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May 28, 2023

Ethernet à 40 ans : d'un croquis de serviette à plusieurs

Le 30 septembre 1980 est le jour où Ethernet a été commercialisé pour la première fois,

Le 30 septembre 1980 est le jour où Ethernet a été commercialisé pour la première fois, il y a exactement quarante ans cette année. Il a été défini pour la première fois dans un brevet déposé par Xerox en tant que protocole de réseau à 10 Mb/s en 1975, introduit sur le marché en 1980 et ensuite normalisé en 1983 par l'IEEE en tant que IEEE 802.3. Au cours des trente-sept prochaines années, cette norme verra de nombreuses mises à jour et révisions.

La norme Ethernet actuelle ne comprend pas seulement les différents niveaux de vitesse allant des 10 Mbit/s d'origine aux vitesses maximales actuelles de 400 Gb/s, mais également les innombrables modifications apportées au protocole de base pour permettre ces débits de données toujours plus élevés, sans parler des nouveaux applications d'Ethernet telles que l'alimentation électrique et le routage de fond de panier. La fiabilité et la rentabilité d'Ethernet aboutiront à la norme Ethernet 10BASE-T de 1990 (802.3i-1990) qui se retrouvera progressivement implémentée sur les PC de bureau.

Avec Ethernet ces jours-ci étant aussi présent que l'éther luminifère présumé dont il a été nommé, cela semble être un bon point pour regarder ce qui rend Ethernet si différent des autres solutions, et quels changements il a dû subir pour répondre aux exigences de un monde de plus en plus interconnecté.

De nos jours, la plupart des ordinateurs et des gadgets informatisés ne sont guère plus que des presse-papiers coûteux lorsqu'ils se retrouvent déconnectés de l'Internet mondial. Dans les années 1980, les gens commençaient tout juste à comprendre ce que l'on pouvait faire avec un soi-disant « réseau local », ou LAN. Contrairement à l'ère des ordinateurs centraux et des systèmes terminaux des années 1960 et 1970, un réseau local impliquait de connecter des micro-ordinateurs (PC IBM, stations de travail, etc.) à, par exemple, un bureau ou un laboratoire.

Au cours de cette transition de sneakernet à Ethernet, les réseaux de bureau impliqueraient bientôt des milliers de nœuds, menant au monde merveilleux des réseaux de bureau gérés de manière centralisée. Avec n'importe quel document disponible via le réseau, le monde semblait prêt pour le bureau sans papier. Bien que cela ne se soit jamais produit, la possibilité de communiquer et de partager des fichiers via des réseaux (LAN et WAN) est désormais devenue un incontournable de la vie quotidienne.

Ce qui a changé, c'est l'évolution rapide du paysage de la technologie des réseaux de marchandises. La première concurrence d'Ethernet était une collection lâche de protocoles de réseau plus petits. Cela inclut le Token Ring d'IBM. Bien que de nombreux mythes se soient formés sur les faiblesses présumées d'Ethernet dans les années 1980, résumées par ce document (PDF) du symposium SIGCOMM de 1988, Ethernet s'est finalement avéré plus que suffisant.

Les principaux points de supériorité présumée de Token Ring étaient le déterminisme au lieu de l'accès multiple d'Ethernet avec approche de détection de collision (CSMA/CD). Cela a conduit au mythe le plus persistant, selon lequel Ethernet ne pouvait pas maintenir la saturation au-delà de 37 % de sa bande passante.

Pour des raisons de coût, les premières années d'Ethernet étaient dominées par des concentrateurs stupides au lieu de commutateurs plus intelligents. Cela signifiait que les adaptateurs Ethernet devaient trier les collisions. Et comme le savent probablement tous ceux qui ont utilisé des concentrateurs Ethernet, le signe le plus sûr d'un réseau Ethernet occupé était de jeter un coup d'œil à la LED de « collision » sur le(s) concentrateur(s). À mesure que les commutateurs Ethernet devenaient plus abordables, les concentrateurs ont rapidement disparu. Parce que les commutateurs établissent des routes entre deux nœuds distincts au lieu de s'appuyer sur CSMA/CD pour trier les choses, cela a empêché tout le problème de collision qui a fait des hubs (et Ethernet avec lui) la cible de nombreuses blagues, et le mythe a été brisé.

Une fois qu'Ethernet a commencé à permettre l'utilisation de Cat. 3 (UTP) pour 10BASE-T et Cat. 5(e) Câbles UTP pour les normes 100BASE-TX (et connexes), Ethernet est devenu la technologie de réseau dominante pour tout, des maisons et des bureaux aux applications industrielles et automobiles.

