan esta función en su hardware.
Los dispositivos que desean transmitir por Ethernet realizan primero una comprobación preliminar para determinar si el medio está disponible o si la transmisión está en curso. Si la Ethernet está disponible, el dispositivo emisor transmite al cable. Sin embargo, es posible que dos dispositivos realicen esta prueba aproximadamente al mismo tiempo y ambos transmitan simultáneamente.
Por su diseño, como compensación de rendimiento, el estándar Ethernet no impide la transmisión simultánea múltiple. Estas llamadas colisiones, cuando ocurren, causan que ambas transmisiones fallen y requieren que ambos dispositivos de envío vuelvan a transmitir. Ethernet utiliza un algoritmo basado en tiempos de retardo aleatorios para determinar el período de espera adecuado entre retransmisiones. El adaptador de red también implementa este algoritmo.
En Ethernet tradicional, este protocolo para transmitir, escuchar y detectar colisiones se conoce como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Algunas formas más nuevas de Ethernet no utilizan CSMA/CD. En su lugar, utilizan el llamado protocolo Ethernet full duplex, que soporta envíos simultáneos punto a punto y recibe sin necesidad de escuchar.
Más información sobre los dispositivos Ethernet
Como se mencionó anteriormente, los cables Ethernet tienen un alcance limitado, y esas distancias (tan cortas como 100 metros) son insuficientes para cubrir instalaciones de red medianas y grandes. Un repetidor en una red Ethernet es un dispositivo que permite unir varios cables y abarcar distancias mayores. Un dispositivo puente puede unir una Ethernet con otra red de otro tipo, como una red inalámbrica. Un tipo popular de dispositivo repetidor es un concentrador Ethernet. Otros dispositivos que a veces se confunden con los hubs son los switches y los routers.
Los adaptadores de red Ethernet también existen en múltiples formas. Los ordenadores personales y las consolas de videojuegos más recientes cuentan con un adaptador Ethernet integrado. Los adaptadores USB-a-Ethernet y los adaptadores Ethernet inalámbricos también se pueden configurar para que funcionen con muchos dispositivos nuevos.
Resumen
Ethernet es una de las tecnologías clave de Internet. A pesar de su avanzada edad, Ethernet sigue alimentando muchas de las redes de área local del mundo y mejora continuamente para satisfacer las necesidades futuras de redes de alto rendimiento.
