이더넷의 역사

이더넷의 기원: ALOHA 무선 시스템

이더넷의 핵심 아이디어는 공유된 공용 전송 채널을 사용하는 것입니다. 데이터 전송 채널을 공유한다는 아이디어는 하와이 대학에서 시작됐다. 1960년대 후반에 Norman Abramson과 그의 학교 동료들은 ALOHA 시스템이라는 무선 네트워크를 개발했습니다. 지상파 라디오 시스템은 오아후 섬에 있는 학교의 IBM 360 메인프레임을 다른 섬과 해양 선박에 있는 카드 리더기 및 터미널에 연결하기 위해 개발되었습니다. 시스템의 초기 속도는 4800bps였으며 최종적으로 9600bps로 업그레이드되었습니다. 이 시스템의 독특한 특징은 양방향 데이터 전송을 위해 "인바운드" 및 "아웃바운드" 무선 채널을 사용한다는 것입니다. 아웃바운드 무선 채널(호스트 컴퓨터에서 먼 섬까지)은 매우 간단하고 간단합니다. 전송된 메시지의 헤더에 대상 주소를 입력하면 해당 수신 스테이션에서 디코딩됩니다. 인바운드 무선 채널(섬 또는 선박에서 호스트까지)은 복잡하지만 흥미롭고 무작위 재전송 방법을 사용합니다. 보조 스테이션(섬에 있는 스테이션)은 운영자가 Return 키 메시지 또는 정보를 누른 후 이를 전송합니다. 그런 다음 스테이션은 주 스테이션이 확인 메시지를 다시 보낼 때까지 기다립니다. 특정 시간 제한(200~1500나노초) 내에 아웃바운드 채널에서 확인 메시지가 반환되지 않으면 원격 스테이션(보조 스테이션)은 생각할 것입니다. 두 스테이션이 동시에 전송을 시도하므로 충돌이 발생하여 전송 데이터가 파괴됩니다. 이때 두 스테이션은 다시 임의의 시간을 선택하여 정보 패킷을 다시 보내려고 합니다. 성공의 확실성은 매우 높습니다. 이러한 유형의 네트워크는 서로 다른 스테이션이 동일한 채널을 놓고 경쟁하기 때문에 경합 네트워크라고 합니다.

이 경쟁 기반 네트워크에는 두 가지 의미가 있습니다.

이 모드를 사용하면 여러 노드가 간단하고 유연한 방식으로 동일한 채널에서 정확하게 전송할 수 있습니다.

채널을 사용하는 스테이션이 많을수록 충돌 가능성이 높아져 전송 지연이 증가하고 정보 처리량이 감소합니다.

Norman Abramson은 ALOHA 시스템의 이론과 적용에 관한 일련의 기사를 발표했습니다. 1970년 기사 중 하나는 ALOHA 시스템의 이론적 용량을 계산하기 위한 수학적 모델에 대해 자세히 설명했습니다. 이 모델은 현재 ALOHA 시스템의 이론적 용량이 17%의 이론적 효율성에 도달한 것으로 추정되는 고전적인 ALOHA 모델로 알려져 있습니다. 1972년 ALOHA는 동시 접속을 통해 슬롯형 ALOHA 그룹 방송 시스템으로 개선되어 효율성이 두 배 이상 향상되었습니다.

Abramson과 그의 동료들이 개발한 작업은 이더넷과 다양한 위성 전송 시스템을 포함하여 현재 사용되는 대부분의 패킷 방송 시스템의 기초가 되었습니다. 1995년 3월 Abramson은 경쟁 기반 시스템에 대한 선구적인 연구 작업으로 IEEE의 Kobaya Shi Award를 수상했습니다.

