¿Qué es Ethernet (IEEE 802.3)?

Ethernet es una te­c­no­lo­gía para redes de datos por cable que vincula software y/o hardware entre sí. Esto se realiza a través de cables de redes LAN, de ahí que Ethernet sea concebido ha­bi­tua­l­me­n­te como una te­c­no­lo­gía LAN. Así, Ethernet permite el in­te­r­ca­m­bio de datos entre te­r­mi­na­les como, por ejemplo, or­de­na­do­res, im­pre­so­ras, se­r­vi­do­res, di­s­tri­bui­do­res, etc. Co­ne­c­ta­dos en una red local, estos di­s­po­si­ti­vos es­ta­ble­cen co­ne­xio­nes mediante el protocolo Ethernet y pueden in­te­r­ca­m­biar paquetes de datos entre sí. El protocolo actual y más extendido para ello es IEEE 802.3.

Ethernet fue de­sa­rro­lla­do a pri­n­ci­pios de los 1970, época en la que solo se utilizaba como sistema interno de red en la empresa Xerox, y no fue hasta pri­n­ci­pios de los ochenta que Ethernet se convirtió en un producto es­ta­n­da­ri­za­do. Con todo, aún habría que esperar hasta mediados de la década para que empezara a uti­li­zar­se más am­plia­me­n­te. Fue cuando los fa­bri­ca­n­tes co­me­n­za­ron a trabajar con Ethernet y con productos re­la­cio­na­dos. Así, dicha te­c­no­lo­gía co­n­tri­bu­yó de manera si­g­ni­fi­ca­ti­va a que los or­de­na­do­res pe­r­so­na­les re­vo­lu­cio­na­ran el mundo laboral. El estándar IEEE 802.3 tan popular ac­tua­l­me­n­te se utiliza, por ejemplo, en oficinas, viviendas pa­r­ti­cu­la­res, co­n­te­ne­do­res y po­r­ta­do­res (carrier).

Mientras que la primera versión de esta te­c­no­lo­gía solo tenía una velocidad de 3 Mbit/s, los pro­to­co­los Ethernet actuales permiten alcanzar ve­lo­ci­da­des de hasta 1 000 megabits por segundo. Por otro lado, los es­tá­n­da­res Ethernet antiguos se re­s­tri­n­gían a un solo edificio, mientras que hoy en día pueden alcanzar hasta los 10 km gracias a la uti­li­za­ción de la fibra de vidrio. En el tra­n­s­cu­r­so de su de­sa­rro­llo, Ethernet ha tenido el rol dominante entre las te­c­no­lo­gías LAN y ha destacado entre sus numerosos co­m­pe­ti­do­res. La conocida como Ethernet en tiempo real es en la ac­tua­li­dad un estándar in­du­s­trial para apli­ca­cio­nes de co­mu­ni­ca­ción.

Ori­gi­na­ria­me­n­te, cualquier mensaje enviado en una red se di­s­tri­buía a todos los te­r­mi­na­les. Tras ello, estos tenían que filtrar los datos recibidos y decidir si eran re­le­va­n­tes o no. Como co­n­se­cue­n­cia, este bus común no solo daba cabida a mensajes de difusión, sino que también pro­to­co­li­za­ba todo el tráfico de datos para cada uno de los miembros, lo que co­n­s­ti­tuía una brecha de seguridad del antiguo Ethernet. Así, los datos podían cifrarse, pero el tráfico de datos, sin embargo, no podía co­n­tro­lar­se in­di­vi­dua­l­me­n­te. Por su parte, los hubs no pueden cerrar estas brechas de seguridad, algo que sí puede re­me­diar­se en las redes modernas con puentes de red (bridges) y co­n­mu­ta­do­res (switches), con cuya ayuda es posible segmentar Ethernet.

No obstante, estas técnicas no so­lu­cio­nan todos los problemas, sino que el uso indebido, por ejemplo, mediante MAC Flooding y MAC Spoofing, es un riesgo para la es­ta­bi­li­dad de la red y la seguridad de los paquetes de datos co­mu­ni­ca­dos. El trabajo seguro en una red Ethernet requiere, por lo tanto, el uso serio de todos los sistemas co­ne­c­ta­dos y de los análisis de datos ha­bi­tua­les (por ejemplo, análisis LAN) para revelar posibles usos indebidos y averías.

