Sự ra đời và quá trình phát triển của công nghệ Ethernet
Ngày nay, hầu hết chúng ta đều chọn lựa sử dụng Ethernet làm mạng cục bộ có dây của mình. Chỉ cần cắm giắc cắm vào ổ cắm tường hoặc bật công tắc là đã có mạng để sử dụng. Tuy nhiên, nhìn lại chiều dài lịch sử của Ethernet thì không như vậy, Steven Vaughan-Nichols đã theo dõi lịch sử của Ethernet, và các đối thủ cạnh tranh trong lĩnh vực giao thức mạng trước đây của nó.
Quý vị có thể tham khảo một số bài viết khác tại đây:
Trên thị trường hiện có những loại dây cáp mạng nào?
Các tiêu chí phân loại các loại dây cáp trong hệ thống mạng
[Tư Vấn] Lựa chọn dây cáp mạng phù hợp với bạn
Ethernet những năm 1960 và 1970
Vào những năm 1960 và 1970, mạng chưa được phổ biến rộng rãi và được coi là một công nghệ đặc biệt. Nhưng Robert “Bob” Metcalfe đã tạo ra Ethernet trong quá trình nghiên cứu một mạng cục bộ (LAN) cho Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto của Xerox (PARC). Sự ra đời của Ethernet đã làm thay đổi mọi thứ từ đây.
Tới năm 1972, Metcalfe, David Boggs và các thành viên khác của nhóm PARC, được giao cho vấn đề kết nối mạng, chưa từng nghĩ đến việc sẽ thay đổi cả thế giới. Họ chỉ muốn 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 hiện đại – để kết nối và sử dụng máy in laser đầu tiên trên thế giới, Scanned Laser Output Terminal.
Vấn đề đó không đơn giản chút nào khi mạng phải kết nối hàng trăm máy tính cùng một lúc và đủ nhanh để điều khiển máy in laser.
Metcalfe đã tìm đến bài báo năm 1970 của Norman Abramson về hệ thống phát thanh gói ALOHAnet. ALOHAnet được sử dụng cho các kết nối dữ liệu tại quần đảo Hawaii. Metcalfe đã sử dụng các tác phẩm đó để làm cảm hứng của mình. Không giống như ARPANET, trong đó thông tin liên lạc dựa trên các kết nối chuyên dụng, ALOHAnet sử dụng tần số UHF chia sẻ để truyền dẫn mạng.
Công nghệ ALOHAnet đối phó ra sao khi hai tín hiệu radio được phát sóng cùng một lúc và tạo nên sự “va chạm” giữa 2 gói. Sau khi chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên các node sẽ phát lại các gói “bị mất trong ether”. Tuy hình thức “nguyên thủy” này hoạt động khá tốt nhưng với thiết kế ban đầu của Abramson cho thấy ALOHAnet đạt lưu lượng truy cập tối đa khi chỉ sử dụng 17% hiệu suất tiềm năng của nó
Metcalfe đã nghiên cứu về vấn đề này và ông đã phát hiện ra rằng có thể đạt được 90% hiệu suất của lưu lượng truy cập tiềm năng với các thuật toán xếp các gói vào hàng đợi phù hợp. 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 chạm (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect – CSMA/CD).
Tuy nhiên, đối với PARC, một giải pháp không dây là không thực tế. Thay vào đó, Metcalfe chuyển sang cáp đồng trục. Nhưng thay vì gọi nó là CoaxNet hoặc gắn 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.
Vào một cuộc phỏng vấn năm 2009 Metcalfe đã giải thích như sau: “Toàn bộ khái niệm về một môi trường toàn diện (omnipresent ), hoàn toàn thụ động để truyền sóng điện từ không tồn tại. Đó là một thứ viển vông. Nhưng khi David [Boggs] và tôi đang xây dựng hệ thống mạng ở PARC, chúng tôi lên kế hoạch chạy dây cáp lên xuống ở mọi hành lang để thực sự tạo ra một môi trường toàn diện, hoàn toàn thụ động cho việc truyền sóng điện từ. Và trong trường hợp này là gói dữ liệu”. Sau khi các nhà khoa học đã phát hiện ra sự không tồn tại của ether. Các node đầu tiên trên Ethernet được đặt tên là Morley và Michelson.
Vào ngày 22 tháng 5 năm 1973, cách Ethernet hoạt động được Metcalfe viết thành một bản ghi nhớ để giải thích cho ban quản lý PARC. Cáp đồng trục được đặt trong hành lang của PARC, vào ngày 11 tháng 11 năm 1973 các máy tính đầu tiên được gắn vào mạng kiểu bus này. Mạng mới tự hào có tốc độ 3 megabit/giây (Mbps) và ngay lập tức trở thành một hiện tượng tại thời điểm đó.
Trong vài năm tới, Ethernet vẫn 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 và đã chia sẻ ý tưởng về Ethernet cho những người khác.