제록스 PARC, 최초의 이더넷 탄생

오늘날 우리가 알고 있는 이더넷은 1972년 Bob Metcalfe가 Xerox Palo Alto Research Center(PARC)의 컴퓨터 공학 연구실에 왔을 때 개척되었습니다. Xerox는 세계적으로 유명한 연구 기관입니다. 1972년에 PARC 연구원들은 EARS라는 세계 최초의 레이저 프린터와 ALTO라는 그래픽 사용자 인터페이스를 갖춘 최초의 PC를 발명했습니다. 당시 Metcalfe는 PARC의 네트워크 전문가로 Xerox에 고용되었습니다. 그의 첫 번째 업무는 Xerox ALTO 컴퓨터를 Arpanet(Arpanet은 인터넷의 전신)에 연결하는 것이었습니다. 1972년 가을, Metcalfe는 워싱턴 D.C.에 거주하는 Arpanet 프로그램 관리자를 방문하고 ALOHA 시스템에 대한 Abramson의 건기 연구를 접했습니다. ALOHA 모델에 대한 Abramson의 유명한 1970년 논문을 읽는 동안 Metcalfe는 Abramson이 의심스러운 가정을 했지만 최적화를 통해 ALOHA 시스템의 효율성을 거의 100%까지 높일 수 있다는 것을 깨달았습니다. 마지막으로 Metcalfe는 패킷 기반 전송 이론으로 하버드 대학에서 과학 박사 학위를 받았습니다.

1972년 말, Metcalfe와 David Boggs는 서로 다른 ALTO 컴퓨터를 연결하는 네트워크를 설계한 다음 NOVA 컴퓨터를 EARS 레이저 프린터에 연결했습니다. 개발 과정에서 Metcalfe는 네트워크가 ALOHA 시스템을 기반으로 하고 수많은 ALTO 컴퓨터를 연결했기 때문에 그의 프로젝트를 ALTO ALOHA 네트워크라고 명명했습니다. 세계 최초의 개인용 컴퓨터 근거리 통신망인 ALTO ALOHA 네트워크는 1973년 5월 22일에 처음 운영을 시작했습니다. 이날 맥칼프는 "전자기 방사선이 빛나는 에테르를 통해 퍼질 수 있다는 생각"에서 영감을 받아 네트워크 이름을 이더넷으로 바꿨다는 메모를 썼다.

원래 실험적인 PARC 이더넷은 2.94Mbps(초당 메가비트)의 속도로 실행되었는데, 이는 약간 불안정했습니다. 그 이유는 첫 번째 이더넷 인터페이스 타이머가 ALTO 시스템 클럭을 사용했기 때문입니다. 즉, 340나노미터마다 A 펄스가 발생합니다. 물론 이더넷은 캐리어 감지 기능, 즉 각 스테이션이 자체 데이터 스트림을 전송해야 하기 때문에 원래 ALOHA 네트워크에 비해 크게 개선되었습니다. 먼저 네트워크의 움직임을 수신해야 하므로 향상된 재전송 방식을 사용하면 네트워크 활용도를 거의 100%까지 높일 수 있습니다. 1976년까지 PARC의 실험적인 이더넷은 1,000미터 두께의 동축 케이블에서 실행되는 100개 노드로 성장했습니다. Xeror는 이더넷을 하나의 제품으로 만들고자 하여 Ethernet Xerox Wire로 이름을 바꿨습니다. 그러나 1979년에 DEC, Intel, Xerox가 공동으로 네트워크를 표준화하면서 네트워크는 이더넷이라는 이름으로 돌아갔습니다. 1976년 6월 Metcalfe와 Boggs는 "Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Area Networks"라는 제목의 유명한 논문을 발표했습니다. 1977년 말에 Metcalfe와 그의 동료 3명은 "충돌 감지 기능이 있는 다중 지점 데이터" 통신 시스템의 특허를 획득했습니다. 다지점 전송 시스템을 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access and Collision Protection)라고 합니다. 그 이후로 이더넷이 공식적으로 탄생했습니다.

DEC, Intel 및 Xerox가 이더넷을 표준화했습니다.

1970년대 후반에 수십 가지 LAN 기술이 등장했으며 이더넷도 그중 하나였습니다. 이더넷 외에도 당시 가장 유명한 네트워크로는 Data General의 MCA, Network Systems의 Hyperchannel, Data' Point의 ARCnet, Corvus의 Omninet 등이 있었습니다. 이더넷이 마침내 LAN의 왕좌를 차지하게 된 것은 기술적 이점이나 속도가 아니라 Metcalfe의 이더넷 버전이 업계 표준이 되었다는 사실이었습니다.