Mientras que el conjunto de datos no so­bre­ca­r­gue la red, Ethernet fu­n­cio­na­rá bien. En los casos en los que se supere el 50 %, puede que haya un bloqueo de los datos. En el tra­n­s­cu­r­so del de­sa­rro­llo técnico de los or­de­na­do­res pe­r­so­na­les y con el cre­ci­mie­n­to constante del volumen de datos, las redes Ethernet también tuvieron que evo­lu­cio­nar para seguir el ritmo del progreso te­c­no­ló­gi­co. Los co­n­mu­ta­do­res se ocupan de una di­s­tri­bu­ción más eficiente de los paquetes de datos y reducen el riesgo de co­li­sio­nes. Por su parte, las te­c­no­lo­gías por cable modernas como el cable de par trenzado (twisted pair) y la fibra de vidrio tienen tasas de tra­n­s­mi­sión más elevadas que se co­rre­s­po­n­den con las ne­ce­si­da­des actuales de la red.

Otra de las in­no­va­cio­nes recibe el nombre de “Ethernet Flow Control”, mecanismo con el que se puede detener to­ta­l­me­n­te y de forma temporal la tra­n­s­mi­sión de datos para agilizar el flujo de datos en otras partes. Esto resulta es­pe­cia­l­me­n­te práctico en el modo de dúplex completo cuando una red maneja muchos di­s­po­si­ti­vos te­r­mi­na­les. Tras ello, el mecanismo Flow Control detiene a de­te­r­mi­na­dos miembros de la red para optimizar la eficacia de la misma. No obstante, pueden pro­du­ci­r­se pérdidas de velocidad que pueden atajarse con otros me­ca­ni­s­mos como el protocolo de control de tra­n­s­mi­sión (Tra­n­s­mi­s­sion Control Protocol, TCP).

En el pasado, Ethernet solía utilizar cables coaxiales tra­di­cio­na­les. En la ac­tua­li­dad, los cables de cobre de par trenzado y los cables de fibra óptica son el estándar in­du­s­trial y permiten tasas de tra­n­s­mi­sión mucho más rápidas y un mayor alcance. Otra ventaja es que los cables de cobre pueden abastecer de ele­c­tri­ci­dad a los di­s­po­si­ti­vos co­ne­c­ta­dos. Este pro­ce­di­mie­n­to, también llamado “Power over Ethernet” (PoE), permite crear redes con una mayor efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca y viene es­pe­ci­fi­ca­do en IEEE 802.3af.

Ethernet se de­sa­rro­lló a partir del sistema ALOHAnet, una red de la Uni­ve­r­si­dad de Hawai basada en la radio. En el centro de in­ve­s­ti­ga­ción de Palo Alto (Xerox Palo Alto Research Center), el vi­sio­na­rio Robert Metcalfe ya trabajó a pri­n­ci­pios de los 1970 en una versión inicial del protocolo de Ethernet con cable, que si­m­pli­fi­ca­ría el trabajo en el marco interno de las empresas y que se probaría de forma activa. La fase de prueba culminó en 1976 en un proyecto cie­n­tí­fi­co publicado por Metcalfe y David Boggs que hablaba de las redes locales de los or­de­na­do­res pe­r­so­na­les vi­n­cu­la­dos.

En 1979 Metcalfe fundó su propia empresa, 3com, para impulsar el de­sa­rro­llo de or­de­na­do­res y redes LAN y para es­ta­ble­cer Ethernet como estándar. El gran avance se produjo, sin embargo, en 1980 con el la­n­za­mie­n­to de Ethernet 1.0, de­sa­rro­lla­do por el Institute of Ele­c­tri­cal and Ele­c­tro­ni­cs Engineers (IEEE). Este proceso dio lugar a la co­n­ce­p­ción de nuevas te­c­no­lo­gías, entre ellas el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), de­no­mi­na­do po­s­te­rio­r­me­n­te como IEEE 802.3, y los in­no­va­do­res pro­to­co­los Token Bus (802.4) y Token Ring (802.5).

Entre 1983 y 1986 tuvieron lugar las in­no­va­cio­nes Chea­pe­r­net, Ethernet on Broadband y StarLAN antes de que el estándar Ethernet recibiera más atención por parte de muchos fa­bri­ca­n­tes. Como co­n­se­cue­n­cia, algunas empresas de pequeña en­ve­r­ga­du­ra empezaron a utilizar redes Ethernet en el lugar de trabajo, pero a través de medios de tra­n­s­mi­sión de cuatro hilos con base te­le­fó­ni­ca, y no fue hasta pri­n­ci­pios de 1990 cuando se de­sa­rro­lla­ron las co­ne­xio­nes Ethernet a través de cables de par trenzado y de cables de fibra óptica, lo que culminó en 1995 con la adopción del estándar de 100 Mbit/s para Ethernet IEEE 80.2.u. Si­mu­l­tá­nea­me­n­te, también se aprobó un estándar para redes WLAN (802.11), por lo que el año 1995 es co­n­si­de­ra­do como el año de na­ci­mie­n­to del Internet moderno.