¿Qué es Ethernet?
 |
| Robert Metcalfe |
En el mundo de las comunicaciones, el termino Ethernet, se ha convertido en un sinónimo de una redes de computadoras en general, aunque en realidad nació como un estándar para implementar redes de área local (LAN) para computadoras, que basan su acceso al medio en CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) ¿Suena complicado?... No lo es tanto… Profundicemos un poco. El nombre de Ethernet viene de Ether + net. Donde Ether = Eter y se refiere al término antiguo que se usaba para definir una hipotética sustancia extremadamente ligera, que se creía que ocupaba todos los espacios vacíos como un fluido, y Net, de la palabra en inglés para describir una red, en este caso de computadoras. De tal forma que el éter por el que viaja la señal de las computadoras es el cable mismo que las conecta. En realidad el estándar Ethernet, define las características de cableado (medio de transmisión) y la señalización de capa física (cables y señales) y los formatos de tramas de datos, de la capa de enlace de datos del modelo OSI (Open System Interconnection) de la ISO (Intenacional Organization of Standarization).
¿Pero cómo nació? A principios de los 70s un estudiante recién egresado del MIT, llamado Robert Metcalfe, para su tesis doctoral desarrolló una idea muy simple (que no sencilla): Una red de computadoras, conectadas a un mismo medio de transmisión (cable), en la cual las estaciones antes de transmitir deberían detectar si el canal (entiéndase medio de transmisión) ya estaba en uso (dicho de otro modo, si ya había 'portadora' en el medio), en cuyo caso esperarían a que la estación activa terminara de transmitir, el medio se desocupara y entonces poder ocuparlo para transmitir. Así, cada estación mientras transmitiera, se mantendría “monitoreando” el medio físico, por si se producía alguna “colisión”, con la transmisión de otra estación, en cuyo caso se pararía y retransmitiría más tarde. Esta idea terminaría desarrollándose en un protocolo que recibiría más tarde la denominación Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones, o más brevemente CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Después de un arduo trabajo y ya contratado por Xerox, el 22 de mayo de 1973, Metcalfe hizo publico su modelo de redes de computadoras bajo el nombre de Ethernet (anteriormente durante se desarrollo se llamó 'Alto Aloha Network). Ethernet había nacido.
 |
| Dibujo de Robert Metcalfe describiendo Ethernet en 1976 |
Técnicamente los detalles del estándar Ethernet eran claros: Usaba una topología de bus lineal y trabajaba a velocidades de 2,94 Mb/s sobre un segmento de cable coaxial de hasta 1,6 km de longitud. Usaba cable coaxial de 50 Ohms (la televisión por cable usaba cable coaxial de 75 Ohms), ya que con esta impedancia se producían menos reflexiones de la señal, durante su viaje por el medio, y afectaba menos a la señal Ethernet, que se transmitían en banda base, o sea sin modular. Este fenómeno, se convirtió en una limitante para el estándar, ya que cada empalme del bus, en donde se instalaba una estación/computadora generaba un foco de reflexión, degradando la señal, de tal forma que la cantidad de estaciones instaladas por bus, no podía ser muy grande. Esto en cuanto al cableado de la capa física… Lejanos estaban los días del eficiente cableado UTP (Unshielded twisted pair).
Por lo que respecta a las señales definidas por el estándar Ethernet de Metcalfe, se definieron direcciones de 8 bits y el código de redundancia cíclica (CRC) de las tramas fue de 16 bits. El protocolo utilizado al nivel de red para la transmisión fue el PUP (Parc Universal Packet), el cual con el tiempo evolucionaría hasta convertirse en el XNS (Xerox Network System), antecesor a su vez del IPX (Netware de Novell)… Todavía faltaba un largo tramo para llegar a TCP/IP.
