# 13. Ethernet y redes de área local avanzadas

Propósito del apartado
Desarrollar en profundidad los fundamentos físicos y de enlace de las redes Ethernet modernas, cubriendo formatos de trama, modos de operación, auto-negociación, problemas físicos y prácticas de cableado estructurado.

Evolución de Ethernet
- Desde 10BASE-T a 100BASE-TX, Gigabit Ethernet, 10GbE y velocidades superiores; cambios en codificación y medios.

Formato de trama Ethernet (esquema y campos)
- Campos principales: preámbulo, SFD, dirección destino (6B), dirección origen (6B), tipo/longitud, datos/payload (46–1500 bytes), FCS (CRC-32).
- Ethertype indica protocolo de payload (p.ej., 0x0800 para IPv4, 0x86DD para IPv6).

Auto-negociación y dúplex
- Auto-negotiation (IEEE 802.3): proceso para acordar velocidad y dúplex entre interfaces.
- Half-duplex vs full-duplex: en half hay dominio de colisión y uso de CSMA/CD; en full-duplex ya no existe colisión.

Medios de transmisión y límites
- Cobre (UTP/STP) con categorías (Cat5e, Cat6, Cat6a...) y fibra óptica (MM, SM) con conectores (LC, SC).
- Distancias máximas, atenuación y consideraciones para elección de medio.

MTU y jumbo frames
- MTU estándar Ethernet 1500 bytes; jumbo frames (≥9000) permiten menos overhead en entornos de alta performance, pero requieren configuración homogénea.

Problemas físicos y diagnóstico
- Errores CRC, colisiones, fuerza de señal, crosstalk y problemas causados por conectores defectuosos o cableado mal terminado.
- Uso de herramientas: certificadoras de cable, osciloscopios, analizadores de espectro para RF en entornos inalámbricos.

VLANs y etiquetado (introducción práctica)
- IEEE 802.1Q: inserta tag de 4 bytes con TPID y TCI para identificar VLANs; posibilidades de native VLAN y consideraciones de seguridad (VLAN hopping).

Buenas prácticas de diseño
- Segregar tráfico (management, servers, usuarios) y usar enlaces troncales redundantes con agregación de enlaces (LACP) y control de bucles (STP/RSTP/MSTP).

Puntos de estudio
- Comprender la trama Ethernet y relación entre MTU, jumbo frames y rendimiento.
- Saber escoger medios y categorías de cable según requisitos (distancia, throughput).

Lecturas internas recomendadas
- IEEE 802.3 y guías de instalación y certificación de cableado.