Ethernet, uma tecnologia padrão que segue firme após 50 anos
(spectrum.ieee.org)- Nascida no Xerox PARC em 1973, a Ethernet passou de uma rede experimental baseada em cabo coaxial a um padrão de LAN cabeada em todo o mundo, sendo homenageada 50 anos depois como um IEEE Milestone
- O ponto de partida foi conectar entre si os computadores Alto do PARC e ligá-los a impressoras a laser e a um gateway ARPANET; Robert M. Metcalfe e David Boggs projetaram uma forma de conectar centenas de computadores dentro de um prédio
- O projeto inicial incorporou da ALOHAnet, da University of Hawai’i, o uso de canal compartilhado, transmissão por pacotes e novas tentativas aleatórias após colisões; ao usar cabo coaxial em vez de rádio, buscava melhorar a velocidade e reduzir problemas de interferência
- A primeira implementação operava a até 2,94 Mb/s; no prédio do PARC foram instalados 500 m de cabo coaxial, 100 nós transceptores, vampire taps e conectores D-type para ligar Altos, impressoras e servidores de arquivos
- Depois que Xerox, Intel e DEC publicaram a especificação da Ethernet de 10 Mb/s em 1980, o IEEE 802 LAN Standards Committee a adotou como padrão em 1983, levando ao IEEE 802.3-1985 e a expansões posteriores para maiores velocidades e múltiplos meios
Ethernet começou no Xerox PARC
- O Xerox Palo Alto Research Center(PARC), na Califórnia, foi o ponto de origem de várias tecnologias de computação, como o Alto, o primeiro computador pessoal baseado em interface gráfica de usuário, e a primeira impressora a laser
- O PARC também foi o berço da Ethernet, uma tecnologia de rede que transmite dados em alta velocidade por cabo coaxial
- A Ethernet tornou-se o padrão de LAN cabeada amplamente usado em empresas e residências e, meio século após seu nascimento, foi escolhida como um IEEE Milestone
Uma rede para ligar o Alto e a impressora a laser
- O desenvolvimento da Ethernet começou em 1973, quando Charles P. Thacker concebeu uma rede para comunicação entre computadores Alto, conexão com impressoras a laser e ligação ao gateway ARPANET do PARC
- O IEEE Fellow Robert M. Metcalfe ficou responsável pela implementação, e logo o cientista da computação David Boggs se juntou a ele
- Havia duas condições de projeto
- Precisava ser rápida o bastante para dar suporte à impressora a laser
- Precisava conectar centenas de computadores dentro do mesmo prédio
O método de transmissão por pacotes vindo da ALOHAnet
- O projeto da Ethernet foi inspirado na ALOHAnet, um sistema baseado em rádio da University of Hawai’i
- Na ALOHAnet, os computadores enviavam pacotes com o endereço do destinatário por um canal compartilhado; quando duas mensagens colidiam, os computadores transmissores aguardavam por um período aleatório e tentavam novamente
- Metcalfe organizou a proposta inicial em um memorando chamado Alto Aloha Network
- Usar cabo coaxial em vez de ondas de rádio permitia transmitir dados mais rapidamente e limitar interferências
- Com o uso de taps de TV a cabo, era possível se conectar ao cabo coaxial sem cortá-lo, permitindo que usuários entrassem ou saíssem da rede sem desligar todo o sistema
A primeira implementação da Ethernet em 1973
- Metcalfe e Boggs projetaram em 1973 a primeira versão do que hoje é conhecido como Ethernet
- A primeira versão enviava dados a até 2,94 Mb/s, velocidade suficiente para acionar uma impressora a laser e transmitir por cabo coaxial
- No centro do corredor do prédio do PARC foi instalado um cabo coaxial de 9,5 mm grosso e rígido
- O cabo tinha 500 m de comprimento
- Foram conectados 100 nós transceptores ligados por conectores N
- Esse dispositivo de conexão era chamado de vampire tap
- Cada vampire tap era uma pequena caixa com carcaça rígida, e duas sondas perfuravam a camada isolante externa do cabo para fazer contato com o núcleo de cobre
- Essa estrutura permitia adicionar novos nós mantendo as conexões existentes em funcionamento
- Cada vampire tap tinha um soquete de conector D-type composto por um plugue de 9 pinos e nove soquetes jack, permitindo conectar computadores Alto, impressoras e servidores de arquivos à rede
NIC e o nome Ethernet
- Para a comunicação entre dispositivos, Metcalfe e Boggs criaram a primeira placa de interface de rede(NIC) de alta velocidade
