Кабель Ethernet підключає кожен роутер, маршрутизатор та інші девайси до інтернету. Цьому кабелю та його програмному протоколу виповнюється 50 років. Але, незважаючи на свій вік, він продовжує живити мережеву інфраструктуру в усьому світі. Як Ethernet змінився за ці роки і чому він залишається популярним вибором навіть сьогодні?
Як змінився Ethernet за ці роки?
Ethernet, всюдисуща мережева технологія, яка є основою сучасних локальних мереж (LAN), має багату історію, що охоплює кілька десятиліть. Від свого скромного початку як дослідницького проекту до широкого впровадження в галузях промисловості, Ethernet революціонізував спосіб підключення та комунікації.
Історія Ethernet починається в 1970-х роках у дослідницькому центрі Palo Alto (PARC) корпорації Xerox. У 1973 році доктор Роберт Меткалф, комп’ютерний вчений, і його команда розпочали проект з’єднання комп’ютерів і периферійних пристроїв у локальну мережу. Цей проект, відомий як «Мережа Alto Aloha», заклав основу того, що згодом стане Ethernet. Наприклад, комп’ютер Alto, розроблений Xerox PARC, був одним із перших, хто використовував Ethernet для роботи в мережі. Це стало важливою віхою в еволюції мережевих технологій.
У 1976 році Меткалф і його команда представили концепцію Ethernet у статті під назвою «Ethernet: розподілена комутація пакетів для локальних комп’ютерних мереж», де вони запропонували мережу комутації пакетів, яка використовує загальний коаксіальний кабель, відомий як «кабель Ethernet», щоб дозволити кільком комп’ютерам спілкуватися одночасно. Ця стаття, опублікована в Communications of ACM, широко вважається основоположною роботою в галузі комп’ютерних мереж.
У 1980 році Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE) сформував комітет для розробки стандартів Ethernet. Комітет випустив перший стандарт Ethernet, відомий як «Ethernet Version 1.0» або «Ethernet DIX», який визначав швидкість передачі даних 10 Мбіт/с і використання коаксіального кабелю. Цей стандарт заклав основу для швидкого розширення Ethernet.
Протягом решти десятиліття Ethernet набув популярності як надійна та економічно ефективна мережева технологія. Його гнучкість і масштабованість зробили його кращим вибором для підключення комп’ютерів, принтерів та інших пристроїв в організаціях. Такі досягнення, як кабелі з витою парою та впровадження концентраторів Ethernet ще більше розширили його можливості.
Ethernet був комерційно представлений у 1980 році та вперше стандартизований у 1983 році як IEEE 802.3. Оригінальний 10BASE5 Ethernet використовував товстий коаксіальний кабель. Його значною мірою замінив 10BASE2, який використовував тонший і гнучкий кабель, який був і дешевшим, і простішим у використанні. Більш сучасні варіанти Ethernet використовують виту пару та волоконно-оптичні канали зв’язку в поєднанні з комутаторами.
Протягом своєї історії швидкість передачі даних Ethernet була збільшена з початкових 2,94 Мбіт/с до останніх 400 Гбіт/с, а пікова швидкість передачі даних досягає 1,6 Тбіт/с. Стандарти Ethernet включають кілька варіантів підключення та сигналізації на фізичному апаратному рівні (OSI).
У 1990-х роках попит на вищу швидкість передачі даних підштовхнув розвиток Fast Ethernet. Швидкий Ethernet, представлений у 1995 році, досяг швидкості 100 Мбіт/с, що в десять разів перевищує швидкість його попередника. Цей прогрес уможливив більш ефективний мережевий зв’язок і сприяв зростанню мультимедійних програм.
Розвиваючи успіх Fast Ethernet, різновид Gigabit Ethernet з’явився наприкінці 1990-х років, пропонуючи швидкість передачі даних 1 Гбіт/с. Цей прорив відкрив нові можливості для додатків із інтенсивним використанням пропускної здатності та розширив охоплення Ethernet у таких сферах, як потокове відео, високопродуктивне обчислення та центри обробки даних. Наприклад, такі компанії, як Netflix і Amazon Web Services, значною мірою покладаються на Gigabit Ethernet у своїх операціях з інтенсивною обробкою даних, демонструючи критичну роль Ethernet у сучасній цифровій економіці.
Оскільки світ переходив на бездротові технології, Ethernet також адаптувався до цього мінливого ландшафту. На початку 2000-х років IEEE представив стандарт 802.11, широко відомий як Wi-Fi, який уможливив бездротове з’єднання Ethernet. Бездротові локальні мережі (WLAN) стали переважати, пропонуючи зручність мобільності без шкоди для швидкості підключення до мережі.
