以太网的发展史<二>

10BASE-T和结构化布线的历史

在80年代中期， PC革命浪潮已是势不可挡，1986年，个人计算机在应用程序的驱动下销售蒸蒸日上。Lotus l-2-3已成为 IBM PC AT的应用的有力对手--每一笔生意中都 少不了它。 Apple的 Macintosh在1986年起飞后，因其非平行图形用户界面而得到用户青睬。同时人们希望共享昂贵的激光打印机来印刷他们的电子表格和台式印刷出版物，适得网络销售也特别红火。

发生两件大事使得以太网再度掀起高潮：一是1985年 Novell开始提交 Network，这是 一个专为 IBM兼容个人计算机联网用的高性能操作系统，二是10BASE-T，一个能在无屏蔽双绞电话线上全速10Mbps运行的以太网。

光缆以太网和 UTP以太网

第一个以太网使用的是粗同轴电缆，几年以后， Metcalfe和 Eric Rawson证明 CSMA型 信号能在光缆上运行。80年代初期，光缆引起轰动。 Xerox决定在光缆上运行以太网。Er ic Rawson被任命为光缆以太网工程的负责人，不久 Ron Schmidt也参加进来。 Rawson和 Schmidt发现以太网的确能在光缆上运行，但只能是星形结构，而不是典型的以太网总线拓扑结构。 1985年， Schmidt又将光缆以太网硬件改变成在屏蔽双绞线( STP)上运行，然而，由于 STP电缆价格昂贵而笨重；因而在以后他又做了一些实验，证明以太网可以在正规的无屏蔽双绞线(UTP)上运行。

结构化布线： StarLAN和 Token Ring

1985年， IBM开始推出它的4-Mbps Token Ring LAN--这已是在 Metcalfe最初与 IBM商讨建造 IBM PC用的以太网适配器的6年之后，也差不多是第一个 ISA EtherLink上市后的三年。虽然令牌环(Token Ring)网比10Mbps以太网差不多慢一半，但它比以太网有一个主要的优点--它是基于结构化的布线系统，它把中央集中器或集线器用屏蔽双绞线(STP)连到节点上。到1986年，采用结构化布线系统的 StarLAN 也开始上市，但不幸的是 StarLAN的速度 只有以太网速度的10％，即 lMbps，因而无法取代常规的10MbpS以太网或4Mbps的令牌 环网。但是， StarLAN和令牌环的出现使得未来用双绞线布线和集中化布线集线器的前景更加明朗化。

SynOptics通信公司的诞生

再回到1983年， Schmidt已开始在 Xerox内部寻求一个经营单位来生产光缆以太网，虽然未能如愿以偿，但却在另一方面大有收获--他在 Xerox内找到了一个名叫 Andy Lud wig的业务计划师，两人非常投机，经过与 Xerox的多次谈判后，到1985年夏终于成立了他 们自己的公司，而 Xerox只是他们公司的一个小股东。在获得一笔风险资金后， Schmidt和 Ludwig于1985年 l1月率领8名 Xerox雇员完全脱离 Xerox公司，开始以名为 ASTRA通 信公司进行创业。该公司的目标是销售结构化布线光缆和 STP以太网集线器。(ASTRA 这个名字没有维持多久，因为 NEC已为该名进行过商标注册，并威胁要控告 Schmidt的新公司违反商标法。新公司的一个董事长在浏览字典时偶然找到Synoptis这个词， SynOptics 通信这个公司的名字就由此而诞生。)

10BASE-T批准为 IEEE标准

1986年， SynOptics开始进行在 UTP电话线上运行10Mbps以太网的研究工作。名叫LATTIS NET的第一个 SynOptics产品于1987年8月17日正式投放市场。也就在同 天， IE涨IEEE 802.3工作组聚在一起讨论在 UTP上实现10MbPs以太网的最好方法，后来被命名为10BASE-T。除了SynOptics LATTISENT方案外，许多有竞争力的提案也纷纷飞向 IEEE，其中最著名的是3Com／DEC和 HP的提案。经过三年的时间，世界各地的工程师定期地云集在 IEEE802.3这面大旗下，探求在 UTP上运行10Mbps以太网的最佳方案。最后IEEE同意 以 HP多端口中继器方案和改进型的SynOptics LATTISNET技术为基础进行标准化.