1979년 초, 2년 만에 Xerox PARC로 돌아온 Metcalfe는 DEC에서 근무하던 Gordon Bell으로부터 전화를 받았습니다. Bell은 이더넷 LAN을 함께 구축하려는 DEC와 Xerox의 아이디어에 대해 논의하고 싶었습니다. Metcalfe는 서로 다른 제조업체와 함께 이더넷을 개발하는 것이 좋은 생각이라고 생각했지만 Xerox는 특허를 보호하고 Metcalfe를 제한하기를 원했기 때문에 이때 Metcalfe는 약간 무력했습니다. .12월에 일하세요. 따라서 Metcalfe는 DEC가 이더넷을 산업 표준으로 전환하려는 계획을 Xerox 경영진과 직접 논의할 것을 제안했고 Xerox는 마침내 이 조치를 취했습니다. ?

DEC와 Xerox가 업계 표준에 협력하는 데 장애물 중 하나는 독점금지법입니다. Metcalfe의 MIT 친구인 Howard Charney 변호사는 그에게 실제 이더넷 기술을 표준화 조직으로 이전할 것을 제안했습니다(Charney는 곧 3Com의 창립자 중 한 명이 되었습니다). ?

워싱턴 D.C.에 있는 NBS(National Bureau of Standards)를 방문하는 동안 Metaclfe는 NBS에서 근무하는 Intel 엔지니어를 만났는데, 그는 자신의 고급 25MHz VLSI NMOS 집적 회로를 처리하면서 새로운 애플리케이션을 찾고 있었습니다. Zhulian Bihe의 장점은 분명합니다. Xerox는 기술을 제공하고, DEC는 강력한 기술적 강점을 갖고 있으며 이더넷 하드웨어의 강력한 공급업체이며 Intel은 이더넷 칩 구성 요소를 제공합니다. 곧 Metcalfe는 Xerox를 떠나 기업가이자 중개인이 되었습니다. 1979년 7월 DEC, 인텔, 제록스는 삼자 회의를 준비했고, 1979년 첫 삼자 회의가 공식적으로 열렸다. 1980년 9월 30일, DEC, Intel 및 Xerox는 "이더넷, 근거리 통신망: 데이터 링크 계층 및 물리 계층 사양, 버전 1.0"의 세 번째 초안을 발표했습니다. 이 초안은 현재 유명한 이더넷 블루북(DIX)으로도 알려져 있습니다. (3개 회사 이름의 첫 글자로 구성) 이더넷 1.0 사양 버전입니다. 앞서 언급했듯이 원래 실험용 이더넷은 2.94Mbps에서 작동했지만 DIX는 처음에는 20Mbps에서 작동하도록 지정되었으나 결국 10Mbps로 떨어졌습니다. 다음 2년 동안 DIX는 표준을 재정의하여 1982년 이더넷 버전 2.0 사양을 발표했습니다. ?

DIX가 이더넷 표준화 작업을 진행하던 중, 세계적인 전문단체인 IEEE에서는 사무환경을 주요 대상으로 하여 산업용 LAN 표준을 정의하고 홍보하기 위한 위원회를 구성했습니다. 이 위원회를 802라고 합니다. 프로젝트. DIX 그룹이 이더넷 사양을 발표했지만 아직 국제적으로 인정받는 표준은 아니기 때문에 1981년 6월 IEEE802 프로젝트에서는 DIX의 작업 결과를 바탕으로 국제적으로 인정받는 표준을 만들기 위해 802.3 분과위원회를 구성하기로 결정했습니다. 그리고 반쯤 뒤인 1982년 12월 19일, 19개 회사가 새로운 IEEE802.3 표준 초안을 발표했습니다.