Vào năm 1979, Metcalfe đã rời Xerox và thành lập ra 3Com, 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 rằng sẽ làm cho Ethernet trở thành một tiêu chuẩn, nhưng ủy ban IEEE 802 lúc đó lại không đồng tình với việc này. 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, một phần thiết kế vật lý của Ethernet đã được cải thiện, đạt tốc độ 10 Mbps và đang trở nên phổ biến rộng rãi. Ethernet đầu tiên 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 phải khoan một lỗ nhỏ trong chính cáp để đặt “vòi rồng”, nên nó rất khó triển khai.
Thinnet (10Base2) là cách sử dụng cáp theo kiểu truyền hình cáp, RG-58A/U, việc đặt cáp mạng trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Bên cạnh đó, bạn có thể kết nối máy tính bằng đầu chữ T. Tuy nhiên, trở ngại lớn của 10Base2 xuất hiện: Nếu cáp bị gián đoạn ở đâu đó, toàn bộ phân đoạn mạng đó sẽ bị hỏng. Trong một văn phòng lớn, việc theo dõi 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, cáp xoắn đôi (UTP) không có vỏ bọc dần thay thế cho 10Base5 và 10Base2. Và cho đến ngày nay, thế hệ sau của công nghệ này như 100Base-TX và 1000Base-T được hầu hết chúng ta sử dụng.
Vào đầu những năm 80, sự cạnh tranh trực tiếp tới Ethernet bắt đầu bùng nổ 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.
Băng thông của Token Ring có kích thước gói lớn (4,550 byte với tốc độ 4 Mbps) lớn hơn nhiều lần so với 1.514 byte của Ethernet 10 Mbps — khiến nó nhanh hơn Ethernet một cách đáng kể.
Một thách thức khác của Ethernet là Attached Resource Computer Network (ARCNET). Vào năm 1970, ban đầu được tạo ra như một mạng lưới độc quyền bởi Datapoint Corp như Ethernet và Token Ring, nhưng tới năm 1980, ARCNET đã chính thức xuất hiện. Ngoài ra, ARCNET cũng là một giao thức mạng dựa trên mã thông báo, nhưng nó sử dụng một bus chứ không phải là một cấu trúc ring. Vào cuối thập niên 70, cấu trúc dựa trên bus đơn giản của nó và tốc độ 2.5 Mbps khiến nó trở nên hấp dẫn hơn.
Một số điều đảm bảo 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 quá trình chuẩn hóa IEEE.
Token Ring của IBM đã được mở theo lý thuyết, Tuy nhiên, Metcalfe đã nói rằng trên thực tế, thiết bị không phải IBM Token Ring hiếm khi làm việc với các máy tính của IBM. Về phía Ethernet là một tiêu chuẩn mở hơn rất nhiều, sớm đã có hơn 20 công ty hỗ trợ nó. Các sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn 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 cung cấp phần cứng cho Ethernet và gắn bó với thương hiệu đó).
Ethernet những năm 1990
Với ARCNET Plus, ARCNET chỉ tăng lên đến 20 Mbps vào năm 1992, tốc độ này còn chậm hơn cả vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990. Ethernet nhanh chóng thu hẹp khoảng cách công nghệ với Token Ring do có quá nhiều nhà phát triển cùng làm việc trên đó
Năm 1990, 10BaseT trở thành tiêu chuẩn IEEE, cho phép sử dụng các hub và switch chia mạng. Ethernet linh hoạt hơn với cấu trúc hình sao, với cấu trúc mới này Ethernet giúp mình giải phóng khỏi cấu trúc bus cồng kềnh trước đó. Với sự thay đổi này, các quan trị mạng đã dễ dàng hơn trong việc quản lý mạng của mình và tạo điều kiện cho người dùng linh hoạt hơn khi sử dụng. Bên cạnh đó, giá thành của Ethernet 10BaseT lúc đó cũng rẻ hơn rất nhiều so với Token Ring.
Token Ring bị đánh bại hoàn toàn khi chuyển mạch Ethernet và Ethernet 100Mbps xuất hiện. Ngày nay, vẫn có thể có các 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 trở nên vô cùng phổ biến. Nhưng để cung cấp kết nối mạng cho các điểm truy cập Wi-Fi, Ethernet sẽ luôn đóng một vai trò quan trọng.
Qua bài viết “Sự ra đời và quá trình phát triển của công nghệ Ethernet” trên. Viễn Thông Xanh mong rằng quý khách hàng có cái nhìn rõ nét hơn về lịch sử của Ethernet. Chúng tôi hân hạnh là một trong những kênh phân phối các sản phẩm thiết bị mạng, thiết bị quang chính hãng, đầy đủ giầy tờ CO,CQ theo yêu cầu của khách hàng. Trân trọng và cảm ơn quý khách hàng đã luôn ủng hộ Viễn Thông Xanh.
