Orígenes y Estándares de Ethernet

Ethernet es una tecnología fundamental en la comunicación de redes LAN, concebida en los 70 y estandarizada por IEEE en 1985. Opera en las capas física y de enlace de datos del modelo OSI, con subcapas MAC y LLC que facilitan la transmisión y control de datos. Su evolución ha permitido adaptarse a nuevas tecnologías y aumentar la velocidad de transmisión, manteniendo su estructura de trama y su relevancia en redes modernas.

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Orígenes y Estándares de Ethernet

Ethernet, considerada la primera tecnología de Red de Área Local (LAN) ampliamente adoptada, fue concebida por Robert Metcalfe y su equipo en Xerox PARC en la década de 1970. La colaboración entre Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox, conocida como el consorcio DIX, fue fundamental para estandarizar Ethernet y promover su adopción. Los primeros productos comerciales basados en Ethernet aparecieron a principios de los años 80. En 1985, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) estandarizó Ethernet bajo la norma IEEE 802.3, asegurando su compatibilidad con el modelo de referencia OSI de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO). Este estándar abarca las especificaciones de la Capa 1 (física) y las porciones inferiores de la Capa 2 (enlace de datos) del modelo OSI, lo que requirió ajustes menores al diseño original de Ethernet para alinearse con el modelo.

Cables Ethernet de colores azul, rojo, amarillo y verde dispuestos horizontalmente con un switch de red desenfocado al fondo.

Funcionamiento de Ethernet en las Capas del Modelo OSI

Ethernet opera en las dos capas más bajas del modelo OSI: la capa física y la capa de enlace de datos. La implementación de Ethernet se lleva a cabo en la subcapa Control de Acceso al Medio (MAC) y en la capa física. La capa física (Capa 1) se ocupa de la transmisión de bits, las señales eléctricas o ópticas, los componentes físicos de la red y las topologías de cableado, siendo esencial para la comunicación entre dispositivos. La capa de enlace de datos (Capa 2) resuelve las limitaciones de la Capa 1 a través de dos subcapas: la subcapa MAC, que prepara los datos para su transmisión, y la subcapa Control de Enlace Lógico (LLC), que proporciona una interfaz independiente del hardware para la comunicación de datos.

La Subcapa Control de Enlace Lógico y su Conexión con las Capas Superiores

La subcapa Control de Enlace Lógico (LLC) en Ethernet divide las responsabilidades de la capa de enlace de datos, mejorando la interoperabilidad entre diferentes dispositivos de red. El estándar IEEE 802.2 define las operaciones de la subcapa LLC, mientras que el IEEE 802.3 se centra en la subcapa MAC y la capa física. La LLC actúa como un puente entre el software de red y las capas inferiores, generalmente el hardware, añadiendo información de control a los paquetes de datos para asegurar su entrega correcta. En un sistema informático, la LLC puede ser vista como el controlador de la Tarjeta de Interfaz de Red (NIC), que facilita la transferencia de datos entre la subcapa MAC y los medios de transmisión.

La Subcapa MAC y su Rol en la Transmisión de Datos

La subcapa MAC, situada en la parte inferior de la capa de enlace de datos, es implementada por el hardware, típicamente en la NIC. Sus funciones incluyen la encapsulación de datos, que implica la creación de tramas, el direccionamiento y la detección de errores, así como el control de acceso al medio. La encapsulación garantiza que las tramas de datos se transmitan y reciban correctamente, mientras que el control de acceso al medio regula la inserción y extracción de tramas en el medio de transmisión, incluyendo la resolución de colisiones. Ethernet utiliza una topología lógica de bus y un esquema de acceso al medio de multiacceso, donde todos los nodos comparten el medio y pueden recibir todas las tramas, lo que requiere un método para determinar cómo se comparte el acceso, como el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).

Evolución y Adaptación de las Implementaciones Físicas de Ethernet

Desde su invención, Ethernet ha experimentado una notable evolución, adaptándose a tecnologías emergentes como la fibra óptica y aumentando su velocidad de transmisión de datos desde los iniciales 3 Mbps hasta velocidades superiores a 10 Gbps. Su simplicidad, flexibilidad para incorporar avances tecnológicos, fiabilidad y coste económico han sido claves en su éxito y expansión más allá de las LAN, llegando a ser utilizado en redes de área metropolitana (MAN) y redes de área extensa (WAN). Ethernet define métodos de codificación y decodificación para transportar bits de datos como señales a través de diferentes medios, y a pesar de la variedad de medios soportados, la estructura de la trama de Ethernet se ha mantenido constante, permitiendo su continua evolución para satisfacer las demandas de las redes modernas.

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