1990年秋天,新802.3i／10BASE-T标准正式通过。次年以太网的销售量将近翻一番，其吸引力是靠新的10 BASE-T中继器、双绞线介质附属件( MAU)和 NIC网络接口卡。星形布线结构的出现是以太网发展史上的伟大里程碑。首先，以太网开始愈来愈像电话系统，都有设在布线室的中央交换机和连到每个节点的专用线。其次， IBM Token Ring 已失去它的两个优势--结构化布线方法和采用双绞线布线。

Novell NetWare：联网"权威"

1980年初，一家很小的名叫Novell的软件公司开发了一个取名为 NetWare的网络操作 系统。然而，要想运行 NetWare操作系统，就需要购买有关的网络硬件， Novell抓住这一机遇，开始销售网络接口卡，这时的接口卡只适用于以太网。几乎一昼夜间，NetWare成为办公室应用的"权威"，它允许各个 PC访问共享打印机，发送电子信函，交换文件和访问中央 数据库。 NetWare的巨大成功又推动了对以太网适配器的大量需求，从而使得以太网成为网络市场的领先者。以后， NetWare被修改成可适用于ARCnet和Token Ring(令牌环)网。到此，以太网压倒了所有其它的LAN技术。1980年Novell出卖了它的网络接口卡业务，但与此同时，它开始向任何需要它的Novell Engineering(NK)以太网适配卡设计的人出售许可证，从而出现了庞大的 NE2000仿制 生意，就像 IBM PC仿制工业那样兴隆。突然之间，一些外行公司可以通过购买 NS半导体公司的芯片和从Novcll获得名称、设计和相应软件来进入网络接口卡业务之中。有些公司甚至不顾受设计许可证的麻烦，只要从 NS公司购买8390硅片和提交不带软件、但标有"NE2000兼容型"就万事大吉了。由于 NE2000仿制者和3Com之间的激烈竞争，使得价格急剧下降。到1988年已有数十家 NE2000卡制造商在营业，只要花200美元就可购买 Ethernet网络接口卡，而 IBM的 Token Ring卡却要花1000多美元。到1990年， Western DigitaI(以后改为 SMC)公司和一些台湾公司在内的一些 NE2000经销商甚至开始仿 制Nationa1 8390以太网芯片。其结果是以太网营业额由于不断降价而上升，可供货的经销商愈来愈多，因竞争压力而使技术革新不断涌现。

Token Ring的消亡

直到1992年，许多工业和市场研究分析员错误地预测 Token Ring有朝一日要压倒以 太网，但事实是 SynOptics公司于1987年12月向德克萨斯仪器公司( TI)和波音航空公司提交它的第一个以太网集线器时，给 Token Ring的未来以致命的一击。

80年代末，甚至连IBM都不敢再小看以太网的存在了：一个例子是 IBM开始为它的个 人计算机和 AS／400小型机出售微通道以太网适配器，以满足十年来它的客户一直在要求提供的连网选件，另一个例子是 IBM为了适应世界潮流而推出 RS／6O00工程技术工作站产品线。工作站的首领--SUN微系统公司早就采纳以太网为标准，而把以太网标准构件建到它的每台机器之中。在1991年， IBM的 Austin、Texas工作站分部迈出了出人意料的一步--采纳以太网作为它的标准。从此 RS／6000开始配备内建的Inte132位以太网协处 理器。

只有在90年代才使IBM的网络分部开始认识到： Token Ring是无法取代以太网的、它的网络战略已告失败。此时，以太网的销售量与 Token Ring的销售量之比为3：1，而且这种压倒趋势还在加速。就在即将退出网络舞台的最后一刻， IBM仍试图以拷贝 Novell NE2000／Nationa18390仿制战略来停止市场份额被以太网蚕食的趋势。1992年， IBM把 它的 Token Ring硅片组的许可证转给国家半导体公司( NS)，以产生一个生产基地广大而 经济的仿制工业，但到1992年，Tocken Ring彻底失败的结局已无法挽回，此时以太网已成为全球大、中、小各类公司局域网的事实上的标准。四年来，以太网的销售量增加到十倍，从 1988年的1百万套到1992年的 l千万套，这是多么令人瞩目的增长速度!

