Fundamentos de Ethernet: Cableado, Estándares IEEE y Direccionamiento MAC

Ethernet: Fundamentos y Componentes Físicos

Ethernet es la tecnología LAN más utilizada a nivel mundial. Consiste en una combinación de software de la capa de enlace de datos y hardware de la capa física.

Tipos de Cables de Cobre Ethernet

Existen dos tipos principales de cables de cobre:

• UTP (Par Trenzado No Blindado): Formado por 4 pares de cables codificados por color, trenzados entre sí. El trenzado se realiza para evitar la diafonía (crosstalk).
• STP (Par Trenzado Blindado): Incluye un blindaje que recubre los cables. Utiliza este blindaje para evitar la Interferencia Electromagnética (EMI), la Interferencia de Radiofrecuencia (RFI) y el crosstalk. Ofrece mejor protección contra el ruido que el cable UTP.

Desafíos en la Transmisión por Cable de Cobre

Interferencia Electromagnética (EMI)

Puede distorsionar y dañar las señales de datos que transportan los medios de cobre.

Crosstalk (Diafonía)

Perturbación causada por los campos eléctricos o magnéticos de una señal de un hilo a la señal de un hilo adyacente.

Conectores

Los cables Ethernet terminan con el conector RJ-45.

Configuraciones de Cable de Par Trenzado

• Cable Directo: Se emplea el mismo estándar de cableado en ambos extremos.
• Cable Cruzado: Se emplean estándares distintos en cada extremo del cable.

Categorías del Cable de Par Trenzado

Existen diversas categorías de cable de par trenzado. La diferencia principal entre ellas radica en la velocidad máxima que son capaces de soportar sin interferencia por diafonía (crosstalk).

• Los números de cada categoría representan la fuerza aplicada al trenzado de los cables.
• Las categorías son retrocompatibles: se puede emplear un cable de categoría alta, aunque los dispositivos de red no soporten su velocidad máxima.

Especificaciones de Categoría

Cat 3

10 Mbps.

Cat 5

100 Mbps.

Cat 5e (Enhanced)

1 Gbps.

Cat 6

1 Gbps (soporta 10 Gbps en longitudes inferiores a 55 metros).

Cat 6a

10 Gbps.

Cat 7

10 Gbps (incorpora blindaje adicional en los hilos).

Cat 8

La última versión. Cable con blindaje que alcanza velocidades de 40 Gbps a una distancia máxima de 30 metros.

Protocolo Ethernet y Anchos de Banda

Anchos de Banda Estándar

• Ethernet: 10 Mb/s
• Fast Ethernet: 100 Mb/s
• Gigabit Ethernet: 1000 Mb/s (1 Gb/s)
• Ethernet de Alta Velocidad: 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s.

Identificadores IEEE (Nomenclatura)

Ejemplo: 10Base-5.

• El número (10) indica la velocidad en Mbps.
• "Base" hace referencia a la frecuencia de banda base.
• El último código (5) representa el tipo o la longitud máxima del segmento. Esta parte puede ser un dígito o una letra.

Direccionamiento MAC en Ethernet

Estructura de la Dirección MAC

Las Direcciones MAC son exclusivas de las redes Ethernet. Su valor es de 48 bits (12 dígitos hexadecimales).

• El IEEE asigna al proveedor un código de 3 bytes (24 bits) llamado OUI (Organizationally Unique Identifier).

Campos de Dirección MAC en la Trama

Campo Dirección MAC de Destino

Este campo de 6 bytes es el identificador del destinatario deseado.

• La Capa 2 (Enlace de Datos) utiliza esta dirección para ayudar a los dispositivos a determinar si la trama está dirigida a ellos.
• La dirección de la trama se compara con la dirección MAC del dispositivo. Si coinciden, el dispositivo acepta la trama.
• Puede ser una dirección de unidifusión, de multidifusión o de difusión.

Campo Dirección MAC de Origen

Este campo de 6 bytes identifica la NIC o la interfaz de origen de la trama.

• Debe ser siempre una dirección de unidifusión.