Qué es Ethernet
Ethernet es una familia de tecnologías para redes locales y de acceso definida principalmente por IEEE 802.3. En una LAN moderna, Ethernet especifica cómo se organiza la comunicación en la capa de enlace y cómo distintos medios físicos transportan las tramas entre interfaces de red, switches y otros equipos.
Cuando conectas un ordenador a un switch mediante cobre o enlazas switches por fibra, lo habitual es que la comunicación de Capa 2 sea Ethernet. Su éxito se debe a que mantiene un modelo de trama y una capa MAC común mientras permite evolucionar velocidades, medios y variantes físicas.
Dónde encaja Ethernet en OSI y TCP/IP
Ethernet se sitúa en la parte baja de la arquitectura de red. En el modelo OSI abarca funciones de la Capa 2 (enlace de datos) y especificaciones de Capa 1 (física). En una explicación TCP/IP suele formar parte de la capa de acceso a red o enlace.
| Parte | Qué resuelve | Ejemplos |
|---|---|---|
| MAC | Identificación local, acceso al medio y formato de trama | Direcciones MAC, trama Ethernet, FCS |
| PHY | Señalización y transmisión sobre el medio | 1000BASE-T, 10GBASE-SR, distintos transceptores y medios |
| Capa superior | Protocolos transportados dentro de Ethernet | IPv4, IPv6, ARP |
Esta separación explica por qué una red puede conservar la misma lógica Ethernet aunque cambie de cobre a fibra o de 1 Gb/s a velocidades superiores.
Cómo es una trama Ethernet
Los datos de capas superiores viajan encapsulados dentro de una trama Ethernet. En su forma básica, la trama incluye una dirección MAC de destino, una dirección MAC de origen, un campo que identifica el contenido, los datos y una secuencia de comprobación de errores.
| Campo | Tamaño típico | Función |
|---|---|---|
| MAC destino | 6 bytes | Indica la interfaz o grupo al que se dirige la trama. |
| MAC origen | 6 bytes | Identifica la interfaz que envía la trama en ese enlace. |
| EtherType/Longitud | 2 bytes | Permite interpretar el contenido transportado según el formato empleado. |
| Datos + relleno | 46–1500 bytes en la trama Ethernet básica | Transporta la unidad de datos de la capa superior y, si hace falta, relleno. |
| FCS | 4 bytes | CRC utilizado para detectar errores de transmisión. |
Sin contar preámbulo y delimitador de inicio, la trama Ethernet básica tiene tradicionalmente entre 64 y 1518 bytes. La incorporación de etiquetas como 802.1Q añade campos adicionales; las llamadas “jumbo frames” existen en muchas redes, pero no forman parte de un único tamaño universal interoperable que debas asumir sin comprobar los equipos.
Direcciones MAC: identidad dentro del enlace
Ethernet utiliza direcciones MAC para entregar tramas dentro del dominio de Capa 2. Una dirección EUI-48/MAC habitual tiene 48 bits y suele representarse como seis octetos hexadecimales, por ejemplo 3c:52:82:1a:7f:09.
Las MAC pueden ser asignadas de forma universal por fabricantes a partir de bloques gestionados por la IEEE Registration Authority, pero también existen direcciones localmente administradas. Además, sistemas operativos modernos pueden utilizar aleatorización de MAC en determinados contextos, por lo que no conviene tratar una MAC como un identificador personal o permanente.
Para comprender cómo una dirección IPv4 termina asociándose a una MAC en una LAN, continúa con MAC y ARP.
Qué hace un switch Ethernet
En una LAN conmutada, el switch recibe tramas y aprende qué direcciones MAC ha visto por cada puerto. Con esa información construye una tabla de reenvío y decide por qué interfaz debe enviar una trama.
Destino conocido
Si el switch conoce el puerto asociado a la MAC de destino, reenvía la trama por ese puerto dentro de la VLAN correspondiente.
Destino desconocido
Si todavía no conoce la MAC de destino, puede inundar la trama por los puertos apropiados del mismo dominio de Capa 2, excepto el puerto de entrada.
Broadcast
Una trama dirigida a ff:ff:ff:ff:ff:ff se distribuye dentro del dominio de broadcast correspondiente.
Este comportamiento será la base de la futura guía de switching, donde entraremos en aprendizaje MAC, VLAN, enlaces trunk y prevención de bucles.