- Essa placa de circuito era conectada à placa-mãe do computador e incluía o elemento hoje conhecido como porta Ethernet
- Os pesquisadores mudaram o nome original, Alto Aloha Network, para Ethernet
- A mudança de nome foi uma escolha para deixar mais claro que o sistema podia dar suporte não só ao Alto, mas a qualquer computador
- Alan Kay relembrou que o nome veio de uma fala inicial de Thacker: “um cabo coaxial nada mais é do que ether capturado”
- Metcalfe, Boggs, Thacker e Butler W. Lampson receberam uma patente dos EUA pela invenção em 1978
Ethernet de 10 Mb/s e padronização industrial
- O PARC continuou o desenvolvimento e, em 1980, apresentou uma Ethernet que operava a 10 Mb/s
- Essa atualização foi resultado da colaboração entre pesquisadores da Xerox, da Intel e da Digital Equipment Corp.(DEC) para criar uma versão da Ethernet voltada ao uso amplo pela indústria
- A Ethernet foi comercializada em 1980 e rapidamente se tornou o padrão de LAN da indústria
- Para oferecer um framework que permitisse às empresas de computadores usar a tecnologia, em junho de 1983 o IEEE 802 Local Area Network Standards Committee adotou a Ethernet como padrão
- Atualmente, a família IEEE 802 é composta por 67 padrões publicados e 49 projetos em desenvolvimento
- O comitê IEEE 802 trabalha com organismos de padronização do mundo todo para publicar alguns padrões IEEE 802 como diretrizes internacionais
Homenagem como IEEE Milestone
- Uma placa IEEE Milestone em homenagem à Ethernet será exibida do lado de fora das instalações do PARC
- A placa informa que a LAN cabeada Ethernet foi inventada em 1973 no Xerox PARC, inspirada na rede de rádio por pacotes ALOHAnet e na ARPANET
- Ela também descreve a sequência em que, em 1980, Xerox, DEC e Intel anunciaram a especificação da Ethernet de 10 Mb/s baseada em cabo coaxial, que se tornou o IEEE 802.3-1985 Standard
- Depois disso, a Ethernet se expandiu para velocidades mais altas e para meios como twisted-pair, fibra óptica e sem fio, tornando-se amplamente usada em ambientes residenciais, comerciais, industriais e acadêmicos
- O programa IEEE Milestone é operado pelo IEEE History Center e reconhece avanços tecnológicos notáveis em todo o mundo
- A indicação foi patrocinada pela IEEE Santa Clara Valley Section, e a cerimônia de dedicação está prevista para ocorrer nas instalações do PARC em 18 de maio
1 comentários
Opiniões do Hacker News
Se a casa tiver cabeamento coaxial, vale considerar MoCA
Quando reformei minha casa antiga, passei Ethernet em todos os cômodos e conectei pontos de acesso cabeados ou tomadas no escritório; a velocidade e, especialmente, a consistência eram muito melhores do que Wi-Fi ou mesh
Na casa atual é difícil passar Ethernet novo, mas há coaxial de TV a cabo em quase todos os cômodos, então descobri que o padrão MoCA permite transmitir dados a até 2,5 Gbps sobre coaxial
Graças a isso, posso conectar pontos de acesso cabeados, computadores e TVs à rede cabeada em qualquer lugar da casa
Antes do CAT5e, mesmo que tivessem passado cabo Ethernet, ele ficaria na faixa de 100 Mbps; se fosse antes de 1995, provavelmente seria CAT4, abaixo de 20 Mbps
Passei um cabo Ethernet entre os dois cômodos mais distantes da casa, mas ele fica preso perto do teto em ganchos ou pregos, então é meio feio
Para fazer direito, teria que passar pelo crawlspace ou pelo sótão; não quero me arrastar pelo crawlspace, e o sótão tem uma estrutura em que, se eu pisar errado, posso atravessar o teto, além de muito isolamento, então é complicado
Fico pensando se seria possível abrir a parte de cima da parede, furar para cima, amarrar o cabo a uma haste e empurrá-lo para o sótão, depois colocar um drone para voar no sótão, prender o laço do cabo e trazê-lo até a abertura de acesso
É perfeito para apartamentos com tomada de TV a cabo em todos os cômodos; basta verificar se há um divisor de banda larga adequado e um filtro no ponto de demarcação do cabo que entra na casa
Existem kits que prometem velocidades de classe gigabit, mas, pelas análises, a velocidade real parece variar bastante
https://en.wikipedia.org/wiki/Power-line_communication
https://www.tp-link.com/us/home-networking/powerline/tl-pa70...
