lunes, 3 de octubre de 2011

Historia de Ethernet - Borrador 1


Capitulo 2: Ethernet

Ethernet, también conocido como el el estándar IEEE 802.3, es el nombre comercial de un conjunto de tecnologías para redes de área local el cual posee una amplia aceptación en la actualidad y se a convertido en la opción mas común para la implementación de una red de computadoras alambrica.

Su función principal es permitir a varias computadoras comunicarse entre si de manera confiable y eficaz proporcionando un método para prevenir colisiones de paquetes y un conjunto de estándares para los componentes electrónicos y para el software

Estas tecnologías operan en las capas físicas y de enlace de datos del modelo OSI definiendo en el nivel físico la señalización y el cableado necesario y en el nivel de enlace de datos el formato de las tramas y de las direcciones físicas.

Una forma sencilla de entender esto ultimo es recordar que es la tarjeta de red (o hardware equivalente) donde están implementadas las tecnologías y estándares de Ethernet y que es este componente el que determina el tipo de cable, conectores y demás equipo de red utilizado.

Antecedentes e historia de Ethernet.

La invención de Ethernet esta inspirada por el sistema de red inalámbrica ALOHAnet desarrollado por la universidad de Hawaii bajo la dirección de Norman Abramson a finales de la década de 1960 y principios de la década de 1970.

Durante ese periodo de tiempo el archipiélago de Hawaii no poseía una infraestructura telefónica lo que dificultaba el permitir a los usuarios en las diferentes islas conectarse a la computadora central de la universidad ubicada en Honolulu.

Para resolver este inconveniente se propuso equipar cada terminal de usuario con un radio con dos frecuencias, una para enviar paquetes de datos hacia la computadora central y otra frecuencia para recibir los datos enviados por la computadora central.
Este sistema resolvía el problema de la falta de cables telefónicos y funcionaba muy bien en situaciones de poco trafico en la red, sin embargo al haber mas terminales enviando paquetes las colisiones en el canal reducían el rendimiento de forma considerable.

Durante este tiempo un estudiante de electrónica del llamado Bob Metcalfe se intereso en el trabajo realizado por Abramson en la red ALOHAnet por lo que después de concluir sus estudios en Hardvard paso el siguiente verano trabajando para Abramson en la red ALOHA, una vez concluido ese verano comenzó a trabajar para XEROX en el Centro de Investigación de Palo Alto (PARC), California.

Si conoce un poco sobre la historia de las computadoras el nombre XEROX PARC muy probablemente se sonara familiar ya que es donde se realizaron las investigaciones que llevaron a la existencia de la interfaz gráfica de usuario, el concepto WYSIWYG de las suites de oficina y de la computadora personal.

Una vez los prototipos de las primeras computadoras personales estuvieron en funcionamiento Metcalfe noto que las maquinas estaban completamente aisladas una de otra sin ningún tipo de conexión que permitiera la transferencia de datos directa entre estas, esto lo llevo a aplicar los conocimientos y habilidades adquiridos durante su tiempo trabajando para Abramson en la universidad de Hawaii, con los cuales el y su colega David Boggs diseñarían e implementarían la primera red de computadoras en 1976, usando un sistema inspirado por ALOHAnet al cual llamaron Ethernet.

El éxito para comunicar distintas computadoras personales del sistema XEROX Ethernet, como se le conoció una vez que XEROX los presento a las demás corporaciones, despertó el interés de Digital Equipment Corporation e Intel se unieron a XEROX para diseñar el estándar DIX en 1978, mismo que con ligeros cambios se convertiría en el estándar IEEE 802.3 en 1983.

Sin embargo, en una situación que se repetiría con varias tecnologías, XEROX mostró poco interés en la comercialización de Ethernet lo que llevo a que, en 1979, Metcalfe abandono PARC para fundar su propia compañía 3COM la cual comenzó a comercializar adaptadores Ethernet para computadoras personales disponibles a principios de los ochentas, lo que permitió que el uso de Ethernet se extendiera con una gran velocidad.

Evolución del Hardware

Desde ese entonces el protocolo a seguido avanzando tanto en sus esquemas de modulación y protocolos como en los componentes electrónicos usados para construir la red, es por esto que para concluir la introducción histórica al Ethernet se presentaran los diferentes cables que se han usado a lo largo de su historia.

Figura 1: Cable y conectores Ethernet 10Base-5.
10Base-5
Este cable, mostrado en la figura 1,  tenia un grosor similar al de una manguera de jardín, comparte su estructura basica con el cable coaxial estándar, mas una capa extra de aluminio para mayor resistencia, este tipo de cable fue el primero utilizado por las redes Ethernet, permitiendo segmentos de hasta 500 metros sin necesidad de utilizar repetidores.

Para agregar equipos a redes con este tipo de cables se utilizaba un procedimiento mediante el cual el núcleo de conductor del cable dorsal era atravesado por una aguja esto, permitía agregar equipos mientras la red estaba en operación aunque evidentemente este método requería de mucho cuidado para prevenir daños al cable.

Figura 2: Cable 10base2 con conector BNC.
10Base-2
Este fue el segundo tipo de cable soportado por Ethernet este es el mismo cable coaxial RG-58 usado por los servicios de televisión por cable, esto por si mismo represento un avance, ya que permitía usar cables económicos y fáciles de conseguir para montar una red, la desventaja era una reducción a la longitud de los segmentos de 500 metros sin usar repetidor a solo 182 metros.

Figura 3: Conector BNC-T
Otro de los avances fue el poder utilizar los conectores BNC-T, Figura 3,  los cuales, como el cable coaxial RG-58 y los conectores BNC son fáciles y económicos de conseguir y si bien no permitían agregar equipos a la red en vivo, ya que requieren el cortar el cable para agregar un conector T, era un método mas seguro y fácil de realizar que el atravesar el cable y reducía los riesgos de dañar inadvertidamente el cable dorsal de la red.

Figura 4: Cable par trenzado con conectores RJ-45.
10Base-T
El siguiente cable en ser soportado por Ethernet es el conocido par trenzado, junto con los conectores RJ-45 este cable ofrece ventajas de velocidad sobre los coaxiales y un precio económico tanto del cable como de los conectores, sin embargo para montar una red es necesario un hub, el cual por ser un equipo adicional podría aumentar los costos si se requieren varios a la vez.

Figura 5: Hub Ethernet.
Sin embargo el concentrador permite agregar equipos a la red no solo en vivo, si no con aun facilidad que supera con creces la provista por el 10Base5 y 10Base2, ya que solo necesita conectarse al hub, sin necesitad de cortar o manipular ningún otro cable.

Figura 6: Cable de fibra optica
10Base-F

La evolución mas reciente en los medios soportados por Ethernet es la fibra optica, este medio remplaza las usuales señales eléctricas transmitidas sobre un alambre conductor por pulsos de luz emitidos a travez de una fibra con propiedades ópticas especificas, lo cual si bien eleva los costos por el equipo necesario brinda la mayor velocidad disponible y cubre una distancia de 2 km sin necesidad de repetidores

Referencias

Andrew S Tanenbaum – Computer Networks 4ª edicion
Imagenes Wikipedia