Lịch sử Ethernet

Ngày nay, các dịch vụ đều xem xét việc sử dụng Ethernet làm mạng cục bộ có dây của mình. Nhưng ngày trước tất cả đã không phải như vậy. Steven Vaughan-Nichols đã theo dấu lịch sử của Ethernet, và các đối thủ cạnh tranh trong lĩnh vực giao thức mạng trước đây của nó.

Ngày nay, chúng ta hiển nhiên sẽ sử dụng Ethernet. Chỉ cần cắm giắc cắm vào ổ cắm tường hoặc bật công tắc là đã có mạng để sử dụng.

Ethernet những năm 1960 và 1970

Trong những năm 1960 và 1970, mạng được cho là một công nghệ đặc biệt và chưa thông dụng lắm. Nhưng sau đó Robert “Bob” Metcalfe được đòi hỏi tạo một mạng cục bộ (LAN) cho Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto của Xerox (PARC). Và Ethernet, sáng tạo của ông, đã thay đổi mọi thứ.

Trở lại năm 1972, Metcalfe, David Boggs và các thành viên khác của group PARC, được giao cho vấn đề kết nối mạng, chưa bao giờ nghĩ đến việc sẽ thay đổi cả thế giới. Họ chỉ mong kích hoạt Xerox Alto của PARC – máy trạm cá nhân đầu tiên với giao diện người dùng đồ họa và được coi là “tổ tiên” của Mac tối tân – để kết nối và sử dụng máy in laser đầu tiên trên thế giới, Scanned Laser Output Terminal.

Đó không phải là một vấn đề dễ dàng. Mạng phải kết nối hàng trăm máy tính và một lát và đủ nhanh để điều khiển máy in laser.

Metcalfe đang không cố gắng tạo nên mạng từ toàn bộ những gì hiện có. Ông đã sử dụng các tác phẩm trước đấy để làm cảm hứng của mình. Đặc biệt, Metcalfe tìm về bài báo năm 1970 của Norman Abramson về hệ thống phát thanh gói ALOHAnet. ALOHAnet được dùng cho các kết nối dữ liệu tại đảo Hawaii. Không giống như ARPANET, trong đó tin tức liên lạc dựa theo các kết nối chuyên dụng, ALOHAnet sử dụng tần số UHF chia sẻ để truyền dẫn mạng.

ALOHAnet đã giải quyết một vấn đề quan trọng: Công nghệ này đối phó ra sao khi hai tín hiệu radio được phát sóng và một lát và tạo nên sự “va chạm” giữa 2 gói. Các node sẽ phát lại các gói “bị mất trong ether” sau khi chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên. Mặc dù hình thức tránh va quệt gói “nguyên thủy” này hoạt động kha khá tốt, nhưng thiết kế mới đầu của Abramson cho thấy ALOHAnet sẽ đạt đến lưu lượng truy cập nhiều nhất lúc chỉ mới sử dụng 17% công suất tối đa tiềm năng của nó.

Metcalfe đã nghiên cứu về việc này ở ngôi trường, nơi ông phát giác ra rằng, với các thuật toán xếp các gói vào hàng đợi phù hợp, có thể đạt được 90% hiệu suất của lưu lượng truy cập tiềm năng. Công việc của ông đã trở thành cơ sở của các quy tắc kiểm soát truy cập media (Media Access Control – MAC) của Ethernet: Cho phép nhiều truy cập với tính năng phát hiện va quệt (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect – CSMA/CD).

Tuy nhiên, đối với PARC, một biện pháp không dây là không thực tế. Thay vào đó, Metcalfe chuyển qua cáp đồng trục. Nhưng thay vì gọi nó là CoaxNet hoặc gắn kèm với tên ban đầu, mạng Alto Aloha, Metcalfe mượn một cụm từ “lỗi thời” từ lịch sử khoa học thế kỷ 19: Ether. Trong vật lý thế kỷ 19, “ether luminiferous” là thuật ngữ được sử dụng cho môi trường mà ánh sáng truyền qua.