No sería si no hasta 1977 cuando Xerox y Metcalfe obtendrían la patente del estándar Ethernet . En aquel entonces Ethernet compartió y compitió mercado con otros estándares como el Token Ring (una solución desarrollada por IBM en los 1970 basada en una topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo/token), pero al final terminaría prevaleciendo, y evolucionando a otros estándares, más completos y poderosos como FastEthernet (100 Mbps), GigabitEthernet (1000 Mbps) y 10GigabitEthernet (10 000 Mbps).
 |
| IEEE 802 Estándares |
El mundo de las comunicaciones se ha caracterizado por definir estándares que permiten la integración de productos desarrollados por diversos fabricantes, lo que ha enriquecido y acelerado el desarrollo de nuevas tecnologías. Y el mundo Ethernet no ha sido la excepción. Así, la asociación internacional IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), caracterizada por la definición de estándares, creó en 1980 un comité dedicado a desarrollar el estándar de un sistema de red de computadoras basada en Ethernet. El número que lo correspondió fue el 802 (al final, incluiría también el Token Ring de IBM con IEEE 802.5). La idea era estandarizar el nivel físico, el de enlace y superiores de acuerdo al modelo OSI para esta tecnología. Se dividió el nivel de enlace en dos subniveles: el de enlace lógico, encargado de la lógica de re-envíos, control de flujo y comprobación de errores; y el subnivel de acceso al medio, encargado de regular las técnicas de acceso simultáneo a la red por parte de las estaciones.
Con el tiempo, y en base al desarrollo y popularidad de las redes basadas en Ethernet, la cantidad de sub-estándares asociados al IEEE.802, derivaron en múltiples sub-estándares, para definir puntos clave como seguridad, redundancia, control de enlace lógico, etc. a los cuales se les fue asociando un número consecutivo (ver. Tabla resumen). Esto trascendió a las redes de área local, y alcanzo a las redes de área amplia, y metropolitanas, que estaban dominadas por otro tipo de tecnologías como las basadas en Frame Relay o TDM (Time-Division Multiplexing), al resolverse el tema de la limitante Ethernet de la distancia, logrando el transporte de las tramas ya no sobre coaxial, como en un inicio, si no en nuevos medios como el cableado UTP (Unshielded Twisted Pair), o incluso fibra óptica (IEEE 802.6), y más allá, por medios inalámbricos con Wi-Fi (Wireless Fidelity) (IEEE 802.11), generando nuevos estándares del IEEE 802, algunos de ellos ya en desuso actualmente.
 |
| Tipos de Ethernet |
Sin embargo no sería la única forma de identificar las diferentes opciones de Ethernet disponibles, y se comenzaron a definir otros criterios en base a características del sistema tales como tipo de medio (cable), velocidad de transmisión, generando así una nueva nomenclatura para definir la tecnología Ethernet. Así por ejemplo una red Ethernet que trabajara a una velocidad de 10 Mbps, pero usara un cableado tipo coaxial (2 hilos) se le conocía como un Ethernet tipo 10Base2 (10 Mbps sobre un cableado de 2 hilos). Si el sistema Ethernet seguía teniendo una velocidad de transmisión de 10 Mbps, pero ahora su medio de transmisión iba a ser un cable de par trenzado (UTP), esa red sería llamada Ethernet tipo 10BaseT. Y si ahora en lugar de UTP se usará fibra se identificaría como Ethernet tipo 10BaseF. Cuando llegaron las redes con capacidades de transmisión de 100 Mbps, que trabajaban sobre cables UTP (Categoría 3 o categoría 5), se popularizaron con el nombre de redes Ethernet tipo 100BaseT4 y 100BaseTX, según la categoría del cable. Y vendrían más variantes, cuando se generalizaron las redes sobre fibra óptica, que si era fibra monomodo o si era multimodo, etc. Este tipo de nomenclatura fue muy eficiente para conocer las características de la red de la que estábamos hablando de un solo vistazo (Ver tabla asociada)
