Las redes LAN Ethernet están sometidas a múltiples limitaciones fruto de utilizar un medio compartido sometido a ruido y atenuaciones, y la existencia de condiciones operativas como la presencia potencial de colisiones y una ventana de tiempo asociada (ventana de colisiones).
Dominios de colisión y dominios de broadcast
La forma de expandir una red LAN Ethernet sin afectar la performance de la misma, es separando segmentos de red. Hay 2 formas de segmentar la red:
- Dividir Dominios de Colisión.Es un segmento de red que comparte el ancho de banda disponible entre múltiples dispositivos terminales; como consecuencia cuando dos o más dispositivos conectados al mismo segmento intentan comunicarse entre sí es posible que se produzca una colisión.En este sentido es deseable reducir el tamaño de los dominios de colisión, para lo cual se deben utilizar dispositivos que operan en la capa 2 o superiores del modelo OSI.Los hubs extienden los dominios de colisión, mientras que switches y routers los limitan. Los switches reducen las colisiones y permiten una mejor utilización del ancho de banda en los segmentos de red, ya que ofrecen un ancho de banda dedicado para cada segmento de red.
- Dividir Dominios de Broadcast.Se trata de una porción de red en la que, a pesar de que pudo haber sido segmentada en capa 2 es aún una unidad a nivel de capa 3 por lo que un paquete de broadcast es transmitido a todos los puertos conectados.Si bien los switches filtran la mayoría de las tramas según las direcciones MAC de destino, no hacen lo mismo con las tramas de broadcast. Un conjunto de switches interconectados forma un dominio de broadcast simple.Para dividir dominios de broadcast es necesario implementar VLANs o dispositivos que operan en la capa 3 del modelo OSI, tales como switches multilayer o routers.
Las redes Ethernet actuales utilizan cableado UTP de 8 hilos para la transmisión, con conectores RJ-45.
Este estándar para el conectorizado originalmente fue utilizado en el cableado telefónico y especifica las características físicas de los conectores macho y hembra, al mismo tiempo que la asignación de los diferentes cables que componen el UTP.
Ethernet utiliza conectores 8P8C que por extensión reciben el nombre genérico de RJ-45.
La asignación de los cables utilizados en sistemas Ethernet está definida por el estándar EIA/TIA-568-B que establece dos formatos básicos para el armado de fichas RJ-45: T568 A y T568 B.
En cualquiera de estos esquemas, cuando se trata de redes Ethernet 10BaseT y 100BaseT, sólo se utilizan los pares verde y naranja para la transmisión de datos. En sistemas Ethernet de Gigabit, se utilizan los 4 pares.
A partir de estos 2 formatos básicos se pueden armar diferentes tipos de cable para distintos usos.
Los distintos tipos de cable se diferencian por el formato utilizado en cada uno de sus extremos:
- Cable Derecho
Utiliza el mismo formato en ambos extremos del cable. Puede ser tanto 568 A como 568 B.
- Cable Cruzado
Utiliza diferente formato en ambos extremos del cable.
En sistemas Ethernet 10BaseT y 100BaseT se cruzan los pines 1-2 en un extremo con los 3-6 en el otro; y los pines 3-6 del primer extremo con los 1-2 del otro.
En sistemas GigabitEthernet, a lo anterior se requiere sumar que los pines 4-5 de un extremo se crucen con los 7-8 en el otro, y los pines 7-8 del primer extremo con los 4-5 del otro.
El uso adecuado de cada tipo de cable es el siguiente:
- Cable Derecho:
Router a hub o switch.
Servidor a hub o switch.
Estación de trabajo a hub o switch.
- Cable Cruzado:
Uplinks entre switches.
Hubs a switches.
Hub a hub.
Puerto de un router a otro puerto de un router.
Conectar dos terminales directamente.
A partir de la implementación de la detección automática de la electrónica de las interfaces (Auto-MDIX), en muchos casos el mismo dispositivo adapta sus puertos haciendo innecesaria la utilización de cables cruzados.
Desde su origen en 1973 con Robert Metcalfe y la red ALOHA, pasando por la publicación 10 años después, en 1983, del estándar IEEE 802.3 hasta nuestros días, Ethernet ha mostrado una evolución y capacidad de adaptación a las demanda creciente de las redes de datos, admirable. de los 2,85 Mbps originales sobre cable coaxial a los actuales 100 GbpsEthernet sobre fibra óptica.
Lo que originalmente era el estándar IEEE 802.3 de las redes 10Base5 de 10 Mbps, ha dado lugar a una cantidad de subestándares, muy amplia. Esto incluye no sólo diversidad de medios físicos y mayores tasas de transferencia, sino también innovaciones como las siguientes:
- IEEE 802.3x - Full dúplex (1997).
- IEEE 802.3ad - Agregación de enlaces (link aggregation - 2000).
- IEEE 802.3af - PoE (2003).
- IEEE 802.3at - PoE+(2009).
La variedad de medios de transporte de cobre o fibra óptica, así como las posibilidades de tasa de transferencia disponibles hoy van desde los 10 Mbps sobre cobre hasta las 100 Gbps sobre fibra óptica con una amplia variedad de posibilidades intermedias.
Para tener una síntesis parcial de esta variedad, he preparado un pequeño apunte titulado Tecnologías Ethernet, que pueden consultar en el documento publicado en Scribd que presento a continuación:
Tecnologías Ethernet versión 1.0
