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[周报全文]【网络世界大会】四十年华 光彩绽放——以太网大事记

2013年09月17日 16:52:11 | 作者:CNW,com.cn | 来源:网界网 | 查看本文手机版

摘要:今年5月22日,以太网刚刚过完40岁生日。从刚诞生时在粗同轴电缆上运行的2.94Mbps网络,到今天运行在光纤、铜或无线上的高速以太网,四十年来,以太网不断向前发展、演进。

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以太网
网络世界大会专刊

今年5月22日,以太网刚刚过完40岁生日。从刚诞生时在粗同轴电缆上运行的2.94Mbps网络,到今天运行在光纤、铜或无线上的高速以太网,四十年来,以太网不断向前发展、演进。经历了四十年的风霜雨雪,以太网如今已经迈入了不惑之年,绽放光彩的同时也开始反哺、滋养所有的人们。

而今,让我们一起回顾以太网诞生与成长历程中的重要时刻,记住所有为以太网的发明与发展贡献过力量的人们。

1973年:以太网诞生

1973年5月22日,在美国加利福尼亚帕洛阿托的施乐帕洛阿托研究中心(Xerox PARC),以太网创始人鲍勃·梅特卡夫(Bob Metcalfe)在他的办公室里绘制了一张关于以太网的草图,并用IBM Selecttic系列自动打字机打出了一份描述以太网的备忘录。备忘录中概述了基于Aloha网络协议建立的、能通过同轴电缆连接计算机、打印机和文件的网络——以太网。同时,梅特卡夫和同事一起进行以太网拓扑的研究工作。由此,以太网宣告诞生。

1976年,梅特卡夫和以太网另一个发明伙伴大卫·博格斯(David Boggs)共同发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章,文章中描述了具有冲突检测的多点数据通信系统。

1978年,施乐通过同轴电缆部署了一个实验性的以太网——X-Wire。这个世界上第一个以太网出现在施乐帕洛阿托研究中心的一间堆满打印机和复印机的房间内。

1980年:以太网“DIX标准”出现

1979年,梅特卡夫离开施乐帕洛阿托研究中心,并创办了3COM公司,促进了以太网商业化发展,同时也推动了以太网成为主流技术。成立3COM公司之后,梅特卡夫对英特尔、DEC(Digital Equipment Company,美国数字设备公司)和施乐进行游说,希望这三家公司同3COM公司一起将以太网标准化、规范化。

1980年,英特尔、DEC和施乐首次联合发布了X-wire以太网“DIX标准”,也就是“Digital/Intel/Xerox”标准。1981年,英特尔公司又推出了第一块以太网卡。

1983年:以太网技术标准——IEEE 802.3发布

1982年12月,以“DIX标准”为基础的IEEE 802.3以太网标准公布,其研发初衷是为了标准化计算机、打印机、服务器,以及局域网中其他设备之间的连接性。

1983年,成立刚一年的IEEE 802.3工作组发布10BASE-5“粗缆”(Thick Ethernet,又称黄色电缆)以太网标准。该标准使用单根RG-11同轴电缆,速度为10Mbps的基带局域网络,最大传输距离不超过500米,最多可以连接100台电脑的收发器,且缆线两端必须接上50欧姆的终端电阻。这就是最早的以太网标准。

“DIX”以太网和IEEE 802.3标准多少有些差异,两者有着不同的术语和数据帧格式,但其他内容几乎完全一样。IEEE 802.3小组对CSMA/CD网络的运营实行了标准化,功能上等同于DIX以太网。1985年,IEEE 802.3正式成为国际标准,且所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准。

1995年:IEEE 802.3u——100M快速以太网标准通过

科技的发展速度往往让人始料不及,虽然二十世纪七八十年代人类正处在科技并不发达的社会,但是那时候科技发展的速度却是惊人的。自20世纪90年代以来,计算机速度大幅提升,局域网中计算机数量不断增加,网络中大型文件、多媒体文件频繁传输,而10Mbps速率的传统以太网显然不能满足这种网络的发展现状,出现了网络信息过载和网络瘫痪的现象。

传统网络无法解决的问题,人们往往都会寻求新的方式和发明新的技术以提高LAN的性能。所以,1993年10月,Grand Junction公司就推出了世界上第一台快速以太网集线器Fast Switch10/100和网络接口卡FastNIC100,大大提高了网络传输速率。1994年,IEEE最终确定了10BASE-F标准光纤以太网。随后,英特尔、SynOptics、3COM和BayNetworks等公司也相继推出自己的以太网装置,来加速基于传统以太网标准的网络速率。

1995年3月,IEEE通过了IEEE 802.3u 100BASE-T以太网标准,能够提供100Mbps的网络传输速率,开启了快速以太网(Fast Ethernet)的时代。100BASE-T以太网可以支持3、4、5类双绞线,以及光纤的连接,能够有效地保障用户在现有布线基础设施上的投资,较之传统的以太网标准,快速以太网拥有更多优势,所以得到了大规模的应用和普及。快速以太网由此开启了以太网大规模应用的新时代。

1998年:千兆标准降临 以太网速度跃上新台阶

1998年6月,IEEE又制定了IEEE 802.3z 1000Mbps(1Gbps)以太网标准。作为当时最新的高速以太网技术,IEEE 802.3z给用户带来了提高核心网络的有效解决方案。且千兆以太网还具备其他特点?

