Trama Ethernet

La trama Ethernet es la unidad de datos básica que viaja a través de una red Ethernet. Opera en la Capa 2 (Capa de Enlace de Datos) del modelo OSI y es fundamental para la comunicación local entre dispositivos. Entender su estructura es clave para comprender cómo se transmiten los datos en una LAN.

El paquete IP de Capa 3 se encapsula con la cabecera (header) y el trailer de Capa 2 tal y como muestra la figura.

Ethernet Frame

1. Cabecera de la trama Ethernet

La cabecera de la trama Ethernet está compuesta por 5 campos:

 Header Frame

  • Preámbulo (Preamble): secuencia de unos y ceros alternos (10101010) que sirve para sincronizar los relojes del emisor y del receptor. Prepara al receptor para la llegada de la trama.

  • Delimitador de Inicio de Trama (Start Frame Delimiter - SFD): secuencia específica (10101011) que señala el final del preámbulo y el comienzo real de la trama Ethernet. Indica que los siguientes bytes son datos de la trama.

  • Dirección MAC de Destino (Destination MAC Address): dirección física (MAC) de 48 bits del dispositivo al que está destinada la trama. Puede ser una dirección Unicast (un solo dispositivo), Multicast (un grupo de dispositivos) o Broadcast (todos los dispositivos en el segmento de red).

  • Dirección MAC de Origen (Source MAC Address): dirección física (MAC) de 48 bits del dispositivo que envía la trama.

  • Tipo/Longitud (Type/Length):

    • Si el valor es menor o igual a 1500 (decimal), indica la longitud en bytes de los datos que le siguen (el campo de Datos/Carga útil). Esto se usa en el estándar IEEE 802.3 original.
    • Si el valor es mayor a 1536 (decimal), indica el Tipo de EtherType, lo que especifica el protocolo de capa superior encapsulado en el campo de Datos (por ejemplo, 0x0800 para IPv4, 0x0806 para ARP, 0x86DD para IPv6).

2. Trailer de la trama Ethernet

El trailer de la trama Ethernet contiene un solo campo.

 Trailer Frame

  • Secuencia de Verificación de Trama (Frame Check Sequence - FCS): Contiene un valor de Verificación de Redundancia Cíclica (CRC) de 32 bits. Este valor se calcula sobre los campos de Dirección de Destino, Dirección de Origen, Tipo/Longitud y Datos. El receptor recalcula el CRC y lo compara con el FCS recibido para detectar errores en la transmisión.

3. Carga útil (Payload)

Contiene los datos reales que se están transmitiendo, generalmente un paquete de la capa de red (como un paquete IP), junto con cualquier información de encabezado de la capa superior. Los datos tienen un mínimo de 46 bytes y un máximo de 1500 bytes, si los datos son menores que el mínimo, se añade “relleno” (padding).

4. Campo opcional

La cabecera Ethernet se modifica con la inserción de un campo adicional 802.1Q entre los campos habituales Source y Type. Este campo ocupa 4 bytes y se utiliza únicamente cuando el enlace de Capa 2 opera en modo trunk 802.1Q (dot1Q).

 Header Frame

El campo 802.1Q podemos dividirlo como sigue:

  1. Primeros 2 bytes: TPID = 0x8100. Sirve para que el switch reconozca que la trama está tagged (tiene VLAN). Sustituye temporalmente al campo “Type/Length” de Ethernet, y después de los 4 bytes de 802.1Q vuelve a aparecer el campo Type original.

  2. Ultimos 2 bytes: TCI (16 bits) con PCP, DEI y VLAN ID.

  • PCP (Priority Code Point) / También llamado Class of Service (CoS): 3 bits → prioridad (QoS). Toma valores del 0 al 7 → por ejemplo, voz suele ir con prioridad más alta que datos normales.

  • DEI (Drop Eligible Indicator): 1 bit → descarte en congestión.

  • VID (VLAN Identifier): 12 bits → ID de la VLAN (1–4094).