Metcalfe giải thích trong một cuộc phỏng vấn năm 2009 như sau: “Toàn bộ định nghĩa về một môi trường toàn diện (omnipresent ), tận gốc thụ động để truyền sóng điện từ không tồn tại. Đó là một thứ viển vông. Nhưng khi David [Boggs] và tôi đang thành lập hệ thống mạng ở PARC, chúng tôi lên kế hoạch chạy dây cáp lên xuống ở mọi hành lang để thực sự tạo nên một môi trường toàn diện, hoàn toàn bị động cho việc truyền sóng điện từ. Và trong tình huống đây là gói dữ liệu”. Các node trước mắt trên Ethernet được đặt tên là Michelson và Morley, sau khi các nhà khoa học này đã phát hiện ra sự không hiện diện của ether.

Vào ngày 22 tháng 5 năm 1973, Metcalfe đã viết một bản ghi nhớ cho ban quản lý PARC lý giải cách Ethernet hoạt động. Cáp đồng trục được đặt trong hành lang của PARC, và các máy tính đầu tiên được gắn vào mạng kiểu bus này vào ngày 11 tháng 11 năm 1973. Mạng mới tự hào có tốc độ 3 megabit/giây (Mbps) và ngay tức thì trở thành một hiện tượng tại thời điểm đó.

Trong vài ba năm tới, Ethernet luôn là một hệ thống khép kín, nội bộ. Sau đó, năm 1976, Metcalfe và Boggs xuất bản một bài báo, “Ethernet: Phân phối gói chuyển mạch cho mạng máy tính địa phương”. Xerox cấp bằng sáng chế công nghệ, nhưng vẫn không phải như nhiều cửa hàng hiện đại, Xerox đã chia sẻ ý tưởng về Ethernet cho những người khác nữa.

Metcalfe, người đã rời Xerox để thành lập 3Com vào năm 1979, mang ra ý tưởng này, sau đó thuyết phục DEC, Intel và Xerox đồng ý thương mại hóa Ethernet. Liên minh DIX, đã làm rất tốt việc này. DIX hy vọng sẽ khiến cho Ethernet trở thành một tiêu chuẩn, nhưng ủy ban IEEE 802 lại không đồng tình với điều này. Phải mất không ít năm, nhưng vào ngày 23 tháng 6 năm 1983, ủy ban IEEE 802.3 cuối cùng cũng đã chấp thuận Ethernet làm tiêu chuẩn. Nghĩa là, CSMA/CD của Ethernet đã được phê duyệt. Có một số khác biệt nhỏ giữa 802.3 và Ethernet II (a.k.a. DIX 2.0).

Đến nay, Ethernet đã đạt tốc độ 10 Mbps và đang trở nên thông dụng rộng rãi. Một phần, đó là vì thiết kế vật lý đã được cải thiện. Ethernet trước mắt sử dụng cáp đồng trục 9,5 mm, còn được gọi là ThickNet. Để gắn thiết bị vào phương tiện vật lý 10Base5 này, bạn cần khoan một lỗ nhỏ trong chính cáp để đặt “vòi rồng”, nên nó rất khó triển khai.

Cái xem là Thinnet (10Base2) nghĩa là sử dụng cáp theo kiểu truyền hình cáp, RG-58A/U. Điều này làm cho chuyện đặt cáp mạng dễ dàng hơn nhiều. Ngoài ra, giờ đây bạn có thể dễ dàng kết nối máy tính vào mạng bằng đầu nối chữ T. Nhưng 10Base2 lại xuất hiện một vấn đề lớn: Nếu cáp bị đứt quãng ở đâu đó, toàn bộ phân đoạn mạng đó sẽ bị hỏng. Trong một văn phòng lớn, việc theo dấu kết nối bị hỏng ở đâu đó trong toàn bộ mạng là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn.

Ethernet những năm 1980

Đến những năm 1980, cả 10Base5 và 10Base2 bắt đầu được thay thế bằng cáp xoắn đôi (UTP) không có vỏ bọc. Công nghệ này (10BaseT) và nhiều “hậu duệ” của nó (như 100Base-TX và 1000Base-T) là những gì mà đa số chúng ta sử dụng ngày nay.

Vào đầu những năm 80, Ethernet phải đương đầu với sự cạnh tranh gay gắt từ hai công nghệ mạng khác: Bus token, được General Motors giành cho mạng nhà máy, và Token Ring nổi tiếng của IBM, IEEE 802.5.

