El protocolo Ethernet conecta redes locales (LAN), redes de área amplia (WAN), internet, sistemas en la nube, dispositivos IoT y sistemas Wi-Fi, formando una red global de comunicaciones integrada y continua. ¿Qué es Ethernet? Ethernet, concebida hace más de 50 años, es un protocolo de nivel de enlace y físico que permite la comunicación de […]
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El protocolo Ethernet conecta redes locales (LAN), redes de área amplia (WAN), internet, sistemas en la nube, dispositivos IoT y sistemas Wi-Fi, formando una red global de comunicaciones integrada y continua.
¿Qué es Ethernet?
Ethernet, concebida hace más de 50 años, es un protocolo de nivel de enlace y físico que permite la comunicación de datos en una red, ya sea una LAN (Local Area Network) o una WAN (Wide Area Network). Utiliza una estructura de transmisión de paquetes conocida como tramas Ethernet, que contienen tanto los datos que se van a transmitir como la información de control de direcciones.
La Ethernet original, también conocida como Ethernet de 10 megabits, utilizaba un método de acceso al medio llamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) para gestionar las colisiones que se producían cuando dos dispositivos intentaban transmitir datos simultáneamente. Con el tiempo, Ethernet evolucionó para admitir velocidades más altas, comenzando con Fast Ethernet (100 Mbps), seguida de Gigabit Ethernet (1 Gbps), 10 Gigabit Ethernet (10 Gbps), y así sucesivamente.
La Ethernet moderna utiliza principalmente la conmutación de paquetes, que permite transmitir datos en redes de alta velocidad con eficiencia. La conmutación la realizan dispositivos de red como switches y routers, que dirigen los paquetes de datos al destino correcto dentro de la red.
Ethernet también ha evolucionado para admitir una variedad de medios físicos, incluidos cables de par trenzado (como Cat5 y Cat6), cables de fibra óptica e incluso conexiones inalámbricas (como Wi-Fi, que es esencialmente Ethernet sobre ondas de radio).
Ethernet es fundamental para muchas tecnologías y aplicaciones modernas, desde centros de datos y nube hasta Internet de las Cosas (IoT). Su simplicidad, robustez y capacidad de evolucionar con las demandas tecnológicas aseguraron su posición como columna vertebral de la comunicación de datos.
Cómo Funciona el Protocolo Ethernet
Ethernet opera con base en un protocolo que permite la transmisión de datos entre dispositivos computacionales en redes cableadas. Este protocolo emplea una estructura de transmisión de paquetes conocida como tramas Ethernet, que contienen información estandarizada, como la dirección de origen y destino, que ayuda a enrutar las tramas a través de la red.
Originalmente, Ethernet fue diseñada alrededor del principio CSMA/CD (Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisión), que garantizaba que la línea no estuviera en uso antes de enviar cualquier trama. Sin embargo, con la evolución de las redes y la introducción de switches y nodos, cada dispositivo generalmente tiene ahora su propia conexión privada con la red, lo que hace que CSMA/CD sea menos relevante.
Además, la Ethernet moderna opera usando full duplex, lo que significa que los canales de envío y recepción están completamente separados, eliminando la posibilidad de colisiones durante esta parte del recorrido. Aunque Ethernet no tiene corrección de errores incorporada, sigue proporcionando la base para la mayoría de las comunicaciones digitales y de internet, y se integra fácilmente con la mayoría de los protocolos de nivel superior.
La versatilidad de Ethernet, que permite su funcionamiento en casi cualquier entorno, llevó a su adopción universal. Esto se evidencia en el hecho de que las organizaciones pueden utilizar el mismo protocolo Ethernet tanto en sus Redes Locales (LAN) como en sus redes de área amplia (WAN). Esto significa que Ethernet es eficaz en una variedad de escenarios, desde centros de datos hasta redes internas o privadas de empresas, pasando por aplicaciones de internet y casi todo lo demás. Ethernet puede incluso soportar formas más complejas de red, como Redes Privadas Virtuales (VPN) e implementaciones de redes definidas por software (SDN).
Ethernet es capaz de manejar aplicaciones que requieren gran ancho de banda, como streaming de vídeo o aplicaciones de voz sobre IP (VoIP). Por otro lado, la simplicidad del protocolo Ethernet también permite que funcione con dispositivos de menor escala y relativamente menos sofisticados, como los que componen Internet de las Cosas (IoT), sin necesidad de configuraciones especiales.
En un entorno de red complejo, como un centro de datos, puede existir una codificación por colores para indicar diferentes funciones de red, tipos de datos o destinos de conexión. Por ejemplo, un cable azul puede utilizarse para conexiones de datos, un cable verde para voz y un cable rojo para vídeo. Si un dispositivo de red no funciona correctamente, la codificación por colores puede ayudar a identificar rápidamente si el problema está en el cable y en qué conexión se encuentra.
No obstante, es importante señalar que no existe un estándar universal para la codificación por colores de los cables Ethernet. La elección de colores y su significado puede variar según las preferencias del administrador de red. Por lo tanto, es esencial mantener una documentación clara de las prácticas de codificación por colores utilizadas en un entorno de red determinado.
Mejorando Ethernet para Atender las Demandas de la Inteligencia Artificial
Se prevé que las cargas de trabajo de Inteligencia Artificial impongan demandas de rendimiento y capacidad sin precedentes a las redes, y algunos proveedores de red se han aliado para mejorar la tecnología Ethernet con el fin de atender la escala y velocidad necesarias para la IA.
En julio de 2023, AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden, HPE, Intel, Meta y Microsoft anunciaron el Ultra Ethernet Consortium (UEC), un grupo alojado por la Linux Foundation que trabaja para desarrollar avances en Ethernet en las capas física, de enlace, de transporte y de software. Existen preocupaciones de que las interconexiones de red tradicionales actuales no puedan proporcionar el rendimiento, la escala y el ancho de banda necesarios para acompañar las demandas de la IA, y el consorcio busca abordar estas preocupaciones.
El UEC escribió en un white paper que mejorará una especificación Ethernet para presentar una serie de tecnologías y capacidades principales, incluidas:
- Multi-pathing y pulverización de paquetes para garantizar que los flujos de trabajo de IA tengan acceso a un destino simultáneamente.
- Orden de entrega flexible para garantizar que los enlaces Ethernet estén equilibrados de forma óptima; la ordenación se aplica solo cuando la carga de trabajo de IA la requiere en operaciones intensivas en ancho de banda.
- Mecanismos modernos de control de congestión para garantizar que las cargas de trabajo de IA eviten puntos calientes y distribuyan la carga uniformemente entre varios caminos. Pueden diseñarse para trabajar junto con la pulverización de paquetes de varios caminos, permitiendo un transporte fiable del tráfico de IA.
- Telemetría de extremo a extremo para gestionar la congestión. La información originada en la red puede asesorar a los participantes sobre la ubicación y la causa de la congestión. La reducción del camino de señalización de congestión y el suministro de más información a los puntos finales permiten un control de congestión más sensible.
