Ethernet: Auch nach 50 Jahren ein robuster Standard
(spectrum.ieee.org)- Ethernet, 1973 bei Xerox PARC entstanden, entwickelte sich von einem experimentellen Netzwerk auf Basis von Koaxialkabeln zum weltweiten Standard für kabelgebundene LANs und wurde 50 Jahre später als IEEE Milestone gewürdigt
- Ausgangspunkt war die Vernetzung der Alto-Computer bei PARC untereinander sowie mit Laserdruckern und einem ARPANET-Gateway; Robert M. Metcalfe und David Boggs entwarfen eine Methode, um Hunderte Computer innerhalb eines Gebäudes zu verbinden
- Das frühe Design übernahm vom ALOHAnet der University of Hawai’i das Prinzip eines gemeinsam genutzten Kanals, Paketübertragung und zufällige Wiederholungsversuche nach Kollisionen; statt Funk wurde Koaxialkabel genutzt, um Geschwindigkeit und Interferenzprobleme zu verbessern
- Die erste Implementierung lief mit bis zu 2,94 Mb/s; im PARC-Gebäude wurden 500 m Koaxialkabel, 100 Transceiver-Knoten, Vampire Taps und D-Type-Steckverbinder installiert, um Altos, Drucker und Dateiserver zu verbinden
- Nachdem Xerox, Intel und DEC 1980 die Spezifikation für 10 Mb/s Ethernet veröffentlicht hatten, übernahm das IEEE 802 LAN Standards Committee sie 1983 als Standard; daraus gingen IEEE 802.3-1985 und spätere Erweiterungen für höhere Geschwindigkeiten und verschiedene Medien hervor
Ethernet begann bei Xerox PARC
- Das Xerox Palo Alto Research Center (PARC) in Kalifornien war der Ausgangspunkt mehrerer Computertechnologien, darunter der Alto, der erste Personal Computer mit grafischer Benutzeroberfläche, und der erste Laserdrucker
- PARC war auch der Entstehungsort von Ethernet, einer Netzwerktechnologie zur Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über Koaxialkabel
- Ethernet wurde zum weit verbreiteten Standard für kabelgebundene LANs in Unternehmen und Privathaushalten und wurde ein halbes Jahrhundert nach seiner Entstehung als IEEE Milestone ausgezeichnet
Ein Netzwerk für Alto und Laserdrucker
- Die Entwicklung von Ethernet begann 1973, als Charles P. Thacker ein Netzwerk für die Kommunikation zwischen Alto-Computern, den Anschluss von Laserdruckern und die Verbindung mit dem ARPANET-Gateway von PARC konzipierte
- Der IEEE Fellow Robert M. Metcalfe übernahm die Implementierung; kurz darauf stieß der Informatiker David Boggs hinzu
- Es gab zwei Designanforderungen
- Es musste schnell genug sein, um Laserdrucker zu unterstützen
- Es musste Hunderte Computer innerhalb desselben Gebäudes verbinden können
Paketübertragung nach dem Vorbild von ALOHAnet
- Das Ethernet-Design war vom funkbasierten System ALOHAnet der University of Hawai’i inspiriert
- Bei ALOHAnet sendeten Computer Pakete mit Empfängeradresse über einen gemeinsam genutzten Kanal; kollidierten zwei Nachrichten, wartete der sendende Computer eine zufällige Zeitspanne und versuchte es erneut
- Metcalfe fasste seinen frühen Vorschlag in einem Memo mit dem Namen Alto Aloha Network zusammen
- Die Nutzung von Koaxialkabeln statt Funkwellen konnte die Datenübertragung beschleunigen und Interferenzen begrenzen
- Mit einem Kabel-TV-Tap ließ sich eine Verbindung herstellen, ohne das Koaxialkabel zu durchtrennen, sodass Nutzer dem Netzwerk beitreten oder es verlassen konnten, ohne das gesamte System abzuschalten
