Ethernet三十年的崇拜

不久前，許多網絡界人士匯聚美國加州，在這個Ethernet誕生的地方，共同慶祝以太網30周年華誕。
以太網之父Bob Metcalfe也參加了慶祝活動，當有記者問他，您發明以太網時，想到過它會有今天的繁榮麼Bob Metcalfe說，絕對沒有。
是啊，有誰能想得到，由當年一個小小的協議演進而來，歷經三十年的坎坷，今天的以太網，已然連接了全世界90%的電腦和服務器。就在這短短的三十年之間，以太網造就了一個現代神話。
緣起簡單連接
1973年，為了實現幾台電腦之間的簡單聯接和信息交互，施樂公司Palo Alto研究中心（PARC）的研究員Bob Metcalfe描繪出了大致的網絡構想，並將這項技術命名為“Ethernet”。當時的數據傳輸速率為2.94Mbps，以太網就此誕生。
1980年，由Xerox、Intel、DEC三家公司公布了Ethernet技術規范。1983年IEEE計算機通信委員會通過的802.3局部網絡協議（CSMA/CD）基本上和Ethernet技術規范一致。於是，Ethernet技術規范成為世界范圍的第一個局部網絡技術規范。當時對以太網最突出的幾個特征描述有：總線式拓撲結構、以標准的基帶同軸電纜為傳輸介質、傳輸速率是10Mbps等，盡管這些特征在今天看來已面目全非，但這些規范的制定，給了以太網天生開放的土壤。