Lembro que os cabos “Ethernet” que eu usava no começo do trabalho eram coaxiais, e o artigo também diz que a primeira Ethernet funcionava sobre coaxial
No uso atual, parece que Ethernet é usada quase como sinônimo de CAT5
O mais impressionante é que dá para usar TV a cabo e MoCA ao mesmo tempo no mesmo fio
Robert Metcalfe, inventor da Ethernet, previu em 1995 que a tecnologia de base não poderia escalar e que a internet entraria em colapso no ano seguinte; no fim, teve de engolir literalmente as próprias palavras
https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Metcalfe#:~:text=24%5D%...
Como alguém que já trabalhou bastante no desenvolvimento de Wi-Fi/roteadores, eu diria um provérbio: “quem sabe como a comunicação sem fio funciona usa cabo”
Na reforma do apartamento, coloquei um monte de tomadas para que, em qualquer ponto dos 80 m², a tomada Ethernet mais próxima ficasse a no máximo 2 m, incluindo o banheiro
Atrás da TV, nem 4 portas foram suficientes, então adicionei um roteador
Wi-Fi é mais uma solução provisória quando não há essa opção; se o uplink de fibra é 1000/500 por 35 euros ao mês, quero aproveitá-lo direito também nos clientes
Deixei 2,4 GHz e 5 GHz ligados, mas ninguém usa porque LTE é uma alternativa melhor. Tenho Mikrotik em vários lugares e Wave 2 também é possível, mas não há motivo para usar se o cabo Ethernet funciona muito melhor
Ainda mais considerando PoE e injetores; não importa qual seja a moda, as leis da física não são quebradas
Em resumo, se você não consegue usar Ethernet em casa e o celular também é ruim, use a tecnologia sem fio mais recente; se esse não for o problema, cabo é disparado a melhor opção
Algumas TVs aceitam adaptador USB-RJ45, mas a maioria das portas USB é USB 2, com limite prático de cerca de 300 Mbps
Modelos bons têm porta USB 3, permitindo 1 Gbps com adaptador RJ45
Gostaria que os fabricantes colocassem nas TVs ao menos portas RJ45 gigabit e, se possível, 2,5 Gbps
Tenho 7 roteadores Wi-Fi na propriedade para diferentes usos; 5 deles mantêm dispositivos IoT em uma rede separada, e 2 são para os dispositivos pessoais da família
Mas, tirando o notebook, todos os computadores que uso ficam conectados por cabo Cat6 ou superior
Também tenho um computador de backup na garagem anexa, então puxei o cabo Ethernet até lá
Ethernet é ótima, mas Wi-Fi também é bastante bom; cada um tem seus usos adequados
Sinceramente, o Wi-Fi moderno é muito bom. Depois que comprei um roteador potente, meus problemas de recepção acabaram
“É só passar cabo” nem sempre é a solução. Os dispositivos que tinham problema de recepção não ofereciam suporte a Ethernet cabeada
O lamentável é que tudo acabou ficando preso a pacotes de 1500 bytes
Dá para compensar com hardware, mas processar 100G ou 10G em blocos de 1500 bytes é ridículo
Pacote é a expressão que descreve a segmentação entre switches, ou seja, a camada 3
Se não fosse por mim e pelo avb, talvez não tivesse ficado como é hoje
Um dia preciso organizar isso e escrever, mas, resumindo, FDDI era o caminho para chegar a 100 Mbit, e eu queria Ethernet de 100 Mbit, mas os engenheiros de hardware da Sun achavam que eu queria sinal em fio de cobre do mesmo jeito que nos 10 Mbit
Na verdade, meu interesse não era esse, e sim o ponto que alguém neste thread mencionou: você poder conectar um hub de 10 Mbit e ele funcionar junto com 100 Mbit, gigabit etc.