Sử dụng đường truyền của Token Ring hữu hiệu hơn. Kích thước gói lớn hơn — Token Ring ở vận tốc 4 Mbps có kích cỡ gói là 4,550 byte, lớn hơn nhiều lần so với 1.514 byte của Ethernet 10 Mbps — khiến nó nhanh hơn Ethernet 1 cách đáng kể.

Một thách thức khác của Ethernet là Attached Resource Computer Network (ARCNET). Ban đầu được tạo ra vào những năm 1970 như một mạng lưới độc quyền bởi Datapoint Corp., như Ethernet và Token Ring, ARCNET đã chính thức xuất hiện vào những năm 1980. ARCNET cũng chính là một giao thức mạng dựa trên mã thông báo, nhưng nó sử dụng một bus chứ không cần là một cấu ​​trúc ring. Vào cuối thập niên 70, cấu ​​trúc dựa trên bus đơn giản của nó và vận tốc 2.5 Mbps khiến nó trở nên lôi cuốn hơn.

Một số điều đáp ứng chắc chắn rằng Ethernet sẽ giành chiến thắng. Thứ nhất, như Urs Von Burg mô tả trong cuốn sách của ông, The Triumph of Ethernet, DEC đã sớm quyết định sẽ hỗ trợ Ethernet. Điều này đã giúp hỗ trợ đáng kể cho công nghệ mạng trong qui trình chuẩn hóa IEEE.

Ethernet cũng là một tiêu chí mở hơn rất nhiều. Token Ring của IBM đã được mở theo lý thuyết, nhưng Metcalfe đã bảo rằng trên thực tế, thiết bị không phải IBM Token Ring ít khi làm việc với những máy tính của IBM. Ethernet sớm đã có hơn 20 công ty bổ trợ nó. Các sản phẩm dựa trên các chỉ tiêu cạnh tranh về chi phí của nó hoạt động cùng nhau. (Với các mạng cuối thập niên 1980, hầu hết chúng ta có xu hướng chọn một nhà sản xuất phần cứng cho Ethernet và gắn bó với thương hiệu đó).

Ethernet những năm 1990

ARCNET, chỉ tăng đều đến 20 Mbps vào năm 1992 với ARCNET Plus, chậm hơn hết vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990. Vì có nhiều nhà phát triển cùng làm việc trên đó, nên Ethernet cũng nhanh thu hẹp khoảng cách công nghệ với Token Ring.

Đặc biệt, 10BaseT, đã trở thành một tiêu chí IEEE vào năm 1990, cho phép sử dụng các hub và switch. Ethernet được giải phóng này từ cấu ​​trúc bus cồng kềnh và cung cấp sự linh hoạt của cấu ​​trúc hình sao. Sự thay đổi này đã giúp các quản trị viên mạng đơn giản quản lý mạng của mình và giúp người sử dụng linh hoạt hơn trong việc đặt máy tính cá nhân của họ. Vào đầu những năm 1990, Ethernet 10BaseT cũng rẻ hơn nhiều so với Token Ring.

Động thái cuối cùng giúp đánh bại tận gốc Token Ring là việc chuyển mạch Ethernet và Ethernet 100 Mbps. Ngày nay, vẫn có thể có những mạng Token Ring cũ đang hoạt động, nhưng chúng chỉ là sự tò mò về lịch sử mà thôi. Đồng thời, 802.11n và các công nghệ Wi-Fi khác đã bị cực kì phổ biến. Nhưng để cung cấp kết nối mạng cho những điểm truy cập Wi-Fi, Ethernet sẽ luôn đóng một vai trò quan trọng.

Xem thêm:

• Lịch sử dây mạng
• Cáp Ethernet và cách thức hoạt động của nó
• Mạng có dây (Ethernet) tốt hơn mạng không dây (Wi-Fi) như làm sao?

Ethernet,Lịch sử Ethernet,tìm hiểu về Ethernet,sự ra đời của Ethernet

Nội dung Lịch sử Ethernet được tổng hợp sưu tầm biên tập bởi: Tin Học Trường Tín. Mọi ý kiến vui lòng gửi Liên Hệ cho truongtin.top để điều chỉnh. truongtin.top tks.