Introducción a Ethernet | TIEngranaje

Antes de 1973, teníamos una red conocida como “sneakernet”. Para transferir archivos entre computadoras, normalmente tendría que guardar el archivo en algún tipo de disco o medio extraíble y caminar de una computadora a otra. Afortunadamente, en 1973, Xerox Ethernet desarrollado.

ethernet es un estándar de tecnología de red basado en una topología de bus. El estándar Ethernet domina la mayoría de las organizaciones redes de área local (LAN). El estándar Ethernet original usaba un solo cable coaxial (coaxial) en una topología de bus para conectar varias computadoras.

Los extremos del cable coaxial se terminaron para evitar el rebote de la señal. Ethernet no pudo transferir datos muy rápidamente, al menos no para los estándares actuales. Sin embargo, fue una gran mejora con respecto a la alternativa de la red de zapatillas.

No fue hasta alrededor de 1979 cuando Xerox se asoció con Digital Equipment Corporation (DEC) e Intel para publicar y promover Ethernet. En ese momento, Ethernet continuaba funcionando a través de cables coaxiales a un ritmo velocidad mejorada de 10 megabits por segundo (Mbs).

Afortunadamente, Ethernet eventualmente se convirtió en un estándar adoptado por el IEEE. El Estándar Ethernet (802.3) continúa siendo mantenido por el IEEE. La Ethernet implementada en ese momento era 10Base2 (Ethernet delgada) y/o 10Base5 (Ethernet gruesa).

Es importante saber que los diseñadores de Ethernet tenían algunos retos a resolver desde el principio, por ejemplo, cómo enviar datos a través de la red, cómo identificar las computadoras que envían y reciben, y cómo determinar qué computadora debe usar el cable compartido en qué momento.

Estas preocupaciones se abordaron mediante el desarrollo del concepto de un Trama Ethernet para encapsular datosusando direcciones MAC codificadas para identificar hosts en la red y desarrollando un proceso llamado Carrier Sense Acceso múltiple con detección de colisiones (CSMA/CD). Estos tres elementos se analizarán con más detalle en este artículo y en los próximos de esta serie.

Ethernet en los 90

A mediados de la década de 1990, Ethernet se estaba implementando en redes a un ritmo mayor. La tecnología utilizada para conectar los nodos en la red también comenzó a mejorar. En lugar de usar un solo cable coaxial para conectar computadoras entre sí, ahora se usaba cableado de par trenzado sin blindaje (UTP). El comité IEEE 802.3 publicó esta nueva versión de Ethernet llamada 10BaseT que usaba concentradores y cableado UTP.

Las redes comenzaron a ver un cambio en la topología física (disposición). La topología de bus más antigua estaba siendo reemplazado por una nueva topología en estrella. El cambio fue lento al principio. La columna vertebral de las redes continuó como un bus (10Base5), pero en lugar de conectar computadoras en el bus, los concentradores estaban conectados. Luego, desde los concentradores, tenía varias computadoras conectadas que alimentaban estos nuevos dispositivos. era ahora mucho más fácil para agregar computadoras a la red.

Ahora que los centros comenzaban a convertirse ampliamente disponiblefue mucho más fácil implementar nodos Ethernet en la red. 10Base2 el cableado de red era más difícil de trabajar en comparación con cableado UTP. El cable coaxial 10Base2 es muy similar al tipo de cableado que usa en su hogar para conectar dispositivos de video, como los que la “compañía de cable” le proporcionaría para sus televisores.

El cableado UTP se parece más al cable que usa para conectar su Líneas telefónicas. Como una cuestión de hecho, Cableado UTP Categoría 5 es lo que generalmente se instala para las líneas telefónicas hoy en día, en lugar de las antiguas líneas de Categoría 1 que se usaban hace algunas décadas.