Die erste Ethernet-Implementierung 1973
- Metcalfe und Boggs entwarfen 1973 die erste Version dessen, was heute als Ethernet bekannt ist
- Die erste Version übertrug Daten mit bis zu 2,94 Mb/s; diese Geschwindigkeit reichte aus, um Laserdrucker anzusteuern und über Koaxialkabel zu übertragen
- In der Mitte der Flure des PARC-Gebäudes wurde ein dickes, starres 9,5-mm-Koaxialkabel installiert
- Die Kabellänge betrug 500 m
- Daran waren 100 Transceiver-Knoten angeschlossen, verbunden über N-Steckverbinder
- Diese Anschlussvorrichtung wurde Vampire Tap genannt
- Jeder Vampire Tap war eine kleine Box mit harter Außenhülle, deren zwei Sonden die äußere Isolierung des Kabels durchdrangen und den Kupferkern kontaktierten
- Diese Struktur ermöglichte es, neue Knoten hinzuzufügen, während bestehende Verbindungen erhalten blieben
- Jeder Vampire Tap hatte eine D-Type-Buchse mit einem 9-poligen Stecker und neun Buchsenkontakten, über die Alto-Computer, Drucker und Dateiserver an das Netzwerk angeschlossen werden konnten
NIC und der Name Ethernet
- Für die Kommunikation zwischen Geräten entwickelten Metcalfe und Boggs die erste schnelle Netzwerkkarte (NIC)
- Diese Leiterplatte wurde mit dem Motherboard des Computers verbunden und enthielt das Element, das heute als Ethernet-Port bekannt ist
- Die Forscher änderten den ursprünglichen Namen Alto Aloha Network in Ethernet
- Die Umbenennung sollte deutlicher machen, dass das System nicht nur Alto, sondern beliebige Computer unterstützen konnte
- Alan Kay erinnerte sich, der Name gehe auf Thackers frühe Aussage zurück, „Koaxialkabel sei nichts anderes als eingefangener Ether“
- Metcalfe, Boggs, Thacker und Butler W. Lampson erhielten 1978 für diese Erfindung ein US-Patent
10 Mb/s Ethernet und Industriestandardisierung
- PARC setzte die Entwicklung fort und stellte 1980 Ethernet mit 10 Mb/s vor
- Dieses Update war das Ergebnis einer Zusammenarbeit von Forschern bei Xerox, Intel und Digital Equipment Corp. (DEC), die eine Ethernet-Version für den breiten industriellen Einsatz schaffen wollten
- Ethernet wurde 1980 kommerzialisiert und entwickelte sich schnell zum LAN-Industriestandard
- Um Computerunternehmen einen Rahmen für die Nutzung dieser Technologie zu geben, übernahm das IEEE 802 Local Area Network Standards Committee Ethernet im Juni 1983 als Standard
- Die heutige IEEE-802-Familie umfasst 67 veröffentlichte Standards und 49 Projekte in Entwicklung
- Das IEEE-802-Komitee arbeitet mit Standardisierungsgremien weltweit zusammen, um einige IEEE-802-Standards als internationale Richtlinien zu veröffentlichen
Würdigung als IEEE Milestone
- Außerhalb der PARC-Einrichtung soll eine IEEE Milestone-Plakette zur Würdigung von Ethernet ausgestellt werden
- Die Plakette hält fest, dass das kabelgebundene Ethernet-LAN 1973 bei Xerox PARC erfunden wurde, inspiriert vom ALOHAnet-Paketfunknetz und dem ARPANET
- Außerdem beschreibt sie die Entwicklung, dass Xerox, DEC und Intel 1980 die Spezifikation für 10 Mb/s Ethernet auf Koaxialkabelbasis veröffentlichten, aus der der IEEE 802.3-1985 Standard wurde
