El Ethernet
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La Ethernet es una familia de tecnologías estandarizadas para redes locales (estándar) , desarrollada experimentalmente por Robert Metcalfe y David Boggs (su asistente) en Xerox PARC , que define las especificaciones técnicas a nivel físico (por ejemplo , conectores , cables , tipo de transmisión ) y capa MAC de la modelo de arquitectura de red ISO / OSI .
Una arquitectura de red , en el contexto de las redes de telecomunicaciones , es un tipo de arquitectura de software que describe el marco de las funciones lógicas de la propia red, es decir, cómo están estructuradas e interconectadas. En particular, las arquitecturas de red se organizan en niveles o capas , cada uno de los cuales proporciona los servicios o funcionalidades requeridos al nivel superior o inferior, incluyendo de hecho el concepto de arquitectura en el nivel físico de la infraestructura, es decir, en el nivel de interconexiones entre terminales. ( host ), o la denominada topología de red.
El modelo OSI (acrónimo de Open Systems Interconnection , también conocido como modelo ISO / OSI ), en telecomunicaciones y tecnología de la información , es un estándar establecido en 1984 por la Organización Internacional de Normalización (Organización Internacional de Estandarización), el principal organismo internacional de normalización, que consideró la necesidad de elaborar una serie de normas técnicas por ley para redes informáticas, iniciando el proyecto de definición de un modelo de referencia en formato abierto para la interconexión de sistemas informáticos (Modelo de referencia básico o norma ISO 7498 ).
Comercializado en 1980 e inicialmente estandarizado en 1983 como IEEE 802.3 , se usa ampliamente en la industria, el protocolo de Internet se transmite comúnmente a través de Ethernet y, por lo tanto, se considera una de las tecnologías clave que componen Internet ; de manera más general, se utiliza en redes locales (LAN), redes metropolitanas (MAN) y redes geográficas (WAN).
. . .
El objetivo original del experimento era obtener una transmisión confiable de 3 Mbit / s por cable coaxial en condiciones de poco tráfico, pero capaz de tolerar bien los picos de carga ocasionales. Para regular el acceso al medio de transmisión , se adoptó un protocolo de acceso al medio compartido tipo CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection ).
El éxito del experimento despertó un gran interés y dio lugar a la formación de un grupo de empresas, formado por Xerox Corporation , Intel Corporation y Digital Equipment Corporation , que en 1978 condujo a la estandarización 802.3 y el 30 de septiembre de 1980 publicó la versión 1.0 de la Estándar Ethernet (llamaron al sistema Ethernet inspirado en el éter luminífero , a través del cual se pensaba que se propagaba la radiación electromagnética).
Mientras tanto, Metcalfe había dejado Xerox en 1979 para promover el uso de PC y LAN , razón por la cual fundó 3Com . Metcalfe atribuyó el éxito de 3Com a Jerry Saltzer , quien colaboró en la redacción de un artículo muy importante en el que sugirió que la arquitectura de token ring era teóricamente superior a Ethernet: debido a esto, las grandes empresas decidieron no centrarse en Ethernet. Mientras que 3Com fue capaz de crear un negocio en torno al sistema y logró obtener una gran ventaja técnica y dominar el mercado cuando Ethernet se afianzó.
Características
La Ethernet 10BASE5 original utiliza cable coaxial como medio compartido, mientras que las nuevas variantes de Ethernet utilizan enlaces de fibra óptica y de par trenzado en combinación con conmutadores (ruteadores) de red. A lo largo de su historia, las tasas de transferencia de datos de Ethernet han aumentado de 2,9 megabits por segundo (Mbit / s) a los últimos 400 gigabits por segundo (Gbit / s). Los estándares de Ethernet incluyen varias variantes de cableado y señalización de la capa física OSI en uso con Ethernet.
Los sistemas que comunican esta tecnología dividen un flujo de datos en fragmentos más cortos llamados marcos; cada trama contiene direcciones de origen y destino y datos de verificación de errores para que las tramas dañadas se puedan detectar y descartar; más a menudo, los protocolos de nivel superior desencadenan la retransmisión de tramas perdidas.
Al igual que con el modelo OSI, Ethernet proporciona servicios hasta la capa de enlace de datos inclusive. Características como la dirección MAC de 48 bits y el formato de trama Ethernet han influido en otros protocolos de red, incluida la tecnología de red inalámbrica Wi-Fi.