1) 简易性:千兆以太网继承了以太网、快速以太网的简易性,因此其技术原理、安装实施和管理维护都很简单。

2) 扩展性:由于千兆以太网采用了以太网、快速以太网的基本技术,因此由10BASE-T、100BASE-T升级到千兆以太网非常容易。

3) 可靠性:由于千兆以太网保持了以太网、快速以太网的安装维护方法,采用星型网络结构,因此网络具有很高的可靠性。

4) 经济性:由于千兆以太网是10BASE-T和100BASE-T的继承和发展,一方面降低了研究成本,另一方面由于10BASE-T和100BASE-T的广泛应用,网络公司为争夺千兆以太网这个巨大市场,都生产千兆以太网产品,因此价格开始逐渐下降。

5) 可管理维护性:千兆以太网采用基于简单网络管理协议(SNMP)和远程网络监视(RMON)等网络管理技术,许多厂商开发了大量的网络管理软件,使千兆以太网的集中管理和维护非常简便。

6) 广泛应用性:千兆以太网为局域主干网和城域主干网提供了一种高性价比的宽带传输交换平台,使得许多宽带应用能施展其魅力。

升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地保护投资。1999年,IEEE 802.3ab——铜线千兆以太网标准发布。它起到保护用户在5类UTP布线系统上投资的作用。以太网加速迈进了千兆位的时代。

2001年:城域以太网论坛成立

2001年,城域以太网论坛(Metro Ethernet Forum)在美国硅谷成立。自成立至今,MEF已经拥有214名成员,其中包括118家服务提供商,并完成40项标准。该组织致力于定义和推广以太网运营商网络服务,且该组织制定的以太网规范会交付IETF和IEEE批准通过。

2002年:万兆标准颁布 以太网向城域网和广域网进军

2000年,千兆以太网交换机开始使用没多久,人们对10G以太网的讨论就开始了。IEEE开始制定10G以太网标准, 并于2002年6月正式颁布IEEE 802.3ae标准,昭示着以太网将走向更为宽广的应用舞台。

10G以太网作为传统以太网技术的一次较大的升级,在原有的千兆以太网的基础上将传输速率提高了10倍,传输距离也大大增加,摆脱了传统以太网只能应用于局域网范围的限制,使以太网延伸到了城域网和广域网。

10G以太网技术适用于各种网络结构,可以降低网络的复杂性,能够简单、经济地构建各种速率的网络,满足骨干网大容量传输的需求,解决了城域网传输的“瓶颈”问题。由于增加了广域网接口子层(WIS),可实现与SDH的无缝连接,10G以太网成为未来实现端到端光以太网的基础。

2003年:以太网供电标准诞生

2003年,802.3af标准——以太网供电标准发布。借助这一标准(+本站微信networkworldweixin),数千种产品使用同一个连接器就可以使用功能强大的以太网以及电源。如今,以太网网线供电已经在市场上广泛应用,特别是在IP电话、无线局域网和IP安全市场。由于不用安装另外的电源线和电源插座,这项技术标准为消费者解决了消耗大量费用和精力的问题,以太网因此更加受到人们的衷心拥护。

2004年:同轴电缆万兆标准发布

IEEE 802.3ak——同轴电缆10G以太网标准颁布。802.3ak标准可以在同轴电缆上提供10G的速率,从而开启了短距离、高速度数据中心连接的大门。新标准为数据中心内相互距离不超过15米的以太网交换机和服务器集群提供了一个以10G速度互联的经济方式。由于10G速率可以通过电口来实现,802.3ak标准为交换机和服务器的集群提供了一个比光解决方案成本更低的解决方法,从而引发了10G产品价格的迅速下降。

2006年:非屏蔽双绞线万兆标准通过 万兆价格骤降

IEEE 802.3an 10GBASE-T—— 基于非屏蔽双绞线的10G以太网规范得以通过。10GBASE-T标准使得网络管理员在将网络扩展到10G的同时,能够沿用原来已布设的铜质电缆基础结构,并且让新装用户也能够分享铜质结构电缆高性价比的好处。由于10GBASE-T具有较大的端口密度和相对较低的元件成本,因此它有助于网络设备厂商大幅降低10G以太网互联的成本,这使需要更高带宽的应用最终成为可能。可以说,10GBASE-T对10G以太网的普及功不可没。

