7.Ethernet

Ethernet es el conjunto de reglas que usan casi todas las redes cableadas para enviar datos entre equipos conectados al mismo segmento: cómo se empaquetan, cómo se indica quién los envía y quién los recibe, y a qué velocidad viajan por el cable.

Es como el formato de un sobre: todos saben dónde va el destinatario, dónde el remitente y dónde el contenido. Gracias a ese formato común, una computadora de una marca y un switch de otra se entienden sin problema.

En términos técnicos

• Es el estándar IEEE 802.3.
• Abarca la capa 1 (Física) —cables, conectores, señales— y la capa 2 (Enlace de datos) —trama y direcciones MAC—.
• La capa 2 se divide en dos subcapas: LLC (IEEE 802.2), que conversa con la capa de red, y MAC, que arma la trama y controla el acceso al medio.
• Su unidad de datos es la trama (frame), con un tamaño de 64 a 1518 bytes (1522 si lleva etiqueta de VLAN).
• Identifica a cada tarjeta con una dirección MAC de 48 bits.

¿Dónde lo vas a encontrar?

En el cable de red de tu computadora, en los switches de la escuela y la oficina, en los centros de datos y en los enlaces de fibra entre edificios. Incluso el Wi-Fi usa un formato de trama parecido y se conecta a la red Ethernet a través del punto de acceso.

La trama, campo por campo

El tamaño de los datos (1500 bytes) es el MTU de Ethernet.

Cómo se recibe una trama

1. La tarjeta lee la MAC de destino: si es la suya, de broadcast o de un grupo multicast al que pertenece, la acepta; si no, la ignora.
2. Calcula el CRC y lo compara con la FCS. Si no coinciden, la trama está dañada y se descarta (Ethernet no la vuelve a pedir).
3. Lee el EtherType y entrega los datos al protocolo correcto (IPv4, IPv6, ARP…).

Velocidades y nombres

El nombre dice la velocidad, el tipo de señal y el medio: 1000BASE-T = 1000 Mb/s, banda base, par trenzado.

Medio dúplex y dúplex completo

• Half-duplex: se envía o se recibe, no las dos cosas a la vez. Era el modo de los hubs; para evitar choques usaba CSMA/CD (escuchar antes de transmitir y detectar colisiones).
• Full-duplex: se envía y se recibe al mismo tiempo. Es el modo normal con switches y no hay colisiones, así que CSMA/CD ya no interviene.

Normalmente la velocidad y el dúplex se negocian solos (autonegociación). Solo se fijan a mano cuando un equipo no negocia bien.

S1(config)# interface FastEthernet0/1
S1(config-if)# description PC del laboratorio 1
S1(config-if)# speed 100
S1(config-if)# duplex full
S1(config-if)# exit
S1(config)# interface FastEthernet0/2
S1(config-if)# speed auto
S1(config-if)# duplex auto
S1(config-if)# mdix auto

• El cable importa: Gigabit necesita al menos Cat 5e, y 10GBASE-T, Cat 6A para los 100 m completos.
• 100 metros es la distancia máxima de un enlace de cobre de par trenzado (90 m de cableado fijo + 10 m de cables de parcheo).
• Ethernet no corrige errores: descarta la trama dañada y deja que TCP (u otra capa) la vuelva a pedir.
• Hub vs. switch: el hub repite todo a todos y comparte el medio; el switch envía solo al puerto del destino y cada puerto es full-duplex.
• Jumbo frames (hasta unos 9000 bytes) se usan en centros de datos, pero todos los equipos del camino deben aceptarlas.
• PoE (Power over Ethernet, IEEE 802.3af/at/bt) lleva energía por el mismo cable a teléfonos IP, cámaras y puntos de acceso.

• IEEE. IEEE 802.3 — Standard for Ethernet (edición vigente). https://standards.ieee.org/ieee/802.3/
• IEEE. IEEE 802.2 — Logical Link Control.
• IANA. IEEE 802 Numbers — registro de valores EtherType. https://www.iana.org/assignments/ieee-802-numbers
• Cisco Networking Academy. CCNA: Introduction to Networks — módulos de Ethernet y de la capa de enlace de datos.