In telecomunicazioni e informatica lo standard IEEE 802.3 identifica una serie di specifiche tecniche che a loro volta definiscono una tecnologia standard per reti locali (LAN) derivata nel 1985 dalla precedente tecnologia Ethernet. È probabilmente il più popolare di un'ampia famiglia di protocolli, IEEE 802. È questo standard a definire le caratteristiche del protocollo CSMA/CD.
Nella pila di protocolli di rete del modello di riferimento ISO/OSI, 802.3 occupa il livello fisico e la parte inferiore del livello di collegamento dati. IEEE ha infatti ritenuto opportuno suddividere questo livello in due parti: LLC, Logical Link Control e MAC, Media Access Control. Il sottolivello LLC è comune a tutti gli standard della famiglia IEEE 802, mentre il sottolivello MAC è più strettamente legato al livello fisico, e le sue diverse implementazioni hanno il compito di offrire un'interfaccia comune al livello LLC. Fra queste implementazioni vanno ricordate in particolare 802.4, token bus e 802.5, token ring.
802.3 offre grande flessibilità nella scelta della topologia di una LAN. Originariamente era utilizzata soltanto la topologia a bus, ereditata da Ethernet. In questa topologia, il collegamento logico e quello fisico coincidono, e tutte le stazioni condividono il mezzo trasmissivo.
L'utilizzo di dispositivi di rete quali gli hub consente di ottenere un collegamento di topologia fisica a stella pur utilizzando una topologia logica a bus.[1] Gli hub possono essere collegati in cascata, permettendo di realizzare una complessa rete di topologia fisica ad albero nonostante si tratti pur sempre di una topologia logica a bus. I pacchetti vengono comunque trasmessi su tutta la rete e questo porta principalmente a due limitazioni: non possono esserci più di due hub nella stessa rete per evitare di superare le temporizzazioni previste da CSMA/CD e non è possibile realizzare collegamenti ridondanti in quanto si formerebbe un anello in cui i pacchetti continuerebbero a venir ritrasmessi saturando la rete e rendendola inutilizzabile.
Introducendo ulteriori dispositivi, come bridge e switch dotati dello Spanning Tree Protocol, è possibile realizzare topologie di rete con collegamenti ridondanti, in quanto lo Spanning Tree Protocol si occupa di mettere fuori servizio tali collegamenti e di rimetterli in servizio in caso di caduta dei collegamenti attivi, per ripristinare la connettività.
Al livello fisico del modello ISO/OSI, 802.3 prevede esclusivamente trasmissioni via cavo in banda base, a velocità di 10, 100 e 1000 Mbit/s, su cavi coassiali, doppini intrecciati (schermati e non) e fibre ottiche. Queste e altre caratteristiche sono riassunte negli acronimi usati per le varie implementazioni del livello fisico, tutti del tipo NBaseA, essendo N la velocità di trasmissione, Base indica che l'implementazione opera in banda base, ed A è una sigla legata al tipo di cavo utilizzato e ad altre caratteristiche salienti. Fra le implementazioni ormai non più installate, o addirittura mai implementate, vanno ricordate 10Base5 (thick Ethernet), 10Base2 (thin Ethernet), 10Base-T, 100Base-T2 e 100Base-T4.
Attualmente vengono installate soprattutto le varianti a 1000 Mbit/s e superiori, come 1000Base-T, al momento certamente fra le più diffuse. Di seguito sono illustrate brevemente alcune di queste implementazioni.
Il cosiddetto frame Ethernet costituisce l'unità elementare di informazione per il sottolivello MAC di IEEE 802.3. La struttura di un frame è riassunta nella tabella sotto, che riporta il nome di ciascun campo e la relativa lunghezza (la lunghezza minima di un frame è di 64 byte):
Campo | PRE | SFD | DA | SA | L/T | Dati | PAD | FCS |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Byte | 7 | 1 | 2-6 | 2-6 | 2 | 0 - 1500 | 0-46 | 4 |
I campi hanno il seguente significato:
Le caratteristiche di 802.3 a livello 2 di collegamento dati (MAC) sono ben riassunte nell'acronimo CSMA/CD:
Ethernet Standard | Data | Descrizione |
---|---|---|
Ethernet
Sperimentale |
1973[2] | 2.94 Mbit/s (367 kB/s) tramite un bus su cavo coassiale (coax) |
Ethernet II (DIX v2.0) |
1982 | 10 Mbit/s (1.25 MB/s) tramite cavo coassiale spesso. Il Frame ha un capo di nome 'Type' (tipo). Questo frame è usato in tutte le forme di Ethernet dal protocollo nel Internet protocol suite. |
IEEE 802.3 standard | 1983 | 10BASE5 10 Mbit/s (1.25 MB/s) tramite cavo coassiale spesso. Come per Ethernet II (sopra) ad eccezione del campo 'Type' (tipo) che è stato rimpiazzato dal campo 'Length' (lunghezza), e un header 802.2 LLC seguito dall'header 802.3. Basato sul processo CSMA/CD. (conosciuto anche come Thicknet) |
802.3a | 1985 | 10BASE2 10 Mbit/s (1.25 MB/s) tramite cavo coassiale sottile. (conosciuto anche come thinnet o cheapernet) |