- Später wurde Ethernet auf höhere Geschwindigkeiten sowie Twisted-Pair-, Glasfaser- und drahtlose Medien erweitert und in privaten, kommerziellen, industriellen und akademischen Umgebungen breit genutzt
- Das IEEE Milestone Program wird vom IEEE History Center betrieben und würdigt herausragende technologische Entwicklungen weltweit
- Die IEEE Santa Clara Valley Section unterstützte die Nominierung; die Widmungszeremonie soll am 18. Mai in der PARC-Einrichtung stattfinden
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Wenn im Haus Koaxialkabel verlegt sind, ist MoCA eine Überlegung wert
Bei der Renovierung meines früheren Hauses habe ich in jedem Zimmer Ethernet verlegt und kabelgebundene Access Points oder Büroanschlüsse eingerichtet; Geschwindigkeit und vor allem Konsistenz waren viel besser als bei Wi‑Fi oder Mesh
Im jetzigen Haus ist es schwer, neues Ethernet zu verlegen, aber da in fast allen Zimmern Koax für Kabelfernsehen liegt, habe ich herausgefunden, dass sich mit dem MoCA-Standard über Koax Daten mit bis zu 2,5 Gbit/s übertragen lassen
Dadurch kann ich überall im Haus kabelgebundene Access Points oder kabelgebundene Netzwerke für Computer und Fernseher anschließen
Vor CAT5e lag man selbst bei verlegtem Ethernet-Kabel eher bei 100 Mbit/s, und vor 1995 war es vermutlich CAT4 und damit unter 20 Mbit/s
Ich habe ein Ethernet-Kabel zwischen den beiden am weitesten entfernten Zimmern gespannt, aber es hängt an Tassenhaken oder Nägeln nahe der Decke und sieht etwas unschön aus
Richtig machen müsste ich es über den Kriechkeller oder den Dachboden, aber ich will weder in den Kriechkeller kriechen noch auf einen Dachboden, wo ein falscher Tritt durch die Decke gehen könnte und außerdem viel Dämmung im Weg ist
Ich frage mich, ob man die Wand oben öffnen, ein Loch nach oben bohren, das Kabel an einer Stange befestigen und in den Dachboden hochschieben könnte, dann eine Drohne im Dachboden fliegen lässt, die eine Kabelschlaufe greift und bis zur Zugangsluke bringt
Perfekt für Wohnungen mit Kabelfernsehanschlüssen in jedem Zimmer; man muss nur auf einen geeigneten Breitband-Splitter und einen Filter am Übergabepunkt des Hausanschlusses achten
Es gibt Kits, die mit Gigabit-Geschwindigkeit werben, aber laut Reviews schwankt die tatsächliche Geschwindigkeit wohl ziemlich stark
https://en.wikipedia.org/wiki/Power-line_communication
https://www.tp-link.com/us/home-networking/powerline/tl-pa70...
Soweit ich mich erinnere, waren die „Ethernet“-Kabel, die ich bei meiner ersten Arbeit benutzt habe, Koaxialkabel, und auch im Artikel steht, dass das ursprüngliche Ethernet über Koax lief
Im heutigen Sprachgebrauch wird Ethernet scheinbar fast synonym zu CAT5 verwendet
Noch erstaunlicher ist, dass man auf derselben Leitung Kabelfernsehen und MoCA gleichzeitig nutzen kann
Robert Metcalfe, der Erfinder von Ethernet, sagte 1995 voraus, dass die zugrunde liegende Technik nicht skalieren könne und das Internet im folgenden Jahr zusammenbrechen werde, und am Ende musste er seine Worte buchstäblich essen
https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Metcalfe#:~:text=24%5D%...