Tramas Ethernet

El concepto de un marco se encuentra en la capa 2 del modelo OSI. Los hosts de la red se transmitir tramas, en lugar de todos los datos a la vez, por dos muy buenas razones. Primero, un host de red que transmite los datos en una gran parte correr el riesgo de que algo salga mal en la transmisión.

Por ejemplo, si necesita transmitir 1 GB de datos a través de la red y envió los datos a una vez y justo antes de que la transmisión de datos completara un Se produjo un erroreso requeriría que la computadora que envía los datos a través de la red empezar de nuevo desde el principio.

Sin embargo, cuando los datos se gestionan en marcos más pequeños, si un marco es dañadola computadora fuente puede reiniciar la comunicación en el punto del último cuadro que se recibió de la computadora de destino. Además, cuando varias computadoras tienen acceso a la red al mismo tiempo, enviando marcos más pequeños permite que más de una computadora participe en la red sin tener que esperar hasta que una computadora envía completamente todos los datos al sistema de destino.

Estructura del marco

Una trama Ethernet se compone de varias secciones importantes. El marco de Ethernet contiene más que una porción de datos. Requiere un preámbulo para que los nodos de la red puedan determinar cuándo comienza el marco. Además, una trama contendrá el direccionamiento MAC de origen y destino para que el sistema de destino pueda saber cuando un marco debe ser recogido por su tarjeta de interfaz de red Ethernet (NIC).

Después de la información de direccionamiento, el marco incluye información sobre su longitud. Una trama Ethernet puede transportar hasta un máximo de 1500 bytes de datos en un marco. A continuación, encontrará la sección de datos del marco. Si ambos nodos están ejecutando TCP/IP, encontrará información de protocolo de nivel superior incluida, como las direcciones IP de origen y destino.

Si la trama de Ethernet es menos de 64 bytes de tamaño, que es el mínimo permitido, se agregará relleno adicional a la sección de datos. Finalmente, las tramas de Ethernet tienen una sección de verificación de redundancia cíclica (CRC). El sistema de destino utiliza la información almacenada en el CRC para determinar si el el marco está intacto o fue dañado durante la transmisión en la red.

CSMA/CD

Las redes Ethernet usan un sistema llamado Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, o CSMA/CD para abreviar. CSMA/CD es utilizado por los anfitriones en la red para determinar cuándo nodo de red puede acceder el cable de red compartida en un momento dado. Carrier Sense significa que cada nodo que usa la red examina el cable antes de enviar un marco de datos.

En otras palabras, el El nodo Ethernet primero debe escuchar en la red para averiguar si algún otro nodo está en proceso de transmisión de datos. Si el nodo determina que se transmite otro nodo, el el nodo esperará unos milisegundos, luego intentar otra vez.

Si no se detecta ningún nodo como transmisor, el nodo intenta acceder al cable de red. El acceso múltiple simplemente significa que todos los nodos tienen el mismo acceso al cable. Si la línea está libre, cualquier nodo Ethernet puede comenzar a enviar una trama.

Entonces, ¿qué sucede si dos máquinas están escuchando el cable y simultáneamente deciden que está libre e intentan enviar un marco? Bueno, un colisión ocurrira. El transmisión desde ambos nodos que accedió a la red al mismo tiempo será descartado. Ningún otro nodo de la red podría procesar la información de ninguno de los dos.

Tenga en cuenta que cuando los datos se colocan en la red, en realidad, una señal eléctrica es lo que se envía por el cable. Si otro host interrumpe esa señalla señal (datos) del host de origen será dañado. Si ocurre una colisión, los nodos que fueron afectados por la colisión retrasar su reintento para acceder a la red.

Cada uno con un desplazamiento de tiempo aleatorio para mitigar la posibilidad de otra colisión entre los dos nodos. Es fácil para las NIC darse cuenta de que ocurrió una colisión. Las colisiones crean voltajes inesperados en el cable. Las colisiones son un parte normal del funcionamiento de una red Ethernet. En una red Ethernet semidúplex típica, debe esperar ver alrededor del 10% de los fotogramas colisionan.