초안은 1983년에 마침내 IEEE10 BASE5로 발표되었습니다. (약어 10BASE5가 선택된 이유는 표준이 베이스밴드를 사용하여 10Mbps 전송 속도를 지정하고 노드 간 50미터 거리를 허용하기 때문입니다. 802.3과 DIX 이더넷 2.0 사이에는 기술적인 차이가 있지만 그 차이는 미묘합니다.) 오늘날 이더넷과 802.3은 동의어로 간주됩니다. 그 동안 Xerox는 이더넷 특허 중 4개를 IEEE로 이전하여 이제 누구나 1,000달러에 IEEE로부터 이더넷 라이센스를 얻을 수 있습니다. 1984년에 미국 연방 정부는 FIPS PUB107이라는 이름으로 802.3 표준을 채택했습니다. 1989년에 ISO는 표준 번호 IS88023으로 802.3 이더넷 표준을 채택했습니다. 이 시점에서 IEEE 표준 8O2.3이 국제적으로 공식적으로 인정되었습니다.

3Com, 이더넷 상용화

DEC, Intel 및 Xerox의 엔지니어들이 여전히 이더넷 사양을 마무리하는 동안 Metcalfe는 이미 다른 비즈니스 이익을 추구하고 있었고 Steve Jobs는 Apple 합류를 제안했습니다. 네트워크를 개발하는 컴퓨터 회사. 1979년 6월 Bob Metcalfe, Howard Charney, Ron Crane, Greg Shaw 및 Bill Kraus는 현재 3Com으로 알려진 컴퓨터 통신 및 호환성 회사를 설립했습니다.

1980년 8월, 3 Com은 첫 번째 제품인 Unix용 TCP/IP 상용 버전을 발표했습니다. 이 제품은 1980년 12월에 공식 출시되었으며 1981년 2월에 공식화되었습니다. 3Com은 많은 벤처 캐피탈을 받았으며, 공식 표준이 공식적으로 발표되기 18개월 전인 1981년 3월에 3Com은 802 표준에 맞는 첫 제품(3C100 트랜시버)을 시장에 출시했습니다. 1981년 후반에 회사는 DEC PDP/11 시리즈 및 VAX 시리즈용 트랜시버 및 플러그인 카드뿐만 아니라 Intet Multibus 및 Sun Microsystems 시스템용 트랜시버 및 플러그인 카드를 판매하기 시작했습니다.

Metcalfe의 원래 사업 계획은 1980년대 벤처 캐피탈을 막 전 세계에 등장한 새로운 개인용 컴퓨터용 이더넷 어댑터 개발에 투자하는 것이었습니다. 1981년에 Metcalfe는 모든 대형 PC 회사(IBM 및 Apple 포함)와 이더넷 어댑터 구축 계획에 대해 논의했습니다. Apple에서 근무했던 Steve Jobs는 즉시 이에 동의했고, 1년 후 3Com의 첫 번째 Apple 시스템용 이더넷 제품이 시장에 출시되었습니다. Apple Boxes라고 불리는 이더넷 장치는 Apple II 병렬 포트에 연결되는 서투른 상자였으며 시장에서 실패했습니다. 늘 역사를 만들어온 것으로 알려진 IBM도 당시 오리지널 IBM PC를 발표했지만, IBM이 자체 토큰링 네트워크를 개발하느라 바빴기 때문에 3Com과 협력하지 않았습니다. 그러나 3Com은 IBM의 협력 없이 계획을 진행하기로 결정하고 EtherLink ISA 어댑터 개발을 시작했습니다. 18개월 후인 1982년 9월 29일에 최초의 EtherLink가 시장에 출시되었으며 해당 DOS 드라이버 소프트웨어로 무작위로 구성되었습니다.

첫 번째 EtherLink는 여러 측면에서 기술적 혁신이었습니다.

EtherLink 네트워크 인터페이스 카드는 실리콘 반도체 통합 프로세스를 통해 실현될 수 있습니다. 1983년에 3Com은 새로운 Seeq Technology Company의 파트너가 되었습니다. Seeq는 VLSI 기술을 사용하여 단일 실리콘 칩에 대부분의 개별 컨트롤러 기능을 포함할 수 있도록 함으로써 인쇄 기판의 부품 수와 비용을 줄이고 단일 인쇄 회로 기판에 트랜시버를 조립할 수 있는 충분한 공간을 확보할 것을 ​​약속합니다. 보드. 1982년 중반에 EtherLink는 이더넷 VLSI 컨트롤러 실리콘 칩을 포함하는 최초의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)인 Seeq8001이 되었습니다.