2007年:背板以太网标准公布

IEEE 802.3ap——背板以太网标准规定了在企业级网络和数据中心的基于机箱的模块化平台中,网络设备厂商如何在背板最远1米的范围内进行千兆和万兆以太网的传输。标准通过之后,意味着网络管理者可以在同一个机箱内混合匹配不同厂商的服务器或路由器刀片模块。厂商由此可以选择性地采购标准背板,从而更快地推出价格合理的高性能产品。背板以太网标准为设备的部署和使用带来了极高的灵活性。

2008年:各组织加强数据中心以太网技术

IEEE研发了数据中心桥接DCB和最短路径SPB优先无损转发技术,而IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)则为多活跃路径定义了TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Links,多连接透明互联),DCB、SPB和TRILL构成数据中心网络[注]的三种协议。ANSI(American National Standards Institute,美国国家标准学会)致力于以太网光纤通道研究,以此来实现LAN/存储融合。

2009年:以太网光纤通道标准获批 推动数据中心整合大潮

2009年,FCoE——以太网光纤通道标准由国际信息技术标准委员会(INCITS)下属的T11技术委员会批准通过。FCoE将两个尖端技术——FC存储网络和增强型以太网物理传输集合到了一起,既保护了FC SAN投资,又简化了管理。它在应用上的优点是在维持原有服务的基础上,可以大幅减少服务器上的网络接口数量,同时减少了电缆、节省了交换机端口和管理员需要管理的控制点数量,从而降低了功耗,给管理带来便利。凭借其简单性、高效率、高利用率,以及低功耗、低制冷和低空间需求,FCoE将推动新一轮数据中心整合大潮。

2010年:40G/100G标准问世 新一波网络大提速开始

在10G出现的短短四年后,IEEE成立了一个研究小组来研究以太网速度的又一次飞跃,这次是100G。由于大家对于速度的分歧,使制定标准的过程变得复杂。

2010年,IEEE 802.3ba——40G/100G以太网标准获批。该标准解决了数据中心、运营商网络和其他流量密集的高性能计算环境及日益增长的应用对带宽的需求。数据中心虚拟化云计算[注]、融合网络业务、视频点播和社交网络等应用需求是推动制定该标准的幕后力量。40G/100G标准的通过,为更高速的以太网服务器连通性和核心交换产品铺平发展之路。新一波大提速宣告开始,以太网从此将以王者的身份傲视其他通信技术。

2010年:节能以太网标准通过 以太网加入绿色环保大潮

802.3az——节能以太网(EEE)标准历经四年终获通过。这个标准将给全部以太网BASE-T收发器(100M、1G和10G),以及背板物理层增加低耗电闲置(LPI)模式。也就是说,让以太网在空闲状态时降低网络连接两端设备的能耗,正常传输数据时则恢复供电,以此减少电力消耗。借助EEE与其他节能技术,以太网加入了当今世界绿色节能的大潮。

2012年:MEF推出运营商以太网新标准——CE 2.0

早在2005年,MEF就推出了运营商以太网标准,以其作为定义运营商如何以一致性的方式使用以太网进行数据通信的一个扩展规范集合。2012年,MEF又宣布推出最新的运营商以太网标准——电信级以太网 CE 2.0。该标准创建了一组附加规范集合。

CE 2.0为设定多服务类型(Multi-CoS)定义提供了指导意见,此类定义允许运营商创建更具细微差别的服务等级协议(SLA)。而且CE 2.0提供了一组更丰富的管理指标,还为多服务提供商以统一的方式交换以太网流量做好了准备。

2013年:IEEE宣布成立400G以太网研究小组

IEEE称,网络需要支持带宽平均需求每年以58%的增长率递增。用户数量、访问技术、接入速度以及视频点播和社交媒体等服务增长的同时将推动带宽的需求。到2015年,网络需要支持每秒1TB的容量需求。如果按照目前的趋势发展,到2020年,网络需要将支持每秒10TB的容量需求。正是这种趋势推动IEEE考虑超过100G的以太网解决方案并且组建一个研究组来探索400G以太网标准的开发。

2013年4月2日,IEEE宣布组建新的 802.3 Standard for Ethernet工作组,探讨制定400Gbps带宽的新一代以太网传输标准。新组建的IEEE 802.3 400Gbps以太网研究负责人——John D’ Ambrosia表示,现在开始研究以太网400G标准并不算早,100G以太网标准从开始研究到2010年最后确定下来,用了四年的时间。D’ Ambrosia预计400G以太网的研究也将需要同样长的时间,将在2017年确定下来。

以太网四十年的发展历程,不仅昭示着以太网技术本身的成长和成熟,也标志着社会科学技术不断向前发展,向更高层次迈进。让我们一起期待更加高速、更加成熟的以太网诞生。

参考资料

1.数据中心网络:(Data Center Network)是应用于数据中心内的网络,因为数据中心内的流量呈现出典型的交换数据集中、东西流量增多等特征,对数据中心网络提出了进一步的要求:大规模、高扩...详情>>

2.云计算:(Cloud Computing)描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云计算是继1980年代大型计算机到...详情>>

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