Ethernet

¿Qué es Ethernet?
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¿Qué es una ethernet?
Introducción
La tecnología fue desarrollada originalmente por Digital, Intel y Xerox (DIX Ethernet) y más tarde el comité 802 del IEEE describió un estándar ligeramente distinto al producto original: la norma 802.3.
Estructura física
En modo estricto el termino ethernet se debe aplicar a un cable coaxial de 0'4" de diámetro (THICK Ethernet) en el que se instalan unos elementos denominados transceptores (transceivers) que disponen a su vez de una conexión 'AUI' (Attachment Unit Interface). De esta conexión AUI parte un cable de cinco pares, llamado cable Drop, a la conexión AUI del adaptador de red de la estación. Los segmentos de cable de 500 mts. de longitud máxima, se unen mediante repetidores para formar buses de mayor longitud.
Poco a poco se han ido introduciendo nuevos tipos de cableado en las redes ethernet:
Coaxial grueso (El original) -10BASE5-
Coaxial fino (Cheapernet o THIN Ethernet) -10BASE2-
Coaxial de Banda Ancha
Pares trenzados -10BASET-
Fibra óptica -10BASEF-
Los métodos de conexión, topologías y las longitudes máximas de cableado dependen del tipo de cable.
El más popular hoy en día es el cable de pares que une las estaciones a un concentrador denominado 'hub' en una topología de estrella. Los hubs se unen entre sí mediante cobre o fibra formando redes mayores.
¿Cómo funciona?
Ethernet está basado en una técnica MAC (Media Access Control) muy sencilla denominada: Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection. (CSMA/CD).
Una estación que quiera poner una trama en el cable debe monitorizar previamente el medio de transmisión. Si el medio no está en uso, la estación transmite la trama. La cabecera de la trama contiene la dirección física de la estación de destino, de tal modo que todas las estaciones detectan la presencia de la trama pero tan solo la acepta su destinataria. Si dos o más estaciones transmiten simultáneamente se produce una 'colisión' por lo que las estaciones deben aguardar un tiempo aleatorio antes de reintentar la transmisión.
El protocolo requiere alguna regla más para operar correctamente:
Existe un tiempo mínimo en el que las estaciones deben guardar silencio entre las transmisiones para permitir que la estación receptora pueda procesar una trama antes de recibir la siguiente. Este tiempo es de 9'6 microsegundos. Un transceptor averiado puede producir errores de alineamiento.
Las tramas deben ser lo suficientemente largas como para permitir que al producirse una colisión todas las estaciones la detecten. La longitud mínima requerida para una trama ethernet es de 64 octetos. Las tramas menores de este tamaño (usualmente producidas por la detección de una colisión) se denominan: runts.
También existe una longitud máxima para las tramas: 1518 octetos. Como resultado del comportamiento anómalo de un transceptor, pueden generarse tramas de mayor tamaño: jabbers.
La trama
La trama ethernet, tras unos bits de sincronismo -preámbulo- y un delimitador de comienzo, contiene las direcciones físicas de destino y de origen de la información -las direcciones físicas o MAC se graban en el proceso de fabricación en el adaptador ethernet y con objeto de garantizar que no existan dos direcciones iguales el IEEE asigna al fabricante del adaptador los primeros 24 bits de la dirección,(Lista de Asignaciones) siendo responsabilidad del fabricante la administración de los 24 bits restantes para formar la dirección completa de 48 bits-, tras las direcciones existe un campo que indica el tipo de protocolo que viaja en la trama (Ethertype). Este campo es una de las modificaciones del comité 802.3 con respecto a Ethernet; para el IEEE en este campo se indica la longitud de la trama. En último lugar viajan las cabeceras de protocolos de nivel superior y los datos seguidos de una firma para verificar la integridad de los datos denominada: Frame Check Sequence que forma la 'cola' de la trama.
Sincronismo y temporización
Las comunicaciones en las redes ethernet están sincronizadas mediante el uso de ranuras o slots. Un slot es el tiempo mínimo que necesita una trama para alcanzar todas las estaciones de la red, siendo este tiempo igual a: 51'2 µs o 512 bits. -Recordemos que Ethernet funciona a 10 Mbits/seg.- Los adaptadores de red al detectar una colisión envían a la red una señal denominada: jam, (secuencia repetitiva de bits aleatorios) y esperan un número de slots al azar antes de retransmitir la trama. Un registro de reintentos, integrado en el propio adaptador, se incrementa para cada nueva retransmisión. Si el adaptador alcanza la cifra de 16 reintentos sin éxito, se abandona la comunicación, reportándolo a las capas superiores, al entender que el medio de transmisión ha sufrido alguna alteración que lo hace inutilizable o que el número de colisiones es tan alto que el nodo ha perdido la oportunidad de poder comunicar. De este modo de operación se desprenden algunas conclusiones:
El rendimiento de una red Ethernet se degrada sustancialmente con un tráfico superior al 30%.
El hecho de no respetar las recomendaciones en cuanto a las longitudes máximas y mínimas del cableado implica errores de temporización que se traducen directamente en colisiones.
El número de colisiones se ve a su vez incrementado al rebasar el número máximo de nodos que se pueden conectar simultáneamente a la red.
Evolución de Ethernet
Al tratarse de una tecnología relativamente antigua (20 años), la Ethernet se ha visto en los últimos tiempos ante el difícil compromiso de evolucionar.
Las siguientes técnicas muestran esta evolución:
Full Duplex Ethernet
100BASET y Anylan
Ethernet Síncrono
Gigabit Ethernet
Suerte

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