802.3b | 1985 | 10BROAD36 |
802.3c | 1985 | 10 Mbit/s (1.25 MB/s) specifica di ripetizione |
802.3d | 1987 | Fiber-optic inter-repeater link |
802.3e | 1987 | 1BASE5 or StarLAN |
802.3i | 1990 | 10BASE-T 10 Mbit/s (1.25 MB/s) tramite doppino |
802.3j | 1993 | 10BASE-F 10 Mbit/s (1.25 MB/s) tramite fibra ottica |
802.3u | 1995 | 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet a 100 Mbit/s (12.5 MB/s) con autonegoziazione |
802.3x | 1997 | Full Duplex e flow control; è incompatibile con il DIX framing, quindi non c'è più uno split DIX/802.3 |
802.3y | 1998 | 100BASE-T2 100 Mbit/s (12.5 MB/s) tramite doppino di bassa qualità |
802.3z | 1998 | 1000BASE-X Gbit/s Ethernet tramite fibra ottica a 1 Gbit/s (125 MB/s) |
802.3-1998 | 1998 | Una revisione dello standard base incorporante le sopra citate modifiche e correzioni |
802.3ab | 1999 | 1000BASE-T Gbit/s Ethernet tramite doppino a 1 Gbit/s (125 MB/s) |
802.3ac | 1998 | Dimensione massima del frame estesa a 1522 bytes (per permettere "Q-tag") Il Q-tag include le informazioni di 802.1Q VLAN e le informazioni di priorità di 802.1p |
802.3ad | 2000 | Aggregazione di Link per collegamenti paralleli, da spostare a IEEE 802.1AX |
802.3-2002 | 2002 | Una revisione dello standard base incorporante le tre precedenti modifiche e correzioni |
802.3ae | 2002 | 10 Gigabit Ethernet tramite fibra; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW |
802.3af | 2003 | Power over Ethernet (15.4 W) |
802.3ah | 2004 | Ethernet in the First Mile |
802.3ak | 2004 | 10GBASE-CX4 10 Gbit/s (1,250 MB/s) Ethernet tramite twinaxial cables |
802.3-2005 | 2005 | Una revisione dello standard base incorporante le quattro precedenti modifiche e correzioni |
802.3an | 2006 | 10GBASE-T 10 Gbit/s (1,250 MB/s) Ethernet tramite doppino non schermato (UTP) |
802.3ap | 2007 | Backplane Ethernet (1 and 10 Gbit/s (125 and 1,250 MB/s) tramite circuito stampato) |
802.3aq | 2006 | 10GBASE-LRM 10 Gbit/s (1,250 MB/s) Ethernet tramite fibra multimodale |
P802.3ar | Ritirato | Gestione della congestione (bozza) |
802.3as | 2006 | Espansione del frame |
802.3at | 2009 | Power over Ethernet miglioramenti (25.5 W) |
802.3au | 2006 | Isolamento dei requisiti per Power over Ethernet (802.3-2005/Cor 1) |
802.3av | 2009 | 10 Gbit/s EPON |
802.3aw | 2007 | Corretta un'equazione nella pubblicazione di 10GBASE-T (released as 802.3-2005/Cor 2) |
802.3-2008 | 2008 | Una revisione dello standard base incorporante 802.3an/ap/aq/as modifiche e correzioni. L'aggregazione di Link è stata spostata a 802.1AX. |
802.3az | 2010 | Efficienza energetica di Ethernet |
802.3ba | 2010 | 40 Gbit/s e 100 Gbit/s Ethernet. 40 Gbit/s tramite backplanedi 1 m, 10m Cu cable assembly (strati di 4x25 Gbit o 10x10 Gbit) e 100 m di MMF e 100 Gbit/s tramite 10 m of Cu cable assembly, 100 m di MMF o 40 km of SMF rispettivamente |
802.3-2008/Cor 1 | 2009 | Incremento del timing di pause di reazione del ritardo che risulta insufficiente per 10 Gbit/s (il nome del gruppo di lavoro era 802.3bb) |
802.3bc | 2009 | Spostato e aggiornato Ethernet in relazione a TLV (tipo, lunghezza, valori), precedentemente specificati nell'annesso F di IEEE 802.1AB (LLDP) in 802.3. |
802.3bd | 2010 | Controllo del flusso basato sulla priorità. |
802.3.1 | 2011 | Definizione del MIB di Ethernet. |
802.3bf | 2011 | Richiesta per supportare IEEE P802.1AS. |
802.3bg | 2011 | Fornisce un 40 Gbit/s PMD che è compatibile con il carrier esistente per i client con interfacce SMF 40 Gbit/s (OTU3/STM-256/OC-768/40G POS). |
802.3-2012 | 2012 | Una nuova consolidata revisione dello standard 802.3 includente le modifiche 802.3at/av/az/ba/bc/bd/bf/bg |
802.3bj | Giugno 2014 | |
802.3bk | 2013 | |
802.3bm | 2015 | 100G/40G Ethernet per fibra ottica |
802.3bp | 2014 | 1000BASE-T1 - Gigabit Ethernet tramite doppino, automotive e ambienti industriali |
802.3bq | ~Settembre 2016[3] | 25G/40GBASE-T per cablaggi con 4 coppie bilanciate e intrecciate con 2 connettori per distanze di 30m |
802.3bs | ~ 2017 | 400 Gbit/s Ethernet tramite fibra ottica usando connessioni multiple a 25G/50G |
802.3bt | ~ 2017 | Power over Ethernet miglioramento a 100 W usando tutte le 4 coppie bilanciate e intrecciate presenti nei cavi e miglioramento delle specifiche per il supporto alle applicazioni IoT (es. illuminazione, sensori, building automation). |
802.3bw | 100BASE-T1 – 100 Mbit/s Ethernet tramite un singolo doppino per applicazioni del settore automobilistico. | |
802.3-2015 | 2015 | 802.3bx – una nuova consolidata revisione dello standard 802.3 includento le modifiche 802.2bk/bj/bm |
802.3by | ~Settembre 2016 | 25 Gbit/s Ethernet[4] |
802.3bz | ~Agosto 2017[5] | 2.5 Gigabit e 5 Gigabit Ethernet tramite doppino Cat-5/Cat-6 – 2.5GBASE-T e 5GBASE-T |