Na minha cabeça, tudo era uma questão de formato de frame, e eu achava que, se o formato fosse o mesmo, seria possível ter switches baratos
Hoje foi exatamente isso que aconteceu, e eu já previa esse rumo por volta de 1990
Para quem odeia os 1500 bytes, a interconexão de memória da SGI ensinou que “maior nem sempre é melhor”
Ao lidar com cache misses remotos, unidades grandes não são boas e, embora eu não esteja explicando bem, unidades pequenas também têm valor
Se quiserem, posso escrever isso direito
O incrível no Ethernet é que, mesmo misturando vários cabos e velocidades, ele ainda funciona bem
Recentemente, por diversão, conectei um hub exclusivo de 10 Mbit/s a um switch de 10/100 Mbit/s e depois a um switch gigabit, e tudo simplesmente funcionou
Lembro de ter feito cabeamento gigabit Cat5 em ambiente industrial há cerca de 20 anos
Na minha casa, que tem mais ou menos essa idade, também há Cat5 espalhado por toda parte, e ele aguentou muito bem até hoje
Em redes cabeadas, 1 giga ainda é o padrão; 2.5G é uma opção cara em alguns casos, e 10G é uma opção muito cara para casas e pequenos negócios
Com algum tempo, dava para criar pelo menos uma tomada Ethernet em cada cômodo e ainda garantir um par de cabos subindo para o sótão
O lado ruim é que removeram mais capa do que o necessário e não deixaram muita sobra de cabo, mas ainda assim deu para fazer a terminação e instalar keystone jacks
Achei que isso duraria mais do que eu precisaria, mas mudei de ideia ao descobrir que o ISP oferece 2.5Gbps até a minha casa
Talvez VR possa mudar isso
É triste ver como os preços de Internet são ruins, especialmente nos EUA e em países onde há monopólio de ISP
A única razão pela qual minha Internet é relativamente barata é que houve muita concorrência no início no meu país
Para 10G, cabos de cobre são fáceis de encontrar, mas SFP parece ser mais comum
Se os chipsets ficarem mais rápidos e o consumo de energia e o aquecimento diminuírem, o cobre pode voltar
Muita gente já recebe mais do que isso do ISP, e muitos produtos de consumo dos últimos 5 anos vieram com pelo menos 2.5G
Pequenas empresas também costumam usar pelo menos SFP por andar
Se você se interessa pela história inicial do Ethernet, o registro oral de Bob Metcalfe do Computer History Museum é uma boa leitura
https://archive.computerhistory.org/resources/text/Oral_Hist...
Ainda acho uma pena que esse nome tenha sido dado a uma configuração cabeada, e não sem fio
Wi-Fi também usa uma forma ligeiramente modificada dos frames Ethernet
O fato de o Ethernet não ter ficado para trás mesmo depois de 50 anos parece uma prova do ditado “se não está quebrado, não conserte”
É impressionante que essa tecnologia antiga continue relevante mesmo numa era em que o wireless tomou conta de tudo
Minha stack também é composta por coisas como Java, monólito e bancos de dados SQL, e continuo atendendo clientes pagantes de forma estável sem usar todas as modas mais recentes
O que se manteve relativamente constante foi a disposição dos frames e dos endereços, um exemplo do padrão de “cintura estreita” de Kleinrock em projeto de protocolos
É bom ter ao menos um protocolo que pareça “pronto” no bom sentido
10Base-T é uma nova topologia e um novo cabeamento que virtualizam um barramento dentro do hub, e Ethernet comutada é mais uma rede inteligente fingindo ser Ethernet para terminais ingênuos
Quando as taxas de dados sobem, o método de sinalização também muda, o meio se expandiu do cobre à fibra óptica, e o padrão aposentou o coaxial baseband acima de 10 Mbps
Ainda assim, fazer tudo funcionar sob o mesmo guarda-chuva de padrões ajudou a reduzir o risco de instalar uma rede de um fornecedor específico e depois se arrepender quando outro cabeamento ou método de sinalização mais rápido e barato aparecesse