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# 13. Ethernet y redes de área local avanzadas
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Propósito del apartado
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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.
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Evolución de Ethernet
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- Desde 10BASE-T a 100BASE-TX, Gigabit Ethernet, 10GbE y velocidades superiores; cambios en codificación y medios.
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Formato de trama Ethernet (esquema y campos)
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- Campos principales: preámbulo, SFD, dirección destino (6B), dirección origen (6B), tipo/longitud, datos/payload (46–1500 bytes), FCS (CRC-32).
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- Ethertype indica protocolo de payload (p.ej., 0x0800 para IPv4, 0x86DD para IPv6).
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Auto-negociación y dúplex
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- Auto-negotiation (IEEE 802.3): proceso para acordar velocidad y dúplex entre interfaces.
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- Half-duplex vs full-duplex: en half hay dominio de colisión y uso de CSMA/CD; en full-duplex ya no existe colisión.
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Medios de transmisión y límites
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- Cobre (UTP/STP) con categorías (Cat5e, Cat6, Cat6a...) y fibra óptica (MM, SM) con conectores (LC, SC).
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- Distancias máximas, atenuación y consideraciones para elección de medio.
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MTU y jumbo frames
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- MTU estándar Ethernet 1500 bytes; jumbo frames (≥9000) permiten menos overhead en entornos de alta performance, pero requieren configuración homogénea.
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Problemas físicos y diagnóstico
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- Errores CRC, colisiones, fuerza de señal, crosstalk y problemas causados por conectores defectuosos o cableado mal terminado.
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- Uso de herramientas: certificadoras de cable, osciloscopios, analizadores de espectro para RF en entornos inalámbricos.
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VLANs y etiquetado (introducción práctica)
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- 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).
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Buenas prácticas de diseño
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- Segregar tráfico (management, servers, usuarios) y usar enlaces troncales redundantes con agregación de enlaces (LACP) y control de bucles (STP/RSTP/MSTP).
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Puntos de estudio
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- Comprender la trama Ethernet y relación entre MTU, jumbo frames y rendimiento.
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- Saber escoger medios y categorías de cable según requisitos (distancia, throughput).
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Lecturas internas recomendadas
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- IEEE 802.3 y guías de instalación y certificación de cableado.
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