더 중요한 것은 EtherLink가 IBM PC용 최초의 이더넷 ISA 버스 어댑터가 되었다는 점이며, 이는 이더넷 개발 역사에 획기적인 사건이었습니다. Seeq 실리콘의 저렴한 가격으로 인해 3Com은 EtherLink를 950달러에 판매할 수 있었는데, 이는 이전에 판매했던 트랜시버나 다른 카드보다 훨씬 저렴했습니다.

·EtherLink 어댑터가 도입되기 전에는 모든 이더넷 장비에 얇은 이더넷 동축 케이블에 연결된 외부 MAU 트랜시버가 있었습니다. VLSI 칩은 많은 공간을 절약하므로 트랜시버를 플러그인 카드에 통합할 수 있습니다. 기존 두꺼운 동축 케이블의 여러 가지 단점으로 인해 3Com에서는 새로운 얇은 케이블 배선 방법도 채택했습니다.

Thin Cable Ethernet이라는 기본 아이디어는 EtherLink 디자이너 Ron Crane이 고안했으며 빠르게 사실상의 표준이 되었습니다.

이러한 종류의 얇은 케이블 이더넷에는 많은 장점이 있습니다. 외부 트랜시버 및 트랜시버 케이블이 필요하지 않고 가격이 저렴하며 얇은 동축 케이블은 설치 및 사용이 쉽기 때문에 네트워크를 더욱 사용자 친화적으로 만듭니다. ?

Metcalfe는 IBM PC를 목표로 삼기로 결정했으며 이는 3Com에 큰 도움이 되었습니다. 당시 IBM은 IBM PC를 주로 가정용 컴퓨터로 설계했지만 PC를 대량 구매하기 시작한 것은 가정용 사용자가 아닌 기업이었습니다. 1982년에는 PC 수요가 예측치를 초과했습니다. IBM은 원래 예측보다 두 배 이상 많은 200,000대의 PC를 판매했으며, 1년 안에 제품을 생산하는 데 2년이 걸렸습니다. 시장 수요를 충족시키기 위해 완성될 수 있습니다. 1981년 초 IBM XT가 출시되었습니다. 당시 IBM은 이미 PC 상용 시장의 75%를 점유하고 있었습니다. 불행하게도 IBM은 기업들이 개인용 컴퓨터를 네트워크로 연결하기를 원한다는 사실을 깨닫지 못했습니다. 1983년까지 EtherLink의 사업은 호황을 누렸고 1984년에는 3Com의 주식이 공개되었습니다. 같은 해 3Com, ICL(International Computer Co., Ltd.), HP는 얇은 케이블 이더넷 개념을 IEEE에 제출했고 곧 IEEE는 이를 l0BASE2와 함께 공식 표준으로 인정했습니다. 이 표준은 노드 간 거리가 200미터로 줄어들었기 때문에 10BASE2라고 불렸고, 더 저렴한 얇은 동축 케이블을 사용했기 때문에 Cheapernet이라고도 불렸습니다.

StarLAN: 좋은 아이디어지만 속도가 느리나요?

얇은 케이블 이더넷은 대부분의 측면에서 일반 이더넷보다 우수합니다. 얇은 케이블 이더넷은 저렴하고 유연하며 값비싼 동축 케이블을 대체합니다. 노란색 두꺼운 동축 케이블. 또한 대부분의 Thin Cable 이더넷 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에는 트랜시버가 내장되어 있어 설치가 쉽고 비용이 절감됩니다.

그러나 얇은 케이블 이더넷에는 여전히 몇 가지 큰 단점이 있습니다. 예를 들어 우발적인 사고나 사용자의 부주의로 인해 동축 케이블이 끊어지면(이런 일이 자주 발생함) 전체 네트워크가 마비됩니다. . 또한 네트워크 양쪽 끝에서 적절한 종료가 필요하며 네트워크 재구성이 문제입니다. 사용자가 물리적으로 이동할 경우 그에 따라 네트워크 케이블을 다시 라우팅해야 하므로 불편하고 오류가 발생하기 쉽습니다.

