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Comprendiendo la estructura de tramas Ethernet y el protocolo SNAP en capa 3

Los componentes de una red Ethernet se comunican a través del intercambio de paquetes de datos, conocidos como paquetes Ethernet. Cada uno de estos paquetes contiene una trama Ethernet, también conocida como trama de datos, que está compuesta por diversos conjuntos de información binaria. Estos conjuntos incluyen datos vitales como direcciones, información de control, datos de utilización y sumas de verificación.

Avance del argumento de Ethernet

El último segmento de la trama de Ethernet es conocido como el trailer, el cual señala el cierre de la misma. En esta sección se incluye un código de detección de errores que permite verificar que la información transmitida se encuentre intacta.

Estructuraeditar

Un paquete de datos se compone de datos binarios que son transmitidos a través de un cable con la ayuda de una trama. En el estándar Ethernet, la transmisión de datos se realiza con el byte más significativo primero, mientras que dentro de cada byte, el bit menos significativo se envía primero.

La estructura interna de una trama Ethernet está definida en la norma IEEE 802.3[1]​. A continuación, se presenta una tabla que muestra la estructura completa del paquete Ethernet y su trama interna, tal como se transmite, para un tamaño máximo de carga útil de 1500 bytes. Cabe mencionar que existen variantes de Ethernet, como Gigabit Ethernet, que admiten tramas más grandes, conocidas como tramas jumbo.

Es importante destacar que la etiqueta 802.1Q es opcional y ocupa espacio adicional en la trama. En la tabla anterior, los tamaños de campo correspondientes a esta opción se indican entre paréntesis. Otra opción, IEEE 802.1ad (Q-in-Q), permite incluir varias etiquetas en una misma trama. Sin embargo, esta opción no se muestra en la tabla mencionada previamente.

Carga de datos transmitidos en la trama Ethernet

La carga útil de la trama Ethernet se refiere a la porción de datos que se están transmitiendo a través de la red. Su extensión puede variar según el contenido que se esté enviando.

PID en tramas Ethernet

Identificar el protocolo de capa 3 en una trama Ethernet

El protocolo de capa 3 en una trama Ethernet puede ser identificado mediante el uso de un PID (Protocol IDentifier). El PID se encarga de indicar el tipo de protocolo de capa 3 utilizado en la trama.

Sin embargo, en ciertos casos el PID no es suficiente para identificar el protocolo de capa 3, por lo que se utiliza una extensión llamada SNAP (SubNetwork Access Protocol). Esta extensión proporciona información adicional que ayuda a determinar con precisión el protocolo utilizado.

Es importante tener en cuenta que cada protocolo tiene sus propias características y funciones, por lo que conocer sus detalles es fundamental para trabajar con ellos de manera eficaz. Esperamos que este artículo te sea de ayuda para comprender mejor este proceso y aplicarlo en tus proyectos futuros de redes y telecomunicaciones.

Tiposeditar

Los diferentes tipos de tramas tienen diferentes formatos y valores de MTU, pero pueden coexistir en el mismo medio físico.

La diferenciación entre los tipos de tramas es posible según la tabla de la derecha.

Además, los cuatro tipos de tramas de Ethernet pueden contener opcionalmente una etiqueta IEEE 802.1Q para identificar a qué VLAN pertenece y su prioridad (calidad de servicio). Este encapsulado se define en la especificación IEEE 802.3ac y aumenta la trama máxima en 4 bytes.

La etiqueta IEEE 802.1Q, si está presente, se coloca entre la Dirección de origen y los campos EtherType o Longitud. Los dos primeros bytes de la etiqueta son el valor del identificador de protocolo de etiqueta (TPID) de 0x8100. Está ubicado en el mismo lugar que el campo EtherType/Length en tramas sin etiquetar, por lo que un valor de EtherType de 0x8100 significa que el marco está etiquetado y el verdadero EtherType/Length se encuentra después de la etiqueta Q. El TPID va seguido de dos bytes que contienen la información de control de etiquetas (TCI) (la prioridad IEEE 802.1p (...

Breve explicación Unidades de información de Ethernet

La evolución de las redes: de ARPANET y ALOHAnet a Ethernet y CSMA/CA

Al principio, las redes de comunicación se limitaban a conexiones punto a punto, hasta que surgieron ARPANET y ALOHAnet. Luego, con la llegada de Ethernet, se abrieron nuevas posibilidades para las redes locales al permitir la conexión de múltiples dispositivos a través de un bus común sin colisiones. Esto facilitó el intercambio eficiente de paquetes de datos.

Ahora, el estándar más utilizado en esta tecnología es el IEEE 802.3. Pero, ¿cómo se logra el orden en una red inalámbrica? Si cada dispositivo envía información sin coordinación, es probable que los datos se reciban con errores. Aquí es donde entra en juego el protocolo CSMA/CA, capaz de evitar colisiones sin necesidad de una coordinación centralizada. Sin embargo, es un sistema de gestión del tiempo complejo.

Otro aspecto importante en la conectividad es el acceso a Internet. Si tienes una conexión DSL, cuando intentas conectarte, tu ordenador se comunica primero con el punto de interconexión de tu proveedor de servicios. Allí se verifican tus derechos de acceso y se establece la conexión. Para lograr esto, se utiliza el Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE). Pero, ¿cómo funciona exactamente este protocolo?

Tramas enanas runteditar

Las tramas enanas son tramas de Ethernet con una longitud menor a los 64 bytes requeridos según la definición de IEEE 802.3. Estas tramas suelen producirse debido a colisiones, aunque también pueden ser ocasionadas por una tarjeta de red defectuosa, falta de datos en el bfer, errores de dúplex o problemas de software. [10]

Rendimiento máximoeditar

En el caso de tramas no etiquetadas, el tamaño máximo del paquete es de 1500 bytes + 8 del preámbulo + 14 del encabezado + 4 del tráiler + 12 del espacio entre paquetes, lo que da un total de 1538 bytes. La eficiencia máxima en este sentido es:

Por otro lado, la tasa de bits neta de la capa física (o sea, la velocidad del cable) depende del estándar de Ethernet que se utilice, pudiendo ser 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 Gbit/s o 10 Gbit/s. Por lo tanto, en Ethernet 100BASE-TX, el rendimiento máximo sería de 97,53 Mbit/s sin 802.1Q o de 97,28 Mbit/s con 802.1Q.

Es importante tener en cuenta que la utilización del canal es un concepto diferente a la eficiencia del protocolo. Mientras que la eficiencia se refiere al aprovechamiento máximo de los recursos disponibles, la utilización se centra en el uso real del canal, independientemente de la naturaleza de los datos transmitidos (ya sea carga útil o sobrecarga). En la capa física, el canal, el enlace y los equipos desconocen si se trata de tramas de datos o de control. De esta manera, podemos calcular la utilización del canal:

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