Estándares IEEE 802: Fundamentos de Normalización LAN/MAN y Especificación Ethernet

Normalización de Redes de Área Local (LAN) y Metropolitana (MAN)

En febrero de 1980, el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) empezó a definir una familia de normas relativas a la interconexión en LAN y MAN. Posteriormente, estos estándares fueron adoptados por ANSI y OSI.

Grupos de Trabajo de la Familia IEEE 802

La familia de estándares 802 abarca diversas tecnologías de interconexión:

• 802.1: Arquitectura LAN y MAN, audio y video por streaming, WAN.
• 802.2: Control de Enlace Lógico (LLC).
• 802.3: Ethernet. Define el acceso al medio CSMA/CD y las primitivas entre el nivel físico y MAC.
• 802.4: Token Bus. Red en bus con paso de testigo.
• 802.5: Token Ring. Red en anillo con paso de testigo.
• 802.6: MAN. Define DQDB, protocolo de alta velocidad con fibra óptica.
• 802.7: LAN de banda ancha con cable coaxial.
• 802.8: LAN de fibra óptica.
• 802.9: LAN de servicios integrados.
• 802.10: Seguridad.
• 802.11: Redes inalámbricas (Wi-Fi).
• 802.12: Red de prioridad bajo demanda.
• 802.13: (Estándar no utilizado activamente)
• 802.14: Cable Módems.
• 802.15: Redes de Área Personal Inalámbricas (WPAN).
• 802.16: Acceso inalámbrico de banda ancha (WiMAX).
• 802.17: Resilient Packet Ring.
• 802.18: Regulación de radio.
• 802.19: Control de coexistencia de estándares 802 con otros estándares.
• 802.20: Transporte inalámbrico de servicios basados en IP.
• 802.21: Interoperabilidad entre redes 802 y otros tipos de red.
• 802.22: WRAN. Uso de frecuencias de televisión.
• 802.23: Grupo de trabajo de servicios de emergencia.

Ethernet (IEEE 802.3): El Estándar Dominante

En 1992, Apple, Bellcore, Sun y Xerox elaboraron un documento clave sobre redes de usuario, identificando las tres generaciones iniciales de LAN:

1. Primera Generación: LAN CSMA/CD y anillo con paso de testigo (Token Ring).
2. Segunda Generación: FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Enfocada en redes troncales.
3. Tercera Generación: ATM (Asynchronous Transfer Mode). Caracterizada por la calidad de servicio y el soporte para datos multimedia.

El comité IEEE 802.3 ha sido el más activo en la definición de configuraciones físicas alternativas. Este estándar es el más usado en la actualidad debido a su naturaleza variada y flexible.

Especificación Original y Acceso al Medio

La especificación original utilizaba CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) como método de acceso al medio, empleando codificación bifase (Manchester o Manchester Diferencial) y una trama de hasta 1500 bytes.

Estructura de la Trama de Ethernet

Una trama de Ethernet está compuesta por los siguientes campos:

Preámbulo

Secuencia 10101010 repetida siete veces, utilizada para la sincronización del reloj del receptor.

SFD (Start of Frame Delimiter)

Secuencia 10101011, que marca el inicio real de la trama.

Dirección MAC de Destino

Identificador físico del dispositivo receptor.

Dirección MAC de Origen

Identificador físico del dispositivo emisor.

Etiqueta 802.1Q

Campo opcional para el etiquetado de trama, esencial para la implementación de VLAN (Virtual Local Area Network).

EtherType

Indica el protocolo de nivel superior encapsulado en la carga útil (ej. IP, ARP).

Carga Útil (Datos)

Datos de nivel superior (entre 46 y 1500 bytes).

FCS (Frame Check Sequence)

Código CRC (Cyclic Redundancy Check) utilizado para la detección de errores.

Espacio entre Tramas

Relleno de 96 bits que permite al dispositivo de destino prepararse para la recepción de la siguiente trama.