1983년 후반, Intel의 Bob Galin은 AT&T 및 NCR과 협력하여 UTP(Unshielded Twisted pair) 전화 케이블을 통한 이더넷 실행을 연구하기 시작했습니다. NCR은 얇은 케이블 이더넷과 유사한 버스 전면 구조를 제안한 반면, AT&T Telephone Company는 기존 전화 배선 구조와 유사한 집 모양의 구조를 선호했습니다. UTP 스타 구성의 장점은 다양합니다. 설치, 구성, 관리 및 문제 해결이 쉽고 비용이 저렴합니다. 이 스타 구성은 단일 와이어를 사용하는 구조화된 케이블링 시스템을 사용할 수 있기 때문에 획기적인 것입니다. 각 노드를 중앙 허브에 연결하면 설치, 문제 해결 및 재구성에 있어 확실한 이점을 얻을 수 있으며 전체 네트워크 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

1984년 초 14개 회사가 UTP 이더넷 연구 활동에 참여했으며 주로 UTP 라인에서 패스트 이더넷을 실행하는 방법에 초점을 맞춰 많은 논의가 있었습니다. 그들은 저속 이더넷(1-2Mbps)이 카테고리 3 회선에서 작동할 수 있고 전자기 간섭 규정 및 누화 제한을 충족할 수 있음을 확인했습니다. 그러나 일부 딜러들은 속도를 일반 이더넷 속도의 10%로 줄이는 것을 강력히 반대했으며, 이로 인해 이더넷의 양대 선두업체인 3Com과 DEC를 포함하여 많은 사람들이 금방 흥미를 잃었고, 일부 참가자들은 1Mbps가 PC 네트워크에 충분히 빠르다고 믿었습니다. IBM PC 및 XT 시스템으로 구성됩니다. 집중적인 기술 논의 끝에 그룹은 이더넷을 다시 1Mbps로 전환하기로 결정했습니다.

10개 회사가 1Mbps 이더넷을 구현하기로 결정하고 IEEE와 논의했습니다. IEEE802 그룹은 Galin이 이끄는 StarLAN 태스크 그룹에 표준화 작업을 의뢰했습니다. 1956년 중반, IEEE802.3의 새로운 표준인 1BASE5가 구현을 위해 승인되었습니다. (StarIAN은 허브에서 노드까지 최대 250m의 거리를 지원할 수 있으며, 1BASE5의 5는 노드에서 노드까지의 거리를 의미합니다. 500미터입니다.) ?

StarLAN의 종말

1984년 HP와 AT&T가 이끄는 리셀러는 StarLAN 허브 네트워크 인터페이스 카드를 시장에 출시했습니다. StarIAN은 1980년대에 수백만 건의 연결을 완료했지만 3Com 및 DBC를 포함한 많은 리셀러는 2년마다 성능을 두 배로 늘리는 컴퓨터 업계의 전통에 따라 1Mbps가 너무 느리다고 오랫동안 결정해 왔으며 일부 고객과 딜러는 lMbF 이더넷을 대체 수단으로 보고 있습니다. . (1984년 IBM은 Intel 80286 마이크로프로세서를 기반으로 한 PC AT를 발표했습니다. 2년 후인 StarLAN 1BASE5 표준이 승인된 해에 Intel은 80386 마이크로프로세서를 출시했습니다. 이 32비트 CPU는 이전 세대보다 빠릅니다. 80286은 몇 배 더 강력합니다.

) 따라서 StarLAN은 더 이상 업계와 시장의 지원을 받아 다시 도약할 수 없게 됩니다. SynOPtics가 LATTISNET을 출시하고 기존 전화선을 통해 최대 속도 10Mbps 이더넷 성능을 달성한 제품을 출시한 1987년에 마침내 종말이 왔습니다. 곧 LAT TISNET은 연선 이더넷에 따라 IEEE에 의해 표준화되어 10BASE-T로 명명되었습니다. 이렇게 해서 StarLAN과 Galin이 멸망하게 되었지만, 비차폐 트윈 버튼 라인과 스타 라인 이더넷으로서 업적은 다음과 같습니다. 지울 수 없는.