Descripción general de Ethernet

Ethernet es un enlace de datos y un protocolo de capa física definido por la especificación IEEE 802.3 ™. Viene en muchos sabores, definidos por la tasa de bits máxima, modo de transmisión y medio de transmisión física:

Velocidad máxima de bits (Mbits / s): 10, 100, 1000, etc.

Modo de transmisión: banda ancha, banda base

Medio de transmisión física: coaxial, fibra, UTP, etc.

Conceptos básicos del modelo OSI

Una de las cosas que ha hecho que Ethernet sea tan ampliamente adoptada es el modelo OSI. OSI significa Open Systems Interconnection, y es un modelo de las muchas capas complicadas involucradas cuando dos dispositivos inteligentes comparten información. El modelo OSI es principalmente un marco teórico, que idealmente configura interfaces estándar de una capa a otra. Con este modelo, usted, como desarrollador de la capa de aplicación, no necesita conocer el medio físico en el que se transmiten los datos, puede centrarse en presentar los datos. En teoría, el modelo OSI tiene siete capas, pero en realidad, estas capas se pueden asignar a aplicaciones de software y hardware.
Aquí, el modelo OSI está asignado a las realidades TCP / IP (Software) y Ethernet (Hardware) del Grupo de trabajo de ingeniería de Internet.

El "Medio" no se considera parte del modelo OSI, sin embargo, cumple con la especificación IEEE 802 y forma la base para nombrar todas las familias Ethernet.

¿Qué hace cada capa?

Cada capa es responsable de negociar los detalles de la transferencia de datos en diferentes grados. A continuación se muestra un resumen de la información que se comparte en cada capa. Tenga en cuenta que Ethernet cubre las dos capas inferiores:

Capa física: la capa física codifica y decodifica los bits que se encuentran dentro de un marco e incluye el transceptor que impulsa y recibe las señales en la red. Esta capa maneja la velocidad y el medio en que se transportan los datos. La capa física es donde los datos se traducen de 1s y 0s digitales a señales analógicas. Los interruptores de microchip se pueden comunicar a través de cables CAT-5 a 10 Mbits / s, 100 Mb / sy 1000 Mb / s.

Capa de enlace de datos (MAC): la capa de enlace de datos es responsable de crear los marcos que se mueven a través de la red. Estas tramas encapsulan los paquetes y usan direcciones MAC para identificar el origen y el destino. El MAC también verifica si los datos están completos y pasa algunas verificaciones de errores CRC básicas.

Capa de red: la capa de red es responsable de crear los paquetes que se mueven a través de la red. Utiliza direcciones IP para identificar el origen y el destino del paquete.

Capa de transporte: la capa de transporte establece la conexión entre las aplicaciones que se ejecutan en diferentes hosts. Utiliza TCP para conexiones confiables y UDP para conexiones rápidas. Realiza un seguimiento de los procesos que se ejecutan en las aplicaciones superiores al asignarles números de puerto y utiliza la capa de red para acceder a la red TCP / IP.

Capa de aplicación: la capa de aplicación es donde viven las aplicaciones que requieren comunicaciones de red. Esta es la aplicación de nivel superior que normalmente está expuesta al usuario general. Ejemplos de estas aplicaciones incluyen clientes de correo electrónico y navegadores web. Estas aplicaciones usan la capa de transporte para enviar solicitudes para conectarse a hosts remotos.

Flujo de datos (transmisión de datos)

Para enviar y recibir datos a través de una red TCP / IP, los datos se pasan a cada capa inferior, lo que se agregará a los datos hasta que se forme el paquete completo. Esta es una vista simplificada de cómo las capas de red trabajan juntas para generar marcos. Las capas superiores pasan información a las capas inferiores. Cada capa agrega información llamada encabezado a los datos que se le pasan. Este encabezado contiene información que la capa necesita para realizar su trabajo.

Capa de aplicación: la capa de aplicación genera un mensaje. En este caso, la aplicación específica es un navegador web que solicita la descarga de una página web. Este mensaje se envía a la capa de transporte.

Capa de transporte: la capa de transporte agrega el encabezado TCP o UDP que incluye las direcciones del puerto de origen y de destino. La información adicional como el número de secuencia de paquete utilizado para TCP también se agregará al encabezado. Los datos generados por la capa de transporte se conocen como Segmento si se usa TCP, y se conoce como un Datagrama si se usa UDP. Este segmento luego se envía a la capa de red.

Capa de red: la capa de red agrega un encabezado que incluye la dirección IP de origen y de destino para generar un paquete. Este paquete se envía a la capa de enlace de datos.

Capa de enlace de datos (MAC): la capa de enlace de datos agrega un encabezado que contiene la información de la dirección MAC para crear un marco. El cuadro se envía a la capa física para transmitir los bits.

Flujo de datos (datos de recepción)

Al recibir datos, las capas de red actúan como filtros:

Cuando se recibe la trama en la capa de enlace de datos, la dirección MAC de destino se compara con la suya. Si los datos recibidos no están destinados a ese host, se descartan inmediatamente. Si coincide, el encabezado se elimina y la carga, que en este caso es un paquete, se reenvía a la siguiente capa. Aquí, la capa de red comprueba si la dirección IP de destino coincide con la suya. Si coincide, el encabezado se elimina y la carga se reenvía a la siguiente capa. Aquí la capa de transporte comprueba para determinar si hay un proceso ejecutándose en el host con un número de puerto de destino de 80. En este caso, por lo que el encabezado se elimina y el mensaje se envía al proceso número 80 en la capa de aplicación. El proceso número 80 es una función que se ejecuta en el servidor HTTP. Esto completa el proceso de transmisión de mensajes de una aplicación a otra.

Fuente: Ethernet Overview