以太網發展歷史
1968-1972
 aloha無線電系統
 夏威夷大學開創爭用型通信
 
1973-1977
 首個以太網 2.94m
 metcalf和boggs建立cama/cd
 
1979-1983
 粗同軸以太網 10m
 com（dec、intel、xerox）10base5
 
1980-1982
 細同軸以太網商品化 10m
 3com isa總線與10base2相連
 
1984-1987
 雙絞線以太網 1m
 utp hp、at&t 1base5
 
1986-1990
 綜合布線+雙線絞線以太網 10m
 synoptics、hp 10baset
 
1990-1994
 交換式和全雙工以太網 10m
 kalpana ether　switch
 
1992-1995
 快速以太網 100m
 utp grand junction 100baset
 
1996-1998
 千兆位以太網 1000m
 ieee802.3z 1000basef
 
2002
 萬兆以太網 10000m
 ieee802.3ae 10g
 

Metcalfe在發明之初曾經說過：網絡將越來越重要，它的價值將隨著用戶數的增多而同比增長。這就是著名的 “Metacalfe 預言”。
隨著以太網的發展，Metacalfe 預言得到了最好的證明。以太網的傳輸速率從最初的不到10Mbps逐步擴展到100Mbps、1000Mbps、10Gbps，而價格也隨著工業化生產而迅速下降。在成長的道路上，以太網憑借簡單、高效、低成本的優勢，逐漸成了企業局域網絡(LAN)技術的主角，隨著千兆以太網的出現，以太網已經伸展到城域網（MAN）領域，並扮演越來越重要的角色。而10G標准的出台將萬兆以太網引入城域網（MAN）和廣域網（WAN）。
開放易用至勝
如果你敢對以太網說個“不”字，可能會像異教徒一樣，被亂棍打死！因為，今天的以太網已經成為眾人心目中的“正教”。其實，在以太網的前前後後，網絡的江湖中出現了大大小小各種不同的“教派”，其中，FDDI、令牌環、ATM等協議都與以太網有過一拼。但最終卻是以太網絡一統江湖。談及其中的原由，極進網絡總經理，也是前任千兆、萬兆以太網聯盟主席李中元認為，正是由於有IEEE、10G以太網聯盟等各種國際組織，通過幾百家公司工程師的共同努力，才造就了以太網的輝煌。李中元說，“在發展一個新技術，新標准的時候，最重要的因素就是要保持產品之間的兼容性和互操作性。只要新的技術具備兼容性的特點，終端用戶就可以自由選擇市場上任何廠家的任何產品來擴充自己的網絡，而不需要考慮兼容性的問題。這也正是以太網生存乃至流行的重要因素。”
隨著業界對各種新型以太網技術的支持，從10兆到100兆到千兆到萬兆，從共享到交換，終端用戶接受了以太網的一次次升級，以太網的開放性、可伸縮性以及永不停滯的發展，也正是如此，使得以太網的大旗下聚集了越來越多的忠實的使用者。
另外，還有一個非常重要的技術原因，李中元認為，那就是，無論是設計、安裝還是維護，以太網都非常簡單，在這個方面，它遠遠超過ATM和SONET等復雜的技術。
聖旗下的修修補補
如果說當年 Metcalfe草擬的以太網協議是一面聖旗，那麼，它的豐功偉績就在於為以太網的發展指明了大方向。但是，僅有大方向是不夠的。從聖旗立起的那一天起，直到三十年後的今天，各方面的改進、完善的工作就從來沒有停止過。
其中，由於原先的以太網缺少用戶管理機制，網絡風暴、網絡攻擊經常發生。為了避免此類問題的發生，就必須加強http://.用戶管理技術，通過認證技術保證合法用戶的正常業務。
最先出現的是VLAN+Web網絡認證技術，用戶在使用網絡時，首先通過Web服務器驗證用戶的合法身份，獲得認證後可得到用戶的SLA服務。這種認證方式不需要客戶端軟件，並支持更多的增值業務，已成為認證技術的主流。隨後，隨著802.1x擴展技術的發展，這一認證方式可隨時檢查用戶的合法性，防止網絡欺騙行為，並為按時長計費提供了可能。
多種認證技術的出現，使以太網具有更為實用的用戶管理特性，從而為以太網的可運營、可管理奠定了基礎。
另外，面對不斷湧現的新業務和新應用，僅保證高帶寬已經無法滿足要求。如何保證網絡應用的端到端QoS已經成為以太網面臨的最大挑戰。傳統的建網模式無法滿足現有業務的QoS要求，網絡應用迫切要求設備對QoS的支持向邊緣層和接入層發展。在過去，高QoS意味著高價格，但是ASIC技術的發展使具備強http://.大QoS能力的低端設備成為可能，使網絡的QoS從集中保證逐漸向端到端保證過渡。目前，網絡邊緣設備已經可以根據端口、MAC地址、VLAN信息、IP地址甚至更高層的信息來識別應用類型，為數據包打上優先級標記（如修改IEEE802.1P、IP DiffServ域），核心設備不必再對應用進行識別，只需根據IP DiffServ、IEEE802.1P進行交換，提供相應的服務質量即可。
進軍城域網和廣域網
在秉持開放兼容的大原則下，以太網從來沒有停止前進的腳步。談到這些年以太網的變遷，3Com公司中國區技術市場經理唐勇認為，當今的世界和30年前大不一樣了，現在，無論是服務提供商還是企業，他們的需求已經非常相似，他們都希望在其寬帶基礎架構上，為客戶或者終端用戶提供多種服務。他們同時也希望具備能夠快速提供新型服務的能力，同時減少運作的總成本。換句話說，用戶要得到的網絡應該是簡單、快速、便宜的。而這些，正是以太網不斷前進的原動力。
2002年6月，在IEEE以太網標准工作組織的網站上，我們看到了802.3ae工業標准正式通過。萬兆標准的制訂，最直接的受益行業將是電信部門。隨著以太網轉變為100%基於數據包的通信方式，網絡中所有節點都具有幀兼容性的萬兆以太網技術，將成為把數據從局域網傳輸到城域網再到廣域網的最有效方式。
局域網的前景
盡管端到端的廣域以太網業務現在還不多見，但專家認為，該業務的前景其實比局域網更為樂觀。據Cisco透露，由於有了MPLS和IPv6等新業務，他們可以把以太網從局域網轉到城域網中，甚至考慮為家庭連接以太網服務。盡管美國運營商表面上仍對城域以太網（Metro Ethernet）持保守態度，企圖借此維持幀中繼和ATM的利潤，但該業務的流行趨勢已無法抗拒，並已在亞洲取得了良好成績。
在城域網方面，以太網最大的挑戰來自同步光纖網（SONET）。由於同步光纖網的環路技術容錯性較好，曾經對以太網構成威脅。然而，即將出台的802.17標准將引入彈性分組環技術，這不僅使以太網更接近同步光纖網絡的性能，而且有望縮短故障切換時間，為以太網的新勝利奠定堅實基礎。更新技術，迎接挑戰，這正是以太網立於不敗之地的經驗之所在。
速度沒有止境　　
在30年的大部分時間內，以太網的速度只有10M，但是在最近的8年時間內（1995-2002），以太網的速度從10M提高到了10G。這是一個了不起的成就，而且在每次大幅度提高網絡速度後，帶來了眾多新應用的湧現，以前不敢想象的應用現在已經成為活生生的現實。更重要的是，隨著速度的不斷突破，相信未來還會有很多基於以太網的新應用不斷出現。

李中元認為，以太網在其30年發展過程中，最大的革命和轉折點發生在90年代中期（差不多發展了20年後），這時以太網的速度從10M升級到100M。在1993年-1995年期間，100M的快速以太網獲得了國際標准，這使得整個業界認識到以太網的可伸縮性。這次的成功，使得以後的數次升速成功都充滿了希望和未來。
“現在想起來都覺得神奇，每一個嶄新的以太網標准在3年左右的時間內就達到成熟，速度提升10倍。（1995年100 Mbps IEEE 802.3u 快速以太網標准 , 1999年IEEE 802.3z/802.3ab 千兆以太網標准， 2002年的IEEE 802.3ae 10G以太網 ）。當然，當我們為10G標准的確立還在歡欣鼓舞的時候，40G甚至100G成為了下一個目標。雖然對於以太網來說，要突破10G存在很大的困難，但是對速度的無限追求將最終使我們克服這些困難”。李中元說。
攜手Wi-Fi創佳績
在不斷前行的路上，以太網也碰到了很多新的機遇，其中，最引人注目的就是Wi-Fi。盡管俗稱無線以太網，但Wi-Fi並不是真正的以太網。作為一種接入技術，它因為靈活方便而備受推崇，甚至曾被看作以太網的重大威脅。然而，Wi-Fi在性能上還有缺憾，如共享無線接入、用戶對帶寬的競爭和安全漏洞等，這都影響了用戶的信心。同時，安全可靠的10/100M bps以太網卻已占有了全世界局域網端口的90%以上。因此，人們開始把Wi-Fi環境和有線以太網連接起來，甚至開發出專用的無線局域網交換機。802.11a 和802.11i標准保證了Wi-Fi的快捷和安全性，不僅解決了Wi-Fi問題，而且為以太網贏得了更大的發展空間。預計到2007年前，以太網將會幫助十分之一的局域網用戶進入無線時代。Metcalfe認為，未來，Wi-Fi會有更細致的頻率劃分，作為