Ethernet — это самая распространённая технология локальных сетей в мире. Сотни миллионов устройств и высокий спрос на поддержку Ethernet-систем говорят о том, что изобретение 43-летней давности прочно закрепилось и никуда не исчезнет в ближайшее время.
В ходе развития компьютерной техники Ethernet постоянно «переизобретали», добавляли новые возможности и сделали общепринятой сетевой технологией. В этом материале мы затронем тему эволюции Ethernet — от изобретения до превращения в стандарт международного уровня и основу огромного количества сетей.
/ фото Magnus CC
С момента изобретения телеграфа прошёл огромный срок по современным меркам мира технологий, но быстрое развитие сетевой передачи информации началось лишь 40 лет назад. Цифровые коммуникации кажутся нам новой идеей, но принципы остаются прежними.
От Сэмюэля Морзе и Эмиля Бодо до Дональда Мюррея, телетайпов и конкуренции ASCII с EBCDIC — развитие базируется на выработке тех или иных стандартов и их постоянном пересмотре.
Концепцию, являющуюся фундаментом Ethernet, предложил сотрудник исследовательского центра Xerox PARC Роберт Меткалф. Его задумка, в свою очередь, была основана на более ранней сетевой технологии — ALOHAnet, автором которой был Норман Абрамсон.
Протокол Aloha был достаточно прост: одна из станций отправляла сообщение в любой момент и ожидала подтверждения получения. Если подтверждение не приходило, то предполагалось, что вторая сторона транслировала свой сигнал в этот же момент, а значит ни одна из сторон не приняла сообщение.
В этот момент обе передающие станции должны были определить время на задержку, а затем переотправить свои сообщения с большей вероятностью успешной передачи. Однако с ростом сетевого трафика Aloha перестал выдерживать нагрузку.
Боб адаптировал эту технологию для связи компьютеров и принтеров, которые находились в арсенале центра Xerox PARC. Первую экспериментальную сеть он назвал Alto Aloha Network, но в 1973 году изменил её название на Ethernet, чтобы подчеркнуть значительный прирост эффективности по сравнению с Aloha.
Далее последовали принцип listen before talk, поддержка доступа для нескольких станций и протокол CSMA/CD. Корпорация упустила возможность превратить все эти изобретения в очень выгодные для себя продукты, и вместе с уходом Боба из компании в 1979-м году Ethernet стал открытым для использования. Первая спецификация Ethernet Blue Book была выпущена в 1980 году – это была 10-мегабитная система, использовавшая коаксиальный кабель с интервалами в 2,5 метра
В 1983 году Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальный стандарт Ethernet — IEEE 802.3, а в 1985 году появилась его вторая версия – IEEE 802.3a, по которому максимальная эффективная длина коаксиального кабеля составляла 185 метров. IEEE 802.3 был принят Международной организацией по стандартизации (ISO) как официальный международный стандарт для Ethernet-систем.
В 1991 году Альянс отраслей электронной промышленности (EIA) совместно с Ассоциацией индустрии телекоммуникаций опубликовали первый стандарт для соединений EIA/TIA 568, основанный на неэкранированной витой паре категории 3 (UTP), и стандарт TSB-36, определивший более высокие категории UTP-кабелей — категорию 4 и 5 (Cat 4, Cat 5). Так в США появилась структурированная кабельная система.
В 1995 году был принят стандарт IEEE 802.3u со скоростью 100 Мбит/с, а в 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.
Дальше началось активное развитие сетей Ethernet с пропускной способностью 10 Гбит/c. Одобренный в июне 2002 года стандарт 10 Gigabit Ethernet уже находит применение в корпоративных сетях. Он имеет наименование IEEE 802.3ae и практически не отличается от исходной версии Ethernet – сохранен тот же формат заголовка, преамбула, размеры кадров.
Через 4 года после этого, группа 802.3ba отметила, что требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями. Это и определило необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE), которые были приняты в период с ноября 2007 года по июнь 2010 года.
В стандарте IEEE 802.3ba устанавливается скорость передачи данных в 40 и 100 Гбит/с при совместном использовании нескольких линий связи на 10 либо 25 Гбит/с. В 2011 году началось широкое внедрение 100-гигабитного Ethernet.
/ фото Steve Johnson CC
Сегодня Ethernet продолжает интенсивно развиваться. Множество инженеров по всему миру неустанно работают над протоколом и создают новые версии системы для различных вариантов применения.
Стандарт IEEE 802.3by на 25 гигабит был принят в июне 2016 года. Применяться будет в дата-центрах. Для облачных технологий важны высокие скорости — соединения в 10 гигабит на один сервер уже недостаточно. Также продолжается работа над стандартом Ethernet 50 гигабит, который должен стать следующим шагом в повышении скорости соединения для ЦОДов.
Ethernet на 2,5 гигабита и 5 гигабит должен помочь компаниям наладить высокоскоростную беспроводную связь в помещениях. Основным направлением применения этих стандартов станет повышение пропускной способности проводных соединений до уровня точек беспроводного доступа в корпоративной инфраструктуре.
Ещё одна группа IEEE ведёт работу над 400-гигабитным стандартом Ethernet. Соединения такой скорости, скорее всего, будут собирать из 50-гигабитных или 100-гигабитных полос. Сверхбыстрые стандарты свыше 400 гигабит не стоит ждать раньше 2020 года.
Сегодня трудно представить себе, что когда-то приходилось пересылать диски почтой или курьерской доставкой и нельзя было сразу просмотреть предложения магазинов без бумажных каталогов. Современный бизнес не мог бы существовать без компьютерных сетей. Все это стало возможно благодаря технологии Ethernet, которая останется с нами еще на долгое время и продолжить развиваться и достигать новых скоростей.
