# Standard Ethernet

Ethernet è uno standard che definisce le regole per l'invio e la ricezione dei dati tra dispositivi all'interno di una rete LAN (Local Area Network). Esso opera a due livelli del modello OSI:

1. **Livello 1 – Fisico (Physical Layer)**
   - Specifica le caratteristiche fisiche dei componenti, come cavi, connettori, interfacce, moduli di trasmissione, ecc.
   - Nel contesto delle reti cablate (*wired*) la norma IEEE 802.3 definisce tutti gli aspetti relativi alla trasmissione dei segnali su cavi (reti cablate).
   - Nel contesto delle reti *wireless* la norma IEEE 802.11 si occupa delle caratteristiche della trasmissione senza fili, garantendo la compatibilità e le modalità comunicative delle reti wireless.

2. **Livello 2 – Data Link Layer**
   - Definisce la struttura dei pacchetti (*frame*) che viaggiano in rete.
   - Stabilisce i metodi di indirizzamento attraverso l’uso dei MAC-address

## Cavi fisici

Esistono vari tipi di cavi, caratterizzati da differenti lunghezze e capacità di trasmissione, che dipendono dalla tecnologia impiegata.

Possiamo classificarli in base alla velocità supportata:

- Ethernet: fino a 10 Mbps
- Fast Ethernet: fino a 100 Mbps
- Gigabit Ethernet: fino a 1000 Mbps (1 Gbps)
- 10 Gigabit Ethernet: fino a 10 Gbps

Inoltre, i cavi si distinguono anche per la loro composizione: possono essere realizzati in rame oppure in fibra ottica.

![cavo-ethernet](/asset/img/cavo-ethernet.png)

Il cavo in figura è un cavo `UTP` (*Unshielded Twisted Pair*), ovvero non schermato, con coppie di cavi intrecciati. Questa particolare struttura serve a ridurre le interferenze elettromagnetiche e a prevenire il fenomeno del *crosstalk*, cioè l'interferenza tra i segnali che viaggiano su cavi adiacenti. Alle estremità, il cavo è dotato di connettori; il più comune è l'`RJ-45`.

Il cavo UTP è composto da 8 fili di rame, progettati per collegarsi ai pin della porta in cui viene inserito il connettore.

![rj45](/asset/img/rj45.png)

I pin di contatto dei dispositivi devono avere funzionalità opposte affinché la comunicazione possa avvenire correttamente. Ad esempio, i pin 1 e 2 di un dispositivo A devono inviare, mentre i pin 1 e 2 del dispositivo B devono ricevere, e viceversa per gli altri pin.

### Cable pinout Ethernet e Fast Ethernet

Vengono utilizzati solo 4 pin. Per quanto riguarda le connessioni Ethernet e Fast Ethernet, esistono due tipologie di pinout: 

- `Straight Through Pinout` (cavo dritto): in questo tipo di cablaggio i cavi vengono collegati in modo diretto: il pin 1 di A va al pin 1 di B, il 2 di A al 2 di B, e così via. I dispositivi hanno funzionalità opposte sui rispettivi pin (trasmettitore e ricevitore), per cui la comunicazione avviene correttamente.

![straight-through-pinout](/asset/img/straight-through-pinout.png)

Un cavo con all'estremità un straight-through cable pinout é utile per mettere in comunicazione due dispositivi che, sugli stessi pin di contatto, hanno funzionalità opposte (sul pin 1 l'host A invia e sul pin 1 l'host B riceve).

- `Crossover Pinout`: in questo schema la disposizione dei pin alle estremità è *incrociata* (1A-3B, 2A-6B, 3A-1B, 6A-2B), permettendo così una comunicazione bidirezionale tra i dispositivi.

Il crossover pinout serve per collegare due dispositivi che, sugli stessi pin di contatto, assegnano la medesima funzionalità. Senza l'incrocio dei cavi non è quindi possibile instaurare una comunicazione bidirezionale.

![crossover-pinout](/asset/img/crossover-pinout.png)

### Cable pinout Gigabit Ethernet

Vengono utilizzati tutti gli 8 pin, con le medesime tipologie di pinout. I pin lavorano sempre a coppie: ad esempio, i ping 1-2A inviano e i pin 1-2B ricevono, ecc. (nel caso del cablaggio straight-through)