Als jemand, der ziemlich viel an Wi‑Fi/Routern entwickelt hat, gibt es ein Sprichwort: „Wer weiß, wie Funk funktioniert, benutzt Kabel“
Bei der Renovierung meiner Wohnung habe ich so viele Dosen gesetzt, dass man in den 80 m² überall höchstens 2 m vom nächsten Ethernet-Anschluss entfernt ist, einschließlich des Badezimmers
Hinter dem Fernseher reichten selbst 4 Anschlüsse nicht, also kam noch ein Router dazu
Wi‑Fi ist eher eine Notlösung für den Fall, dass es keine andere Option gibt, und wenn der Glasfaser-Uplink 1000/500 für 35 Euro im Monat liefert, möchte ich das auf Client-Seite auch ordentlich nutzen
2,4 GHz und 5 GHz sind eingeschaltet, aber niemand nutzt es, weil LTE die bessere Alternative ist. Ich könnte mehrere Mikrotik-Geräte aufstellen und auch Wave 2 fahren, aber wenn Ethernet-Kabel viel besser funktionieren, gibt es keinen Grund dafür
Mit PoE und Injektoren gilt das umso mehr, und egal was gerade im Trend ist: Die Physik lässt sich nicht überlisten
Fazit: Wenn man zu Hause kein Ethernet nutzen kann und Mobilfunk auch keine gute Option ist, dann nimmt man eben die neueste Funktechnik, aber wenn das nicht das Problem ist, ist ein Kabel überwältigend überlegen
Manche Fernseher unterstützen USB‑RJ45-Adapter, aber die USB-Ports sind meist nur USB 2, was praktisch bei etwa 300 Mbit/s endet
Gute Modelle haben einen USB‑3-Port, womit per RJ45-Adapter 1 Gbit/s möglich sind
Ich wünschte, die Hersteller würden Fernseher wenigstens mit Gigabit-, besser noch mit 2,5-Gbit/s-RJ45-Ports ausstatten
Je nach Einsatzzweck habe ich auf dem Grundstück 7 Wi‑Fi-Router stehen; 5 davon sind dafür da, IoT-Geräte in einem separaten Netzwerk zu halten, 2 für die persönlichen Geräte der Familie
Aber alle Computer, die ich benutze, außer dem Laptop, sind kabelgebunden mit Cat6 oder besser angeschlossen
Ich habe sogar im freistehenden Garagengebäude einen Backup-Computer und daher Ethernet bis ganz dorthin gezogen
Ethernet ist großartig, aber Wi‑Fi auch ziemlich gut, und beides hat seinen passenden Einsatzzweck
Ehrlich gesagt ist modernes Wi‑Fi wirklich gut. Seit ich einen leistungsstarken Router gekauft habe, habe ich auch keine Empfangsprobleme mehr
„Zieh halt einfach Kabel“ ist nicht immer eine Lösung. Die Geräte mit Empfangsproblemen unterstützten nämlich gar kein kabelgebundenes Ethernet
Ärgerlich ist, dass sich alles bei 1500-Byte-Paketen verfestigt hat
Man kann das mit Hardware abfedern, aber 100G oder 10G in 1500-Byte-Häppchen zu verarbeiten, ist lächerlich
Paket bezeichnet die Aufteilung zwischen Switches, also Schicht 3
Ohne mich und avb wäre es vielleicht nicht so gekommen wie heute
Irgendwann sollte ich das mal ordentlich aufschreiben, aber kurz gesagt: FDDI war der Weg zu 100 Mbit, und ich wollte 100-Mbit-Ethernet, während die Hardware-Ingenieure bei Sun dachten, ich wolle Kupfersignale auf dieselbe Art wie bei 10 Mbit
Tatsächlich ging es mir eher darum, dass, wie jemand in diesem Thread sagte, selbst dann noch alles mit 100 Mbit, Gigabit usw. funktioniert, wenn man einen 10-Mbit-Hub einsteckt
In meinem Kopf war das vollständig eine Frage des Frame-Formats, und wenn das Format gleich bleibt, bekommt man billige Switches
Genau so ist es heute tatsächlich gekommen, und ich habe diese Entwicklung um 1990 herum vorausgesehen
Wer 1500 Byte nicht mag, dem hat das SGI-Speicher-Interconnect beigebracht, dass „größer nicht immer besser“ ist
Wenn man Remote-Cache-Misses verarbeitet, sind große Einheiten nicht gut, und ich erkläre das schlecht, aber auch kleine Einheiten haben ihren Wert
Wenn ihr wollt, schreibe ich das mal richtig auf
