Ethernet
La arquitectura Ethernet se basa en el estándar IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 especifica que una red emplea el método de control de acceso denominado Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD). En CSMA/CD, los hosts acceden a la red mediante el método de topología de broadcast de orden de llegada para la transmisión de datos.
Ethernet emplea una topología lógica de broadcast o bus y una topología física de bus o de estrella. A medida que las redes se amplían, la mayoría de las redes Ethernet se implementan mediante una topología de estrella jerárquica o extendida, como se muestra en la Figura 1. Las velocidades estándar de transferencia son 10 Mbps y 100 Mbps, pero los estándares nuevos proponen Gigabit Ethernet, que puede alcanzar velocidades de hasta 1000 Mbps (1 Gbps).
Token Ring
IBM originalmente desarrolló Token Ring como una arquitectura de red confiable y basada en el método de control de acceso de paso de tokens. Token Ring se integra generalmente con los sistemas de computadora central de IBM. Token Ring se utiliza con computadoras y computadoras centrales.
Token Ring constituye un ejemplo de una arquitectura en la que la topología física es distinta de su topología lógica. La topología Token Ring se conoce como un anillo cableado en forma de estrella ya que el aspecto externo del diseño de la red es una estrella. Las computadoras se conectan a un hub central, denominado unidad de acceso de estación múltiple (MSAU). Sin embargo, en el interior del dispositivo, el cableado forma una ruta circular de datos que crea un anillo lógico. El anillo lógico se crea debido a que el token viaja fuera de un puerto MSAU a una computadora. Si la computadora no tiene datos para enviar, el token se envía nuevamente al puerto MSAU y luego hacia el puerto siguiente, hasta la próxima computadora. Este proceso continúa para todas las computadoras y, por lo tanto, se asemeja a un anillo físico.
FDDI
FDDI es un tipo de red Token Ring. La implementación y la topología de FDDI difieren de la arquitectura LAN Token Ring de IBM. FDDI se utiliza frecuentemente para conectar varios edificios en un complejo de oficinas o en una ciudad universitaria.
FDDI se ejecuta en cable de fibra óptica. Combina el rendimiento de alta velocidad con las ventajas de la topología de ring de paso de tokens. FDDI se ejecuta a 100 Mbps en una topología de anillo doble. El anillo externo se denomina anillo principal y el anillo interno se denomina anillo secundario.
Normalmente, el tráfico circula sólo en el anillo principal. Si se produce un error en el anillo principal, los datos circulan automáticamente en el anillo secundario en la dirección opuesta.
Un anillo dual de FDDI admite un máximo de 500 computadoras por anillo. La distancia total de cada longitud del anillo de cable es de 100 km (62 millas). Cada 2 km (1,2 millas), se precisa un repetidor, que es un dispositivo que regenera las señales. En los últimos años, muchas redes token ring fueron reemplazadas por redes Ethernet más veloces.
Estándares
Muchas organizaciones de estándares de todo el mundo tienen la responsabilidad de establecer estándares de networking. Los fabricantes utilizan los estándares como base para el desarrollo de tecnología, en especial, tecnologías de red y comunicaciones. La tecnología de estandarización garantiza que los dispositivos utilizados serán compatibles con otros dispositivos que usen la misma tecnología. Los grupos de estándares crean, examinan y actualizan los estándares. Estos estándares se aplican al desarrollo de tecnología a fin de satisfacer las exigencias de mayor ancho de banda, comunicación eficaz y servicio confiable.
Haga clic en los estándares que aparecen en la Figura 1 para obtener más información.
Los protocolos de Ethernet describen las reglas que controlan el modo en que se establece la comunicación en una red Ethernet. Con el fin de garantizar que todos los dispositivos Ethernet sean compatibles entre sí, IEEE creó estándares que los fabricantes y programadores deben cumplir al desarrollar dispositivos Ethernet.
ESTANDARES ETHERNET POR CABLE
IEEE 802.3
La arquitectura Ethernet se basa en el estándar IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 especifica que una red implementa el método de control de acceso CSMA/CD.