En telecomunicaciones , en el contexto de las redes informáticas , MAC ( acrónimo de Medium Access Control o Media Access Control ) es un subnivel del modelo arquitectónico estandarizado ISO / OSI , definido en el estándar IEEE 802 , que contiene funciones para controlar el acceso a medio físico para canales de transmisión , funcionalidad de encuadre y verificación de errores .
Desde el comienzo de su comercialización, ha mantenido una gran compatibilidad con versiones anteriores y se ha perfeccionado para admitir velocidades de bits más altas y distancias de enlace más largas. Ethernet es actualmente el sistema LAN más popular por varias razones:
nació muy temprano y se extendió rápidamente, por lo que los lanzamientos de nuevas tecnologías como FDDI y ATM encontraron el campo ocupado;
en comparación con los sistemas de la competencia, es más barato y más fácil de usar y la difusión de componentes de hardware ha facilitado su adopción;
funciona bien y está sujeto a pocos problemas;
es adecuado para su uso con TCP / IP .
Frame
Aunque Ethernet tiene varios tipos, el elemento común está en la estructura del paquete Ethernet llamado frame , al que se hace referencia como DIX ( DEC , Intel , Xerox ) y se ha mantenido fiel a la versión original.
Esta es la trama o el paquete de datos recibido por la capa de enlace de datos en la pila de protocolos . Los elementos son:
Preámbulo (preámbulo), de 7 bytes: cada uno de estos primeros 7 bytes tiene un valor de 10101010 y se utilizan para "despertar" los adaptadores del receptor y sincronizar los osciladores con los del transmisor. Entonces, el preámbulo estará compuesto de la siguiente manera (en bits): 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 – 10101010
Start Frame Delimiter (SFD), de 1 byte: este byte tiene un valor de 10101011 y la serie de los dos bits en 1 indica al destinatario que está llegando contenido importante; está protegido al violar el Código de Manchester ; realiza la misma función que el campo de bandera de la trama HDLC ;
Dirección MAC de destino , 6 bytes: este campo contiene la dirección LAN del adaptador de destino; si la dirección no coincide, la capa física del protocolo la descarta y no la envía a las capas posteriores;
Fuente MAC dirección , de 6 bytes;
EtherType (campo de tipo), 2 bytes: este campo indica el tipo de protocolo de capa de red en uso durante la transmisión o, en el caso de tramas IEEE 802.3 , la longitud del campo de datos;
Payload (campo de datos), de 46 a 1500 bytes: contiene los datos reales, que pueden ser de longitud variable según la MTU de Ethernet; si los datos exceden la capacidad máxima, se dividen en varios paquetes , mientras que si los datos no alcanzan la longitud mínima de 46 bytes, se agrega un relleno de la longitud adecuada;
Frame Check Sequence (FCS), verificación de redundancia cíclica (CRC), de 4 bytes: permite detectar si hay errores de transmisión; en la práctica, el receptor calcula el CRC mediante un algoritmo y lo compara con el recibido en este campo.
Es muy similar a la trama IEEE 802.3 , excepto por el campo Tipo, que en 802.11 se convierte en Tipo o Longitud y el campo Relleno para que la trama alcance los tamaños mínimo y máximo de 84 bytes y 1538 bytes respectivamente.
Dirección Ethernet
Estas direcciones también se conocen como direcciones de hardware , direcciones MAC o dirección MAC , o direcciones de Capa 2.
Ethernet heredado
10 BASE 5 (500 metros);
10 BASE 2 (185 metros);
10 BASE T (100 metros).
La Ethernet heredada tiene en común:
Arquitectura básica;
Parámetros de tiempo;
Formato de marco;
Proceso de transmisión (codificación Manchester);
Utilización de 2 pares de hilos para transmisión-recepción.
Tipo de transmisión [ editar | editar wikitexto ]
La codificación utilizada para las señales binarias es la codificación Manchester .
Ethernet es una tecnología que proporciona un servicio sin conexión en la capa de red . En la práctica, el remitente envía la trama en la LAN sin ningún protocolo de enlace inicial en modo de transmisión (o bus compartido ): la trama atraviesa toda la LAN y es recibida por todos los adaptadores presentes, pero solo el adaptador que reconoce su dirección. lo recíbe, mientras que todos los demás lo descartarán.