Bien que la liste des normes répertoriées sous IEEE 802.3 puisse sembler plutôt intimidante, une liste plus abrégée pour la personne moyenne peut également être trouvée sur Wikipedia. Parmi ceux-ci, ceux que l'on a très probablement rencontrés à un moment donné sont :

Alors que les normes 5GBASE-T et 10GBASE-T sont également utilisées depuis quelques années maintenant, les versions 25 Go et 40 Go sont définitivement réservées aux centres de données à ce stade, avec l'exigence de Cat. 8 câbles, et ne permettant que des longueurs allant jusqu'à 36 mètres. Les normes restantes de la liste sont principalement destinées aux applications automobiles et industrielles, dont certaines conviennent aux connexions 100 Mbit.

Pourtant, le temps arrive lentement où un gigabit entier ne suffit plus, car certaines parties du monde ont en fait des connexions Internet qui correspondent ou dépassent ce débit. Qui savait qu'à un moment donné, un réseau local gigabit pouvait devenir le goulot d'étranglement de sa connexion Internet ?

En 1972, une poignée d'ingénieurs du Palo Alto Research Center (PARC) de Xerox, dont Robert "Bob" Metcalfe et David Boggs, ont été chargés de créer une technologie LAN permettant au poste de travail Xerox Alto de se connecter au imprimante laser, qui avait également été développée chez Xerox.

Cette nouvelle technologie de réseau devrait permettre à des centaines d'ordinateurs individuels de se connecter simultanément et de fournir des données à l'imprimante assez rapidement. Au cours du processus de conception, Metcalfe a utilisé son expérience avec ALOHAnet, un réseau de données par paquets sans fil développé à l'Université d'Hawaï.

Le concept principal derrière ALOHAnet était l'utilisation d'un support partagé pour les transmissions client. Pour ce faire, un protocole a été mis en œuvre qui pourrait se résumer à « écouter avant d'envoyer », qui deviendrait connu sous le nom de « accès multiple avec détection de porteuse » (CSMA). Cela allait non seulement inspirer Ethernet, mais aussi le WiFi et de nombreuses autres technologies. Dans le cas d'Ethernet, le CSMA/CD susmentionné faisait partie intégrante des premières normes Ethernet.

Le câblage coaxial était utilisé pour le support commun, ce qui nécessitait l'utilisation des terminaisons chéries à l'extrémité de chaque câble. L'ajout de nœuds supplémentaires nécessitait l'utilisation de prises, permettant au connecteur BNC de la carte d'interface réseau Ethernet d'être relié au bus. Cette première version d'Ethernet est également appelée «thicknet» (10BASE5) en raison des câbles coaxiaux de 9,5 mm d'épaisseur plutôt encombrants utilisés. Une deuxième version (10BASE2) utilisait des câbles coaxiaux beaucoup plus fins (RG-58A/U) et était donc affectueusement appelée "thinnet".

En fin de compte, c'est l'utilisation d'un câblage à paires torsadées non blindées qui a rendu Ethernet plus attrayant que Token Ring. Avec des cartes d'interface moins chères, il est devenu une évidence pour les personnes qui souhaitaient un réseau local à la maison ou au bureau.

Comme le savent probablement tous ceux qui ont déjà installé ou géré un réseau 10BASE5 ou 10BASE2, des interférences sur le bus ou des problèmes avec un robinet ou un terminateur AWOL peuvent vraiment gâcher une journée. Ce n'est pas que déterminer où le jeton a été déposé sur le réseau Token Ring soit une occasion heureuse, remarquez. Bien que le support commun, la partie « éther » d'Ethernet ait été depuis longtemps remplacé par des réseaux de commutateurs, je suis sûr que de nombreux professionnels de l'informatique sont beaucoup plus satisfaits de l'architecture en étoile.

C'est ainsi que nous venons des îles ensoleillées d'Hawaï vers la technologie qui alimente nos réseaux locaux et centres de données domestiques. Peut-être que quelque chose d'autre serait venu faire ce que fait Ethernet aujourd'hui, mais personnellement, je suis assez content de la façon dont les choses se sont déroulées. Je me souviens du premier LAN qui a été mis en place chez moi à la fin des années 90 quand j'étais enfant, d'abord pour permettre à mon jeune frère et moi de partager des fichiers (c'est-à-dire des jeux LAN), puis plus tard pour partager la connexion Internet par câble. Cela m'a permis de me familiariser avec ce monde IPX/SPX, TCP/IP et bien d'autres choses liées au réseau, en plus des joies des LAN parties et d'être l'administrateur système de toute la famille.

Joyeux anniversaire Ethernet. Voici quarante autres années innovantes et révolutionnaires.