В останні роки Ethernet продовжував розвиватися, щоб відповідати постійно зростаючим вимогам сучасних мереж. Розробка 10 Gigabit Ethernet (10 Gbps) і більш швидкісних варіантів, таких як 40 Gigabit Ethernet і 100 Gigabit Ethernet, просунула Ethernet у сферу високопродуктивних обчислень і додатків з інтенсивним використанням даних.
Крім того, з’явилася технологія Power over Ethernet (PoE), яка дозволяє таким пристроям, як IP-телефони, бездротові точки доступу та камери безпеки отримувати живлення та дані через кабель Ethernet, не вимагаючи окремої розетки для свого живлення. Ця інновація спрощує монтаж і зменшує потребу в додаткових джерелах живлення.
Сьогодні Ethernet залишається домінуючою технологією для локальних мереж, що з’єднує мільярди пристроїв по всьому світу. Його універсальність, надійність і постійний розвиток гарантують, що він і надалі відіграватиме життєво важливу роль у майбутньому розвитку мереж.
Чому Ethernet залишається популярним вибором?
Незважаючи на те, що Ethernet досягає 50-річного віку, він продовжує домінувати в мережевій інфраструктурі в усьому світі. Але що саме таке в Ethernet, що надає йому такої величезної популярності, і чому дизайн або топологія його кабелю не змінилися?
Безсумнівно, його стандартизований характер є найважливішим фактором його популярності. Подібно до того, як USB дозволяє пристроям різних виробників спілкуватися один з одним через стандартизовані кабелі, стандарти Ethernet чітко визначені, включаючи апаратну частину та використовувані програмні протоколи, що означає, що більшість пристроїв Ethernet «зрозуміють» один одного. Звичайно, фізичні характеристики кабелів можуть впливати на максимальну пропускну здатність даних і найбільшу довжину кабелю, яку можна прокласти, але вони не впливають на спосіб передачі даних.
Ще однією причиною його популярності є його масштабованість . Здатність масштабувати мережу Ethernet була однією з основних цілей, яку хотіли розробники, і збереження цієї можливості дозволило інженерам створювати масивні комп’ютерні мережі. Це особливо вірно в центрах обробки даних, що складаються з тисяч серверних стійок, які повинні спілкуватися один з одним, щоб надавати надшвидкі послуги клієнтам по всьому світу.
Удосконалення електроніки та кабельних технологій також дозволило кабелям Ethernet працювати з високою пропускною здатністю на великих відстанях. Кабелі зі швидкістю понад 10 Гбіт/с уже розгорнуті, причому кабелі 1 Гбіт/с тепер зазвичай зустрічаються вдома. Це значно швидше, ніж у Wi-Fi або інші мережеві технології, яким важко підключити більше пристроїв.
Загалом інженери продовжують вибирати Ethernet через його повсюдність, масштабованість, високу швидкість передачі даних, надійність, гнучкість і підтримку конвергентних мереж. Здатність Ethernet адаптуватися до мінливих мережевих вимог, галузева підтримка та постійні інновації роблять його надійним і кращим вибором у широкому діапазоні додатків і галузей.
Вплив Ethernet виходить далеко за рамки комп’ютерних мереж. Він широко використовується в будинках і промисловості та добре взаємодіє з бездротовими технологіями Wi-Fi.
Інтернет-протокол зазвичай передається через Ethernet, що робить його ключовою технологією, яка лежить в основі інтернету. До 2010 року ринок обладнання Ethernet становив понад 16 мільярдів доларів США на рік, що свідчить про його широке впровадження та критичну роль у різних галузях промисловості.
Яке майбутнє чекає на кабелі Ethernet?
Цілком ймовірно, що з удосконаленням технології покращаться і можливості кабелів Ethernet, і ймовірно, що швидкість перевищення 100 Гбіт/с стане звичним явищем у центрах обробки даних і серверах. Протоколи, які використовуються мережами Ethernet, також зазнають змін для підтримки нових функцій, таких як програмно визначені мережі, які дозволять віртуалізацію, і також, імовірно, будуть розгорнуті нові протоколи безпеки для захисту від нових атак.
Але також можливо, що кабелі Ethernet будуть замінені оптичними системами, зберігаючи той самий апаратний роз’єм та програмні протоколи. Мідні кабелі можуть дуже багато, але існують фізичні обмеження при спробі працювати на швидкостях у терагерцах – з цим легко впораються волоконно-оптичні системи. Крім того, оптика може не тільки обробляти декілька різних частот одночасно, але й використовувати ту саму частоту в обох напрямках, не створюючи перешкод, збільшуючи свої можливості передачі даних.
Малоймовірно, що кабель найближчим часом кудись піде, а протокол, який використовується в кабелях Ethernet, лише покращуватиме пропускну здатність та ефективність.
За матеріалами: Electropages
