Ethernet в 40 лет: от эскиза на салфетке к мультимедиа

30 сентября 1980 года — день, когда Ethernet был впервые коммерчески представлен, а в этом году прошло ровно сорок лет. Впервые он был определен в патенте, поданном Xerox, как сетевой протокол со скоростью 10 Мбит/с в 1975 году, представлен на рынке в 1980 году и впоследствии стандартизирован в 1983 году IEEE как IEEE 802.3. В течение следующих тридцати семи лет этот стандарт претерпит множество обновлений и изменений.

В нынешний стандарт Ethernet включены не только различные уровни скорости от первоначальных 10 Мбит/с до сегодняшних максимальных скоростей в 400 Гбит/с, но и бесчисленные изменения в базовом протоколе, обеспечивающие все более высокие скорости передачи данных, не говоря уже о новых приложения Ethernet, такие как подача питания и маршрутизация объединительной платы. Надежность и экономичность Ethernet привели к появлению в 1990 году стандарта Ethernet 10BASE-T (802.3i-1990), который постепенно был внедрен на настольных ПК.

Учитывая, что в наши дни Ethernet присутствует так же, как и предполагаемый светоносный эфир, в честь которого он был назван, кажется, что это хороший момент, чтобы посмотреть, что отличало Ethernet от других решений и какие изменения ему пришлось претерпеть, чтобы соответствовать требованиям все более взаимосвязанный мир.

В наши дни большинство компьютеров и компьютеризированных гаджетов представляют собой не более чем дорогие пресс-папье, когда они оказываются отключенными от глобального Интернета. Еще в 1980-х годах люди только начинали понимать, что можно сделать с помощью так называемой «локальной вычислительной сети», или LAN. В отличие от эпохи мэйнфреймов и терминальных систем 1960-х и 1970-х годов, локальная сеть предполагала подключение микрокомпьютеров (ПК IBM, рабочих станций и т. д.), например, в офисе или лаборатории.

Во время этого перехода от кроссовок к Ethernet офисные сети вскоре будут включать в себя тысячи узлов, что приведет к созданию прекрасного мира офисных сетей с централизованным управлением. Имея любой документ, доступный через сеть, мир, казалось, был готов к безбумажному офису. Хотя этого так и не произошло, возможность общаться и обмениваться файлами через сети (LAN и WAN) теперь стала основой повседневной жизни.

Что действительно изменилось, так это быстро меняющийся ландшафт обычных сетевых технологий. Первым конкурентом Ethernet был набор более мелких сетевых протоколов. Сюда входит Token Ring IBM. Хотя о предполагаемых недостатках Ethernet в 1980-х годах сформировалось множество мифов, обобщенных в этом документе (PDF) с симпозиума SIGCOMM 1988 года, в конечном итоге Ethernet оказался более чем достаточным.

Основными преимуществами Token Ring были детерминизм вместо множественного доступа Ethernet с подходом обнаружения коллизий (CSMA/CD). Это привело к появлению наиболее стойкого мифа о том, что Ethernet не может поддерживать насыщение выше 37% своей пропускной способности.

Из соображений экономии в первые годы существования Ethernet доминировали тупые концентраторы, а не более умные коммутаторы. Это означало, что адаптеры Ethernet должны были устранять конфликты. И, как, вероятно, знает любой, кто использовал концентраторы Ethernet, самым верным признаком загруженности сети Ethernet был взгляд на светодиод «столкновения» на концентраторе(ах). Поскольку коммутаторы Ethernet стали более доступными, концентраторы быстро исчезли. Поскольку коммутаторы устанавливают маршруты между двумя отдельными узлами вместо того, чтобы полагаться на CSMA/CD для решения проблем, это предотвратило всю проблему коллизий, из-за которой концентраторы (и Ethernet вместе с ним) стали объектом многих шуток, и миф был развеян.

Как только Ethernet начал позволять использовать более дешевые Cat. 3 (UTP) для 10BASE-T и Cat. 5(e) UTP для стандартов 100BASE-TX (и родственных), Ethernet стал доминирующей сетевой технологией для всего: от домов и офисов до промышленных и автомобильных приложений.

Хотя список стандартов, перечисленных в IEEE 802.3, может показаться довольно устрашающим, более сокращенный список для обычного человека можно найти и в Википедии. Из них, скорее всего, в какой-то момент вы столкнулись с:

Хотя стандарты 5GBASE-T и 10GBASE-T также используются уже несколько лет, версии 25 Гбит и 40 Гбит определенно зарезервированы для центров обработки данных на данный момент с требованием Cat. 8 кабелей и допускают длину только до 36 метров. Остальные стандарты в списке в первую очередь ориентированы на автомобильные и промышленные приложения, некоторые из которых подходят для соединений со скоростью 100 Мбит.