En CSMA/CD, todas las estaciones finales "escuchan" al cable a fin de detectar espacio libre para enviar los datos. Este proceso es similar a la espera de tono de marcado del teléfono antes de marcar un número. Cuando la estación terminal detecta que no hay otro host que esté transmitiendo, intenta enviar los datos. Si ninguna otra estación envía datos al mismo tiempo, esta transmisión llega a la computadora de destino sin ningún problema. Si otra estación terminal observó la misma señal clara y transmitió al mismo tiempo, se produce una colisión en los medios de red.
La primera estación que detecta la colisión o la duplicación de voltaje envía una señal de congestión que ordena a todas las estaciones que detengan la transmisión y ejecuten un algoritmo de postergación. Un algoritmo de postergación calcula momentos aleatorios en los que la estación terminal comienza a intentar la transmisión por la red nuevamente. Este momento aleatorio está expresado, por lo general, en dos milisegundos o milésimos de segundo. Esta secuencia se origina cada vez que se produce una colisión en la red y puede reducir la transmisión de Ethernet hasta un 40%
Tecnologías Ethernet
El estándar IEEE 802.3 define varias implementaciones físicas que admiten Ethernet. A continuación, se describen algunas de las implementaciones más comunes.
Ethernet
10BASE-T es una tecnología Ethernet que emplea una topología de estrella. 10BASE-T es una arquitectura Ethernet conocida cuyas funciones se indican en su nombre:
El diez (10) representa una velocidad de 10 Mbps.
BASE representa la transmisión de banda base. En la transmisión de banda base, todo el ancho de banda de un cable se utiliza para un tipo de señal.
La T representa el cableado de cobre de par trenzado.
Ventajas de 10BASE-T:
La instalación del cable no es costosa en comparación con la instalación de fibra óptica.
Los cables son delgados, flexibles y más fáciles de instalar que el cableado coaxial.
El equipo y los cables se actualizan con facilidad.
Desventajas de 10BASE-T:
La longitud máxima de un segmento de 10BASE-T es de sólo 100 m (328 ft).
Los cables son propensos a sufrir interferencia electromagnética (EMI).
Fast Ethernet
Las exigencias de gran ancho de banda de muchas aplicaciones modernas, como videoconferencia en directo y streaming audio, han generado la necesidad de disponer de velocidades más altas para la transferencia de datos. Muchas redes precisan más ancho de banda que Ethernet de 10 Mbps.
100BASE-TX es mucho más rápida que 10BASE-T y tiene un ancho de banda teórico de 100 Mbps.
Ventajas de 100BASE-TX:
A 100 Mbps, las velocidades de transferencia de 100BASE-TX son diez veces mayores que las de 10BASE-T.
100BASE-X utiliza cableado de par trenzado, que es económico y fácil de instalar.
Desventajas de 100BASE-TX:
La longitud máxima de un segmento de 100BASE-TX es de sólo 100 m (328 ft).
Los cables son propensos a sufrir interferencia electromagnética (EMI).
1000BASE-T se denomina comúnmente Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet es una arquitectura LAN.
Ventajas de 1000BASE-T:
La arquitectura 1000BASE-T admite velocidades de transferencia de datos de 1 Gbps. A 1 Gbps, es diez veces más rápida que Fast Ethernet y 100 veces más rápida que Ethernet. Esta velocidad mayor permite implementar aplicaciones que exigen gran cantidad de ancho de banda, como vídeo en directo.
La arquitectura 1000BASE-T tiene interoperabilidad con 10BASE-T y 100BASE-TX.
Desventajas de 1000BASE-T:
La longitud máxima de un segmento de 1000BASE-T es de sólo 100 m (328 ft).
Es propenso a sufrir interferencias.
Las tarjetas NIC y los switches de Gigabit son costosos.
Se precisa equipo adicional.
10BASE-FL, 100BASE-FX, 1000BASE-SX y LX son tecnologías Ethernet de fibra óptica.
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