Evolución y Funcionamiento de Redes Ethernet: De Fast Ethernet a 10 Gigabit
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Fast Ethernet
A medida que existen aplicaciones que hacen uso de imagen, audio y video en tiempo real, surge la necesidad de contar con redes LAN con una velocidad de datos mayor que 10 Mbps. La Fast Ethernet es una versión de Ethernet que opera a 100 Mbps. No presenta ningún cambio en el formato de la trama ni en el método de acceso.
Podemos incrementar la velocidad si decrece el dominio de colisión. El dominio de colisión de Ethernet está limitado a 2500 m. Esta limitación es necesaria para permitir una tasa de datos de 10 Mbps usando el método de acceso CSMA/CD. El tamaño mínimo de una trama Ethernet es de 72 bytes o 576 bits. Enviar 576 bits a una velocidad de 10 Mbps consume 57,6 microsegundos.
Diferencias entre Gigabit Ethernet y 10Gb Ethernet
| Característica | Gigabit Ethernet | 10Gb Ethernet |
|---|---|---|
| Velocidad | 1000 Mbps - 1 Gbps | 10000 Mbps - 10 Gbps |
| Método de acceso | CSMA/CD (reduce dominio de colisión) | CSMA/CD (reduce aún más el dominio de colisión) |
| Cableado | Fibra Óptica / Par trenzado (100 m) UTP Cat 5, 5e, 6 | Fibra Óptica / Par trenzado (100 m) UTP Cat 6a/7 |
| Codificación | Digital 8b/10b | Digital 8b/10b |
Tarjeta de Red (NIC)
Es una interfaz de hardware entre la plataforma o sistema informático y el medio de transmisión físico. Implementan las funciones Ethernet (niveles 1 y 2 del modelo OSI) en los equipos. La mayor parte de las tarjetas de red Ethernet se utilizan con cable UTP, por lo que incorporan un conector hembra RJ-45.
El adaptador puede venir o no integrado en la placa base del sistema. Si no viene incorporado, se acopla una tarjeta al sistema para realizar su función de adaptador de red. El adaptador de red es un dispositivo electrónico que se compone de:
- Interfaz de conexión al bus del ordenador.
- Interfaz de conexión al medio de transmisión.
- Componentes electrónicos internos.
- Elementos de configuración de la tarjeta: puentes, conmutadores, etc.
Interfaces de conexión actuales
Actualmente, las interfaces más usadas son:
- PCI de 32 y 64 bits.
- PCMCIA para ordenadores portátiles (ya en desuso).
- USB.
Configuración de la Tarjeta de Red
La tarjeta de red debe ponerse de acuerdo con el sistema operativo y su hardware. Esta configuración se rige por unos parámetros que deben ser configurados para que no colisionen con los parámetros de otros periféricos:
- IRQ (Interrupt Request o Solicitud de Interrupción): Es el número de una línea de interrupción con el que se avisan el sistema y la tarjeta de que se producirá una comunicación entre ellos.
- Dirección de E/S: Es una dirección de memoria en la que escriben y leen tanto el procesador como la tarjeta, por lo que sirve de bloque de memoria para el intercambio mutuo de datos.
- DMA (Direct Memory Access o Acceso Directo a Memoria): Es un controlador hardware para transmitir datos a la memoria, indicando los parámetros en que se producirá el envío de datos, sin necesidad de la CPU en el proceso de transferencia.
- Dirección del puerto de E/S: Es un conjunto de bytes de memoria en que la CPU y el periférico (la tarjeta de red) intercambian datos de E/S o de estado.
- Tipo de Transceptor: Algunas tarjetas de red tienen salidas con diversos conectores (Tarjetas COMBO) y estas salidas pueden necesitar de un transceptor externo.
La configuración de estos parámetros se solía hacer en el hardware a través de jumpers; ahora se realizan mediante software y se almacenan en una memoria no volátil de la NIC.
Características de NIC para Servidores
Las NIC instaladas en máquinas servidor suelen ser de mejor calidad, ya que pueden agregar algunas funcionalidades extra como:
- Poseer más de un puerto de red por medio de varios canales.
- Migración de puerto después de un error (Failover).
- Agregación de puertos (Link Aggregation).
- Compatibilidad con tramas de tipo "Jumbo".
- Compatibilidad con VLAN.