La trama recibida puede contener errores, la mayoría de los cuales se pueden verificar mediante la verificación CRC . Se descarta una trama que no supera la comprobación CRC. Ethernet no proporciona la retransmisión de la trama rechazada ni una notificación de su pérdida a las capas superiores. Por lo tanto, Ethernet no es confiable , pero gracias a eso es simple y económico. La tarea de proporcionar la retransmisión de las tramas perdidas se delega en las capas superiores (por ejemplo, el protocolo TCP ).
La gestión de colisiones y ocupación simultánea o compartida del canal de transmisión es gestionada por CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ). También desde este punto de vista, Ethernet no puede garantizar la entrega de una trama , y mucho menos que la trama se entregue dentro de un tiempo predecible.
Cableado
|
Pin |
Cp. T568A |
Cp. T568B |
Cond. |
Código de color T568A |
Código de color T568B |
|---|---|---|---|---|---|
|
1 |
3 |
2 |
1 |
blanco verde |
naranja blanca |
|
2 |
3 |
2 |
2 |
verde |
naranja |
|
3 |
2 |
3 |
1 |
naranja blanca |
blanco verde |
|
4 |
1 |
1 |
2 |
azul |
azul |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
blanco azul |
blanco azul |
|
6 |
2 |
3 |
2 |
naranja |
verde |
|
7 |
4 |
4 |
1 |
blanco marrón |
blanco marrón |
|
8 |
4 |
4 |
2 |
marrón |
marrón |
Cable directo
El cable de conexión directa (o directa) se utilizan para las conexiones normales, por ejemplo entre PC y cambiar la red . Estos cables también se denominan parches .
Los cables de conexión pueden seguir dos esquemas de conexión diferentes: las conexiones son siempre pin a pin (es decir, el pin 1 de un conector está conectado directamente al pin 1 del otro conector, etc.), los dos esquemas difieren solo en la elección de diferentes colores para los pares 1-2 y 3-6.
Cable ethernet cruzado .
Los cables cruzados (o cruzados) se utilizan para conectar 2 PC juntas sin usar hub / switch , o para conectar hubs / switches en cascada .
Hub (informática) .
Ethernet tiende a crecer, pero el cable Ethernet tiene una capacidad limitada tanto en longitud como en capacidad de tráfico, por lo que las LAN grandes se dividen en redes más pequeñas interconectadas por nodos particulares entre los que podemos encontrar repetidores , hubs o elementos más sofisticados como puentes o conmutadores. reduciendo así el llamado dominio de colisión .
El repetidor simplemente replica la señal recibida. Por lo tanto, el cable Ethernet puede tardar más que sus capacidades. La única restricción es que entre dos computadoras debe haber como máximo dos repetidores para salvaguardar la sincronización del CSMA / CD .
Bridge (informática) .
El puente es un elemento de interconexión más sofisticado que el concentrador porque opera sobre marcos y no sobre señales eléctricas. Con este sistema, se pueden crear segmentos de LAN independientes donde las colisiones y retrasos son limitados.
Muchos puentes son adaptables o de aprendizaje, por lo que vienen con software con listas de direcciones para cada tarjeta ethernet que tienen. De esta forma, cuando llega una trama , extrapolan la dirección de destino y envían la misma trama en el segmento correcto según las listas asociadas a las tarjetas.
Mucho más sofisticados son los conmutadores que se componen de una gran cantidad de tarjetas ethernet que permiten que cada host se conecte directamente. A continuación, los conmutadores se conectan a uno o más cables Ethernet de alta velocidad que conectan otros segmentos de la LAN .
De esta manera, el conmutador intercepta las tramas y las redirige a un host o a los segmentos de Ethernet. La gestión de las tramas , por tanto, se optimiza porque son redirigidas inmediatamente al destino evitando, en la medida de lo posible, colisiones. De esta forma, cada tarjeta tiene su propio dominio de colisión .
Ethernet sobre la red de acceso y transporte
Ethernet se puede utilizar directamente como protocolo de capa física en conexiones punto a punto en la red de acceso y dentro de ciertos límites en la red de transporte, es decir , dentro de ciertas longitudes de conexión, eliminando el protocolo de acceso múltiple anticolisión CSMA / CD (dominios de colisión faltantes) y manteniendo el empaque típico. Esta solución se adapta bien al tráfico de paquetes e implica una simplificación de la arquitectura de red al reemplazar el SDH .
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