Дополнительное чтение: IaaS-дайджест — 25 материалов о трансформации технологий и бизнеса.
В ходе развития компьютерной техники Ethernet постоянно «переизобретали», добавляли новые возможности и сделали общепринятой сетевой технологией. В этом материале мы затронем тему эволюции Ethernet — от изобретения до превращения в стандарт международного уровня и основу огромного количества сетей.
/ фото Magnus CC
С момента изобретения телеграфа прошёл огромный срок по современным меркам мира технологий, но быстрое развитие сетевой передачи информации началось лишь 40 лет назад. Цифровые коммуникации кажутся нам новой идеей, но принципы остаются прежними.
От Сэмюэля Морзе и Эмиля Бодо до Дональда Мюррея, телетайпов и конкуренции ASCII с EBCDIC — развитие базируется на выработке тех или иных стандартов и их постоянном пересмотре.
Привет, Боб!
Концепцию, являющуюся фундаментом Ethernet, предложил сотрудник исследовательского центра Xerox PARC Роберт Меткалф. Его задумка, в свою очередь, была основана на более ранней сетевой технологии — ALOHAnet, автором которой был Норман Абрамсон.
Протокол Aloha был достаточно прост: одна из станций отправляла сообщение в любой момент и ожидала подтверждения получения. Если подтверждение не приходило, то предполагалось, что вторая сторона транслировала свой сигнал в этот же момент, а значит ни одна из сторон не приняла сообщение.
В этот момент обе передающие станции должны были определить время на задержку, а затем переотправить свои сообщения с большей вероятностью успешной передачи. Однако с ростом сетевого трафика Aloha перестал выдерживать нагрузку.
Боб адаптировал эту технологию для связи компьютеров и принтеров, которые находились в арсенале центра Xerox PARC. Первую экспериментальную сеть он назвал Alto Aloha Network, но в 1973 году изменил её название на Ethernet, чтобы подчеркнуть значительный прирост эффективности по сравнению с Aloha.
Далее последовали принцип listen before talk, поддержка доступа для нескольких станций и протокол CSMA/CD. Корпорация упустила возможность превратить все эти изобретения в очень выгодные для себя продукты, и вместе с уходом Боба из компании в 1979-м году Ethernet стал открытым для использования. Первая спецификация Ethernet Blue Book была выпущена в 1980 году – это была 10-мегабитная система, использовавшая коаксиальный кабель с интервалами в 2,5 метра
Эволюция
В 1983 году Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальный стандарт Ethernet — IEEE 802.3, а в 1985 году появилась его вторая версия – IEEE 802.3a, по которому максимальная эффективная длина коаксиального кабеля составляла 185 метров. IEEE 802.3 был принят Международной организацией по стандартизации (ISO) как официальный международный стандарт для Ethernet-систем.
В 1991 году Альянс отраслей электронной промышленности (EIA) совместно с Ассоциацией индустрии телекоммуникаций опубликовали первый стандарт для соединений EIA/TIA 568, основанный на неэкранированной витой паре категории 3 (UTP), и стандарт TSB-36, определивший более высокие категории UTP-кабелей — категорию 4 и 5 (Cat 4, Cat 5). Так в США появилась структурированная кабельная система.
В 1995 году был принят стандарт IEEE 802.3u со скоростью 100 Мбит/с, а в 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.
Дальше началось активное развитие сетей Ethernet с пропускной способностью 10 Гбит/c. Одобренный в июне 2002 года стандарт 10 Gigabit Ethernet уже находит применение в корпоративных сетях. Он имеет наименование IEEE 802.3ae и практически не отличается от исходной версии Ethernet – сохранен тот же формат заголовка, преамбула, размеры кадров.
Через 4 года после этого, группа 802.3ba отметила, что требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями. Это и определило необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE), которые были приняты в период с ноября 2007 года по июнь 2010 года.
В стандарте IEEE 802.3ba устанавливается скорость передачи данных в 40 и 100 Гбит/с при совместном использовании нескольких линий связи на 10 либо 25 Гбит/с. В 2011 году началось широкое внедрение 100-гигабитного Ethernet.
/ фото Steve Johnson CC
Будущее
Сегодня Ethernet продолжает интенсивно развиваться. Множество инженеров по всему миру неустанно работают над протоколом и создают новые версии системы для различных вариантов применения.
Стандарт IEEE 802.3by на 25 гигабит был принят в июне 2016 года. Применяться будет в дата-центрах. Для облачных технологий важны высокие скорости — соединения в 10 гигабит на один сервер уже недостаточно. Также продолжается работа над стандартом Ethernet 50 гигабит, который должен стать следующим шагом в повышении скорости соединения для ЦОДов.
Ethernet на 2,5 гигабита и 5 гигабит должен помочь компаниям наладить высокоскоростную беспроводную связь в помещениях. Основным направлением применения этих стандартов станет повышение пропускной способности проводных соединений до уровня точек беспроводного доступа в корпоративной инфраструктуре.
Ещё одна группа IEEE ведёт работу над 400-гигабитным стандартом Ethernet. Соединения такой скорости, скорее всего, будут собирать из 50-гигабитных или 100-гигабитных полос. Сверхбыстрые стандарты свыше 400 гигабит не стоит ждать раньше 2020 года.
Вместо заключения
Сегодня трудно представить себе, что когда-то приходилось пересылать диски почтой или курьерской доставкой и нельзя было сразу просмотреть предложения магазинов без бумажных каталогов. Современный бизнес не мог бы существовать без компьютерных сетей. Все это стало возможно благодаря технологии Ethernet, которая останется с нами еще на долгое время и продолжить развиваться и достигать новых скоростей.
Дополнительное чтение: IaaS-дайджест — 25 материалов о трансформации технологий и бизнеса.