Full duplex y el papel histórico de CSMA/CD
Las primeras redes Ethernet compartían el medio y podían sufrir colisiones. CSMA/CD fue el mecanismo utilizado para coordinar el acceso en Ethernet compartido de medio dúplex.
En las LAN modernas con switches, cada enlace suele operar en full duplex: ambos extremos pueden transmitir simultáneamente y no existe el mismo dominio de colisión compartido de los antiguos hubs. Por eso CSMA/CD sigue formando parte de la historia y especificación de Ethernet, pero no describe el comportamiento cotidiano de un enlace full-duplex conmutado.
Velocidades, nombres y medios Ethernet
Ethernet ha evolucionado desde velocidades muy bajas hasta cientos de gigabits por segundo manteniendo una arquitectura reconocible. Los nombres de los PHY suelen combinar velocidad, tipo de señalización y medio.
| Ejemplo | Idea práctica |
|---|---|
| 100BASE-TX | Fast Ethernet sobre par trenzado. |
| 1000BASE-T | Gigabit Ethernet sobre cobre de par trenzado. |
| 10GBASE-SR | 10 Gigabit Ethernet de corto alcance sobre fibra multimodo. |
| 10GBASE-LR | 10 Gigabit Ethernet de mayor alcance sobre fibra monomodo. |
La velocidad por sí sola no determina distancia, tipo de conector o cableado. Para diseñar una instalación hay que consultar la variante PHY concreta y relacionarla con la guía de medios de transmisión.
MTU, payload y por qué importa el tamaño
En muchas redes Ethernet, IPv4 o IPv6 utilizan una MTU de 1500 bytes para el paquete de Capa 3 transportado en el payload Ethernet. No debes confundir esa MTU con el tamaño total de la trama, que incluye cabeceras y FCS.
Si distintos segmentos de un camino admiten tamaños diferentes pueden aparecer problemas de fragmentación o de descubrimiento de MTU. IPv6, por ejemplo, no permite que los routers fragmenten paquetes en tránsito como hacía IPv4: el origen debe adaptar el tamaño utilizando los mecanismos definidos para IPv6.
Para un principiante basta con recordar dos cifras diferentes: 1500 bytes es una MTU Ethernet muy común para IP; 1518 bytes es el tamaño máximo de la trama Ethernet básica sin etiqueta 802.1Q ni preámbulo/SFD.
Cómo conviven Ethernet e IP
Ethernet resuelve entrega local de tramas; IP resuelve direccionamiento y encaminamiento entre redes. Cuando un equipo IPv4 quiere enviar un paquete a otro host de su misma subred, necesita conocer la MAC del destino. Si el destino está fuera de la subred, la trama se dirige a la MAC de la puerta de enlace, mientras que el paquete IP conserva como destino final la IP remota.
Ahí aparecen dos conceptos esenciales:
- ARP permite resolver una dirección IPv4 local en una dirección de enlace.
- Direccionamiento IP y las tablas de routing determinan si un destino es local o remoto.
En IPv6 no se utiliza ARP; esas funciones forman parte de Neighbor Discovery mediante ICMPv6.
Problemas Ethernet que conviene aprender a reconocer
- Enlace caído: cableado, transceptor, puerto, alimentación o negociación.
- Errores físicos: CRC/FCS, interferencias, conectores dañados o medio fuera de especificación.
- Bucles de Capa 2: pueden multiplicar tráfico de broadcast si no existe un mecanismo de prevención adecuado.
- VLAN incorrecta: el enlace físico está activo, pero la segmentación lógica impide la comunicación esperada.
- MTU inconsistente: ciertos tamaños de paquete fallan aunque pruebas pequeñas parezcan funcionar.
- Tabla MAC: aprendizaje, envejecimiento o flooding explican parte del comportamiento que se observa al capturar tráfico.
Estos síntomas conectan Ethernet con switching, VLAN, STP y troubleshooting, que serán clusters posteriores de la expansión.
Qué estudiar después de Ethernet
- MAC y ARP para entender cómo se localiza un vecino IPv4 dentro de la LAN.
- Dispositivos de red para distinguir switch, router, AP y otros equipos.
- Direccionamiento IP para separar entrega local y routing.
- IPv6 para ver cómo cambia la resolución de vecinos y el direccionamiento moderno.