Las tecnologías LAN son estándares que abarcan hardware y software, para manejar gran parte de las tareas dedicadas de trabajo en red. Las tecnologías LAN manejan la capa de vínculo de datos completa, también parte de las capas física y de red. Casi todas las nuevas redes y gran cantidad de las redes existentes usan la tecnología de red Ethernet o tecnología inalámbrica que hace interfaz con Ethernet. Por ello, representan la temática central de este apartado.
Ethernet
Ethernet fue desarrollado a principios de 1970 en Xerox PARC (Palo Alto Research Cen- ter) por Bob Metcalfe y otros; casi diez años después Digital Equipment, Intel y Xerox lo convirtieron en estándar (llamado estándar DIX). El Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hizo leves modificaciones al estándar DIX y generó su estándar IEEE 802.3 para Ethernet. Con frecuencia, a éste se le llama “Ethernet 802.3”. Desde que Ethernet 802.3 fue adoptado por ISO, haciéndolo estándar mundial, se ha vuelto lo que muchas personas y vendedores quieren decir cuando mencionan “Ethernet”, lo que se alude en este libro con ese término. Ahora hay tres estándares de IEEE 802.3 Ethernet en uso común: IEEE 802.3, el estándar original de Ethernet, que opera a 10 Mbps; IEEE 802.3u Fast Ethernet trabaja a 100 Mbps e IEEE 802.3z Gigabit Ethernet funciona a 1 000 Mbps. Se les llama “Ethernet”, “Fast Ethernet” y “Gigabit Ethernet”, respectivamente. Además, están emergiendo dos estánda- res Ethernet: IEEE 803.3an 10 Gigabit Ethernet (10 GbE), que opera a 10 000 Mbps y empieza a estar disponible en el mercado, al igual que 100 Gigabit Ethernet (100GbE), que opera a 100 000 Mbps y aún se encuentra en desarrollo desde mediados de 2007.
Ethernet es relativamente barato, trabaja bien interconectando muchos sistemas de cómputo diferentes y es fácil de expandir a redes muy grandes. Por tanto, se ha convertido en la tecnología dominante de LAN con amplio margen, eclipsando por completo algunas otras de las tecnologías iniciales de LAN como ARCnet y ensombreciendo de manera im- portante a Token Ring (tecnología inicial de LAN desarrollada por IBM, que se usó mucho en organizaciones grandes). Como resultado, han proliferado el equipo relacionado con Ethernet y soporte de software a Ethernet, incluidos Windows Server 2008 y Windows Vis- ta. Esto ha llevado a muchos proveedores de equipo al mercado, causando que el precio se vuelva razonable. Como resultado, Ethernet (y más recientemente, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet) representa la tecnología de elección para casi todas las redes cableadas.
La tecnología Ethernet cubre tres especificaciones:
▼ Un método de acceso al medio que describe la manera en que varios equipos com-
parten un único canal Ethernet, sin interferir entre sí
■ Una trama Ethernet que describe una estructura de bits estandarizada para transfe- rir información en una red Ethernet
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▲ Una especificación de hardware que describe cableado y electrónica usada con Ethernet
Método de acceso a medios de Ethernet El objetivo de Ethernet es hacer que varios equipos operen independientemente en un canal único de conexión, sin interferencia. Esto se lo- gra usando un método de acceso a medios llamado acceso múltiple de percepción de portador con detección de colisiones (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
CSMA/CD funciona así:
1. Un equipo de red que desea transmitir información escucha la red para determinar cuándo está desocupada.
2. Cuando el equipo determina que la red está inactiva, pone su información en la red con la dirección de destino, haciéndola disponible para todos los demás equi- pos de la red.
3. Cada equipo de la red verifica si la dirección es la adecuada y, en caso de serlo, ese equipo retira la información de la red.
4. Cuando la red está de nuevo desocupada, todos los demás equipos tienen la misma oportunidad para iniciar la siguiente transmisión de información.
5. Si dos equipos inician simultáneamente la transmisión, ocurrirá una colisión y será de- tectada. Toda la información de la red se ignorará y la red regresará al estado inactivo. Ambos equipos de envío seleccionan entonces un tiempo aleatorio de espera antes de reenviar su información, minimizando la posibilidad de colisiones repetidas.
Las colisiones son normales y representan una parte anticipada de la transmisión de red, incluidas colisiones repetidas que llevan a errores de datos; ésta es la razón por la que los niveles superiores del modelo OSI ponen especial énfasis en la detección de errores y su corrección.
Trama Ethernet La trama Ethernet es el formato estándar usado para transferir datos sobre una red Ethernet. La trama define una distribución específica que posiciona la informa- ción de encabezado, direccionamiento de origen y destino, datos e información de cola, como se muestra a continuación. En seguida se muestra la definición específica y el uso de cada campo: Preámbulo 62 bits SFD 2 bits Destino 6 bytes Origen 6 bytes Longitud 2 bytes Datos 0 a 1500 bytes Relleno 46 a 0 bytes CRC 4 bytes ▼ Preámbulo Una serie alterna de 1 y 0 usados para que el equipo en recepción sin-
cronice la información en la trama
■ SFD (Start of Frame Delimiter, inicio de delimitador de trama) Un par de 1 em- pleado para marcar el inicio de la trama
■ Direcciones de destino y origen Dos números de 48 bits que representan la direc- ción MAC de los equipos de destino y origen. Estos números son asignados por la IEEE a los fabricantes y contienen un número único de fabricante de 24 bits y otro para una tarjeta de red (NIC, Network Interface Card) o adaptador que conecta el
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