Das Erstaunliche an Ethernet ist, dass es selbst dann noch problemlos funktioniert, wenn man verschiedene Kabel und Geschwindigkeiten mischt
Neulich habe ich aus Spaß einen 10-Mbit/s-Only-Hub an einen 10/100-Mbit/s-Switch und den wiederum an einen Gigabit-Switch gehängt, und alles hat einfach funktioniert
Ich erinnere mich daran, wie ich vor etwa 20 Jahren in einer Industrieumgebung Cat5-Gigabit verkabelt habe
In meinem ungefähr gleich alten Haus liegt ebenfalls überall Cat5, und das hat sich bis heute sehr gut gehalten
Bei kabelgebundenen Verbindungen ist 1 Gigabit noch immer der Standard, 2,5G ist eine teurere Option für manche, und 10G ist für Zuhause oder kleine Betriebe immer noch sehr teuer
Mit etwas Zeit konnte ich in jedem Raum mindestens eine Ethernet-Buchse daraus machen und mir auch ein Adernpaar für den Dachboden sichern
Schade ist nur, dass zu viel Mantel entfernt wurde und nicht viel Reservekabel übrig blieb, aber für Abschluss und Keystone-Buchsen hat es trotzdem gereicht
Ich dachte, das würde länger reichen, als ich es jemals brauchen würde, aber dann habe ich erfahren, dass mein ISP 2.5Gbps bis ins Haus anbietet
Vielleicht könnte VR das ändern
Gerade wenn man sieht, wie schlecht die Internetpreise in den USA oder in Ländern mit ISP-Monopolen sind, ist das traurig
Der einzige Grund, warum mein Internet vergleichsweise günstig ist, liegt darin, dass es bei uns im Land früh viel Wettbewerb gab
10G ist über Kupferkabel leicht zu bekommen, aber SFP scheint verbreiteter zu sein
Wenn die Chipsätze schneller werden und Stromverbrauch sowie Abwärme sinken, könnte Kupfer wieder zurückkommen
Viele bekommen von ihrem ISP schon mehr, und bei Consumer-Produkten der letzten fünf Jahre war oft zumindest 2.5G dabei
Auch kleine Unternehmen setzen mindestens auf Etagenebene eher SFP ein
Wenn dich die frühe Geschichte von Ethernet interessiert, ist die Oral History von Bob Metcalfe im Computer History Museum sehr lesenswert
https://archive.computerhistory.org/resources/text/Oral_Hist...
Ich finde es immer noch schade, dass dieser Name an eine kabelgebundene Konfiguration vergeben wurde und nicht an Funk
Auch Wi‑Fi verwendet eine leicht abgewandelte Form von Ethernet-Frames
Dass Ethernet nach 50 Jahren immer noch nicht langsamer wird, wirkt wie ein Beleg für das Sprichwort „Wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht“
Es ist beeindruckend, dass diese alte Technologie selbst in einer Zeit relevant bleibt, in der Funk überall dominiert
Auch mein eigener Tech-Stack besteht aus Java, Monolithen und SQL-Datenbanken, und selbst ohne jeden neuesten Hype liefere ich zahlenden Kunden zuverlässig einen Dienst
Relativ konstant geblieben sind Frame- und Adresslayout, und das ist in der Protokollentwicklung ein Beispiel für Kleinrocks „schmale Taille“-Muster
Es ist schön, wenigstens ein Protokoll zu haben, das sich im positiven Sinne „fertig“ anfühlt
10Base-T ist eine neue Topologie und Verkabelung, die den Bus im Hub virtualisiert, und Switched Ethernet ist eher ein intelligentes Netzwerk, das gegenüber naiven Endgeräten so tut, als sei es Ethernet
Mit steigenden Datenraten änderte sich auch die Signalisierung, und das Medium wurde von Kupfer bis Glasfaser erweitert, während der Standard Baseband-Koax über 10 Mbit/s ausgemustert hat
Trotzdem hat die Tatsache, dass alles unter demselben Standarddach funktioniert, verhindert, dass man ein herstellerspezifisches Netzwerk installiert und es später bereut, weil eine andere Verkabelung oder Signalisierung schneller und günstiger geworden ist