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OposMD/temario_expandido/spec_13_ethernet.md

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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.