Ethernet

¿Por qué se utiliza Ethernet?

Ethernet se utiliza para conectar dispositivos en una red y sigue siendo una forma popular de conexión de red. Para las redes locales utilizadas por organizaciones específicas –como oficinas de empresas, campus escolares y hospitales–, Ethernet se utiliza por su alta velocidad, seguridad y fiabilidad.

Al principio, Ethernet se hizo popular por su bajo precio en comparación con la tecnología de la competencia de la época, como el Token Ring de IBM. A medida que avanzaba la tecnología de redes, la capacidad de Ethernet para evolucionar y ofrecer mayores niveles de rendimiento, manteniendo al mismo tiempo la compatibilidad con versiones anteriores, garantizó su popularidad sostenida. El rendimiento original de 10 megabits por segundo de Ethernet se multiplicó por diez hasta llegar a los 100 Mbps a mediados de los años 90, y el Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) sigue ofreciendo un mayor rendimiento con sucesivas actualizaciones. Las versiones actuales de Ethernet pueden soportar operaciones de hasta 400 gigabits por segundo (Gbps).

Ventajas y desventajas

Ethernet tiene muchas ventajas para los usuarios, y por eso se ha hecho tan popular. Sin embargo, también tiene algunas desventajas.

Ventajas

• Costo relativamente bajo;
• compatibilidad con versiones anteriores;
• generalmente resistente al ruido;
• buena calidad de transferencia de datos;
• velocidad;
• fiabilidad; y
• seguridad de los datos: se pueden utilizar los firewalls habituales.

Desventajas

• Está pensado para redes más pequeñas y de menor distancia.
• La movilidad es limitada.
• El uso de cables más largos puede crear diafonía.
• No funciona bien con aplicaciones en tiempo real o interactivas.
• El aumento del tráfico hace que la velocidad de Ethernet disminuya.
• Los receptores no acusan recibo de los paquetes de datos.
• A la hora de solucionar los problemas, es difícil determinar qué cable o nodo específico está causando el problema.

Ethernet vs. Wi-Fi

El Wi-Fi es el tipo de conexión de red más popular. A diferencia de los tipos de conexión por cable, como Ethernet, no requiere la conexión de un cable físico; los datos se transmiten a través de señales inalámbricas.

Diferencias entre las conexiones Ethernet y Wi-Fi

Conexión Ethernet

• Transmite los datos a través de un cable;
• movilidad limitada: se requiere un cable físico;
• más velocidad, fiabilidad y seguridad que el Wi-Fi;
• velocidad constante;
• no es necesario el cifrado de datos;
• menor latencia; y
• proceso de instalación más complejo.

Conexión Wi-Fi

• Transmite los datos a través de señales inalámbricas en lugar de por cable;
• mejor movilidad, ya que no se necesitan cables;
• no es tan rápida, fiable ni segura como Ethernet;
• más cómodo: los usuarios pueden conectarse a internet desde cualquier lugar;
• velocidad inconsistente: el Wi-Fi es propenso a las interferencias de la señal;
• requiere encriptación de datos;
• mayor latencia que Ethernet; y
• proceso de instalación más sencillo.

Cómo funciona Ethernet

El IEEE especifica en la familia de normas llamada IEEE 802.3 que el protocolo Ethernet toca tanto la capa 1 (capa física) como la capa 2 (capa de enlace de datos) en el modelo de protocolo de red de la interconexión de sistemas abiertos (OSI).

Ethernet define dos unidades de transmisión: paquete y trama. La trama no solo incluye la carga útil de los datos que se transmiten, sino también lo siguiente:

• las direcciones físicas de control de acceso al medio (MAC) del emisor y del receptor;
• el etiquetado de la LAN virtual (VLAN) y la información sobre la calidad del servicio (QoS); y
• información de corrección de errores para detectar problemas de transmisión.

Cada trama está envuelta en un paquete que contiene varios bytes de información para establecer la conexión y marcar dónde empieza la trama.

Los ingenieros de Xerox desarrollaron por primera vez Ethernet en la década de los 70; al principio, Ethernet funcionaba con cables coaxiales. En la actualidad, una LAN Ethernet típica utiliza cables especiales de par trenzado o cableado de fibra óptica. Las primeras Ethernet conectaban múltiples dispositivos en segmentos de red a través de concentradores –dispositivos de capa 1 responsables de transportar los datos de la red– utilizando una topología en cadena o en estrella.

Sin embargo, si dos dispositivos que comparten un concentrador intentan transmitir datos al mismo tiempo, los paquetes pueden colisionar y crear problemas de conectividad. Para aliviar estos atascos digitales, el IEEE desarrolló el protocolo de acceso múltiple con detección de colisiones (CSMA/CD), que permite a los dispositivos comprobar si una línea determinada está en uso antes de iniciar nuevas transmisiones.

Más tarde, los concentradores Ethernet dieron paso en gran medida a los conmutadores de red. Como un concentrador no puede discriminar entre los puntos de un segmento de red, no puede enviar datos directamente del punto A al punto B. En su lugar, cada vez que un dispositivo de red envía una transmisión a través de un puerto de entrada, el concentrador copia los datos y los distribuye a todos los puertos de salida disponibles.

En cambio, un conmutador envía de forma inteligente a cualquier puerto solo el tráfico destinado a sus dispositivos, en lugar de copias de todas y cada una de las transmisiones del segmento de red, lo que mejora la seguridad y la eficacia.

Al igual que con otros tipos de red, las computadoras implicadas deben incluir una tarjeta de interfaz de red (NIC) para conectarse a Ethernet.

Tipos de cables Ethernet

El grupo de trabajo IEEE 802.3 aprobó el primer estándar Ethernet en 1983. Desde entonces, la tecnología ha seguido evolucionando y adoptando nuevos medios, mayores velocidades de transmisión y cambios en el contenido de las tramas:

• 802.3ac se introdujo para dar cabida a la VLAN y al etiquetado de prioridad.
• 802.3af define la alimentación a través de Ethernet (PoE), que es crucial para la mayoría de las implantaciones de Wi-Fi y de telefonía por protocolo de Internet (IP).
• 802.11a, b, g, n, ac y ax definen el equivalente de Ethernet para las WLAN.
• 802.3u introdujo 100BASE-T –también conocido como Fast Ethernet– con velocidades de transmisión de datos de hasta 100 Mbps. El término BASE-T indica el uso de cableado de par trenzado.

Gigabit Ethernet cuenta con velocidades de 1.000 Mbps –1 gigabit o 1.000 millones de bits por segundo (bps)– 10 GbE, hasta 10 Gbps, y así sucesivamente. Los ingenieros de redes utilizan 100BASE-T sobre todo para conectar las computadoras de los usuarios finales, las impresoras y otros dispositivos; para gestionar los servidores y el almacenamiento; y para conseguir mayores velocidades para los segmentos de la red troncal. Con el tiempo, la velocidad típica de cada conexión tiende a aumentar.

Los cables Ethernet conectan los dispositivos de red a los routers o módems correspondientes, y los distintos cables funcionan con diferentes estándares y velocidades. Por ejemplo, el cable de Categoría 5 (Cat5) soporta Ethernet tradicional y 100BASE-T, el de Categoría 5e (Cat5e) puede manejar GbE y el de Categoría 6 (Cat6) trabaja con 10 GbE.

También existen los cables cruzados de Ethernet, que conectan dos dispositivos del mismo tipo y permiten conectar dos computadoras sin necesidad de un conmutador o router entre ellos.