Ethernet
Ethernet — это самый старый, самый распространенный и в то же время самый сложный стандарт из всех рассматриваемых в этой статье. Хотя если быть более корректными, то это даже не стандарт — это семейство сетевых технологий и стандартов, призванных обеспечить обмен данными между компьютерами. Именно между компьютерами (то есть равноправными участниками, если речь идет об одноранговой сети), а не между компьютером и периферией. В этом самое главное отличие Ethernet от остальных внешних проводных интерфейсов. Само название Ethernet происходит от английского слова "ether" — "эфир" (в плане радиоэфир, а не органическое соединение).
Вообще о локальных сетях пишут огромные тома книжек, а также годами подготавливают различных специалистов в этой области. Так что излагать всю подноготную данной технологии мы здесь не станем. Даже не коснемся топологии, типов коннекторов, способов шифрования, протоколов и других ее аспектов. Но вкратце затронем историю раннюю развития, основные текущие стандарты (для проводных версий, беспроводные описаны нами в статье "Беспроводные сети: локальные и немного глобальные") и перспективы развития.
Xerox PARC
Традиционно начнем с истории. Разработкой Ethernet в 1973-1975 годах занимались ученые Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) и Дэвид Боггс (David Boggs) в исследовательском центре Xerox PARC. Вообще в этом центре было создано очень много перспективных разработок, в число которых входят мышь и графические операционные системы.
Первое описание концепции Ethernet было опубликовано в начале 1974 года. В марте 1974 года R.Z. Bachrach ознакомился с ней и заметил, что ничего принципиально нового в технологии нет, а также что она содержит ошибку. На ошибку не обратили внимания, поскольку все работало и с ней. И лишь в 1994 году жареный петух клюнул в "одно место". Ошибка, получившая название "channel capture effect" (эффект захвата канала) вызывала коллизии при формировании очереди пакетов, которая была решена пересмотром служебной информации, отправляемой в заголовках пакетов. Она была довольно быстро решена без серьезных изменений существовавших протоколов.
В 1975 году Xerox подала документы на получение патента, а в 1976 году развернула экспериментальную сеть на территории комплекса Xerox PARC. Скорость передачи данных составляла порядка 3 Мбит/с, а все адреса были 8-битными. Позже их сделали 16-битными.
Меткалф покинул Xerox в 1979 году для продвижения идеи персональных компьютеров, а также объединения их в локальные сети. Всеми разработками занималась созданная им компания 3Com. Он убедил компании DEC, Intel и Xerox начать совместную работу над единым стандартом Ethernet. 30 сентября 1980 года он был опубликован. Скорость передачи данных составляла 10 Мбит/с с поддержкой 48-битной адресации (сейчас она скрывается под MAC-адресами). В то время он выступал конкурентом сетей ARCNET и Token Ring. В середине 80-х была создана новая версия Ethernet, где в дополнение к коаксиальному кабелю для объединения компьютеров применялась витая пара.
Сетевая карта Fast Ethernet
Теперь немного о современных скоростях работы Ethernet. Сетей со скоростью 10 Мбит/с уже почти не существуют, но 10 лет назад (плюс-минус несколько лет) они были очень распространены. 100 Мбит/с версия стандарта (известная также как Fast Ethernet) за последнее десятилетие получила огромнейшее распространение. Сегодня это наиболее популярный тип Ethernet для объединения компьютеров в единую сеть. А популярный он потому, что в большинстве случаев предлагает приемлемую скорость и его развертывание стоит дешевле всего.
Сетевая карта Gigabit Ethernet
Но прогресс не стоит на месте. Следующим шагом стало появление Gigabit Ethernet. Этот вариант сетей поднял максимальную скорость передачи данных еще на порядок — до 1 Гбит/с. Для передачи информации может использоваться как витая пара, так и оптоволокно. Последний вариант дороже, но в то же время предлагает более стабильное соединение, более вероятную возможность достижения максимальной скорости, а заодно и передачу данных на большие расстояния.
Сетевая карта 10Gbit Ethernet
В 2002 году был принят стандарт, получивший название IEEE 802.3ae, повышающий скорость работы Ethernet-сетей до 10 Гбит/с. Он предполагает использование как оптоволоконных кабелей, так и медной витой пары. Для единичного компьютера он, конечно, будет не так полезен (поскольку нет устройств, поддерживающих запись и чтение с такой скоростью), но для объединения датацентров и тому подобных задач он подходит достаточно хорошо.
Но совершенству, как известно, предела нет. В ноябре 2006 года было принято решение начать разработку более быстрой версии Ethernet — до 100 Гбит/с, что в 1000 раз быстрее, самой популярной сегодня Fast Ethernet.
В июле 2007 года комиссии, отвечающей за принятие стандартов из группы IEEE 802, был отправлен запрос на принятие стандарта IEEE 802.3ba. Он предполагает поддержку передачи данных на скорости до 40 и 100 Гбит/с. Поддерживаются расстояния от 10 метров (по медному кабелю) и до 40 км (по оптоволокну). Режим передачи данных — только Full-Duplex. 5 декабря 2007 года стандарт был принят. В феврале 2008 года уже были продемонстрированы первые устройства, способные передавать с такой скоростью.
Итак Ethernet. Данное семейство стандартов и протоколов сегодня используется практически всеми и практически везде. Хотя самой популярной версией пока остается дешевый Fast Ethernet (100 Мбит/с), в потребительский сегмент давно метит более быстрый Gigabit Ethernet. Поддержкой последнего уже заручились большинство сетевых карт, встроенных в материнские платы для настольных компьютеров, и ноутбуки. Но из-за сравнительно высокой стоимости роутеров и отсутствия насущной необходимости в десятикратном увеличении скорости внедряется он довольно вяло.
Самые быстрые стандарты Ethernet достигли скоростей 100 Гбит/с, что может быть полезно при объединении нескольких больших сетей. Такие широкие каналы будут иметь смысл только при их использовании на магистралях, но для единичного компьютера очень маловероятно. Ведь обмен данными на скорости 12.5 Гбайт/с (100 Гбит/с) внутри обычного ПК может вестись только между процессором и оперативной памятью (да и то, не во всех случаях), не говоря уже о жестких дисках, для которых предел пока составляет 120 Мбайт/с. В любом случае здесь нам застой не грозит — пространство для роста определенно есть.