Así, lo que comenzó como un simple proyecto de tesis de parte de Robert Metcalfe (considerado el padre de la Ethernet, con todo merecimiento) terminó siendo un estándar que acabaría dominando el mundo de las redes, hasta desarrollar una propuesta vigorosa y multifacética como las redes basadas en Carrier Ethernet o más recientemente Carrier Ethernet 2.0. Incluso llegando al establecimiento de un Foro dedicado única y exclusivamente al desarrollo de estas tecnologías, denominado MEF (Metro Ethernet Forum), en donde fabricantes como RAD, entre algunos otros, lidera el desarrollo de las modernas redes de comunicaciones, basadas en este modelo de redes de paquetes. Este fabricante de origen Israelí, en base a una idea básica como “Cualquier cosa sobre Ethernet y Ethernet sobre cualquier cosa”, ha desarrollado soluciones tan interesantes como equipos que pueden transportar servicios de voz y datos digital basados en TDM (DS0, E1, E3, T3, STM-1), sobre redes de paquetes basadas en Ethernet, con una tecnología propia llamada Pseudowire (que también terminaría convirtiéndose en un estándar) con productos de la familia IPmux (IPmux-2L/4L, IPmux-24, IPmux-155, etc.). De forma complementaria RAD ofrece una solución que permite transportar servicios Ethernet o GigaEthernet, sobre redes TDM (E1, múltiples E1, E3, T3, STM-1, STM-4), mediante un catalogo sumamente amplio de productos de la familia RIC (RIC-E1, RICi-16E1, RICi-E3/T3, RICi-155GE, RICi-622GE). Y para redondear el portafolio de soluciones Ethernet ofrecida por el fabricante de origen israelí, está disponible una amplia variedad de soluciones de acceso a Ethernet sobre cobre xDSL (Digital Subscriber Line), en cumplimiento con diferentes estándares como SHDSL ((Single-pair High-speed Digital Subscriber Line), ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) y ADSL2+, para transmisión sobre pares de cobre (instalados durante el desarrollo de la telefonía analógica) de servicios ATM (Asynchronous Transfer Mode) y TDM, sumamente usados para proveer actualmente servicios de accesos “Triple play” (voz, datos y video), a clientes residenciales por las operadoras (ASMi-52, ASMi-54, LA-110, etc). Cerrando con una línea de soluciones en las que RAD es líder, definida como demarcadores Ethernet, que hasta ahora representa la máxima evolución de esta tecnología, al ofrecer soluciones sumamente interesantes a través de su familia EtherAccess (ETX-102, ETX-20, ETX-203A, ETX-205A, ETX-1002, ETX-5300A, entre otros), en donde los dispositivos de demarcación Ethernet de RAD soportan Calidad de Servicio (QoS – Quality of Service), OAM (Operations, Administration and Maintenance, algunos definen este última opción la definen como Management) Ethernet, control de tráfico y monitoreo de desempeño de punta a punta. Estas técnicas son sumamente útiles para asegurar la entrega del servicio Ethernet de acuerdo a Convenios de Nivel de Servicio (SLA-Service-Level Agreement) garantizados, haciendo más eficientes y rentables los servicios que los operadores de comunicaciones ofrecen a sus clientes, todos los productos en total cumplimiento con los nuevos estándares que se comienzan a definir a través del MEF (Metro Ethernet Forum).
Así el mundo Como se puede ver, la idea de un estudiante del MIT, terminó por convertirse en una tecnología de uso mundial, y sin la cual resulta difícil creer que el mundo sería lo que es hoy en día, ya que una buena parte de las redes de computadores, servicios telefónicos, de video TV, financieros, video seguridad y datos en general, “viaja” de alguna manera a través de una red basada en Ethernet en cualquiera de sus variables…Al final, el mundo se mueve encapsulado en una trama Ethernet, que después de todo es una cadena de bits…
No hay comentarios:
Publicar un comentario