Protocolo Ethernet: Fundamentos, Estándares IEEE 802.3 y su Rol en Redes LAN
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1 Introducción al Capítulo
Hasta este punto del curso, cada capítulo se ha concentrado en las diferentes funciones de cada una de las capas de los modelos OSI y del protocolo TCP/IP, y en cómo se utilizan los protocolos para lograr la comunicación en la red. Estos análisis hacen referencia constante a diversos protocolos clave (TCP, UDP e IP), ya que sientan las bases sobre cómo funcionan actualmente todas las redes, desde la más pequeña hasta la más grande: Internet.
Estos protocolos comprenden la pila de protocolos TCP/IP y, dado que Internet se creó utilizando dichos protocolos, Ethernet es en la actualidad la tecnología LAN preponderante a nivel mundial.
El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) mantiene los protocolos y servicios funcionales para la suite de protocolos TCP/IP en las capas superiores. Sin embargo, los protocolos y servicios de la Capa de Enlace de Datos y la Capa Física del modelo OSI son descritos por diversas organizaciones de ingeniería (como IEEE, ANSI, ITU) o por empresas privadas (protocolos propietarios). Dado que Ethernet se compone de estándares en estas capas inferiores, se entiende mejor en el contexto del modelo OSI.
El modelo OSI separa las funcionalidades de la Capa de Enlace de Datos (direccionamiento, entramado y acceso a los medios) de los estándares de la Capa Física de los medios. Los estándares de Ethernet definen tanto los protocolos de Capa 2 como las tecnologías de Capa 1. Aunque las especificaciones de Ethernet admiten diferentes medios, anchos de banda y otras variaciones de Capa 1 y 2, el formato de trama básico y el esquema de direccionamiento son los mismos para todas sus variedades.
Este capítulo analiza las características y el funcionamiento de Ethernet, explorando su evolución desde una tecnología de medios compartidos basada en contenciones hasta la actual tecnología full-duplex de gran ancho de banda.
Objetivos de Aprendizaje
Al completar este capítulo, podrá realizar lo siguiente:
- Describir la evolución de Ethernet.
- Explicar los campos de la trama de Ethernet.
- Describir la función y las características del método de control de acceso al medio (MAC) utilizado por el protocolo Ethernet.
- Describir las funciones de la Capa Física y de la Capa de Enlace de Datos de Ethernet.
- Comparar y contrastar los hubs y switches de Ethernet.
- Explicar el Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP).
1 Ethernet: Estándares e Implementación
Estándares del IEEE
La primera Red de Área Local (LAN) del mundo fue la versión original de Ethernet. Fue diseñada hace más de treinta años por Robert Metcalfe y sus compañeros en Xerox. El primer estándar de Ethernet fue publicado por un consorcio formado por Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox (DIX). Metcalfe quería que Ethernet fuera un estándar compartido del que todos pudieran beneficiarse, por lo que se lanzó como un estándar abierto. Los primeros productos desarrollados a partir de este estándar se comercializaron a principios de la década de 1980.
En 1985, el comité de estándares para Redes Locales y Metropolitanas del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) publicó los estándares para las LAN. Estos estándares comienzan con el número 802. El estándar específico para Ethernet es el 802.3.
El IEEE buscaba asegurar que sus estándares fueran compatibles con el modelo OSI de la Organización Internacional de Normalización (ISO). Para garantizar dicha compatibilidad, los estándares IEEE 802.3 debían cubrir las necesidades de la Capa 1 (Capa Física) y las porciones inferiores de la Capa 2 (Capa de Enlace de Datos) del modelo OSI. Como resultado, se efectuaron ciertas modificaciones menores al estándar original de Ethernet en la especificación 802.3.
Ethernet opera en las dos capas inferiores del modelo OSI: la Capa de Enlace de Datos y la Capa Física.