交换式和全双工制以太网的出现

在80年代末，若干市场因素促使对快速网络基础结构的需求：

• 独立的 PC连接到现有网络中，导致较高信息流量。
• 市场上新型PC越来越多，也导致较高的信息流量。
• 使用图形用户界面的、功能强大的 PC机越来越多，造成了较高的基于图形的网络负 载。
• 多 LAN连接在一起，共享以太网依赖于所有用户共享介质的单个连接，在这种连接方式中，一次只有在任何地点的一个网站可以发送。由于较多的用户争用有限的同一带宽，因而将这些不同的局域网连接在一起导致了信息流量的猛增。

两端口网桥(只连接两个LAN)有着和以太网本身一样长的历史，此时它在连接LAN 上成为畅销货，因为它能使信息流量受控。到80年代末一种新型网桥--智能型多端口网桥开始出现。Alantec、Synernetics、Raca1-Milgo、Clear point等公司都纷纷出售智能型多端口网桥，但在1990年，一个完全不同的网桥--Kalpana EtherSwitch EPS-700面世。

EtherSwitch由于以下几个理由而与当时的绝大多数网桥有很大的不同： 

• 网络开关(Switch)是一种提供同时多条数据传输路径的体系结构，和电话交换机很相似，使整体吞吐量显著提高。
• EtherSwitch使用一种名为"切入法"(cut-through)的新桥接技术(而常规网桥是使用存贮、转发技术)。通过这种网络开关使延迟时间降低一个数量级。 
• 最终使Kalpana成为名牌的是该公司的奠基者 Vinod Bhardwaj和 Larry Blair采有不 同凡响的经销方法来推销该产品。 EtherSwitch是以提高LAN性能的网络开关来销 售的，而不是以互连不同LAN 的网桥来销售。这一区别非常微秒，但几乎在一昼夜 间， EtherSwitch开辟了一个新的市场领域--网络开关(或网络交换器)。

全双工以太网

1993年， Kalpana创造了另一项突破--全双工以太网。常规的共享介质以太网只以半双工模式工作，网络在同一时间要么发送数据，要么接收数据，而不能同时发送和接收数据。对所有的用户，共享以太网都依赖单条共享介质，因此在技术上不可能同时发送和接收。全双工的优点是很明显的--同时发送和接收，这在理论上可以使传输速度翻一番。 Kalpana把这一特性加到它的集线器中，全双工很可能成为未来交换式集线器和服务器网络接口卡的标准。

快速型以太网的出现

网络开关虽然是降低网络通信拥挤的最佳设备，但每个以太网开关只能为每个端口提供10Mbps的最大流通量。对于要求10Mbps以上流通量的应用，唯一合格的竞争者曾是光缆分布型数据接口(FDDI)，它是一个昂贵的基于100Mbps光缆的LAN。大型网络的管理人员已在开始实现FDDI主干网和FDDI服务器连接，并且在某些情况下，他们甚至在把客户机或工作站连到FDDI环上。在80年代，DEC、AMD、NS和IBM等名牌公司将数百万美元投在FDDI半导体厂和产品开发上。1991年，Sun微系统公司甚至打算将FDDI连接加到每--台SPARC Station机上(所有的SunS PARCStation已配备有内建的10Mbps以太网连接)e不幸的是，由于高成本和复杂性FDDI从未成为主流技术。而与此同时，以太网的价格由于销售量猛增而急剧下跌。某些网络公司开始建造含有高速FDDI和以太网端口的交换式集线器。Crescendo通信公司就是其中的一员，它建造了一个配有FDDI和交换式10BASE-T端口的工作组开关。可是，很多用户越来越多地考虑以太网的长期前途，因为这一技术已有10年的历史，这在计算机界是公认的事实。

在1991年8月，现已从3Com公司退休的Howard Charney，以太网的合伙发明人David Boggs、细缆以太网的发明人和3Com的第一个EtherLink网络适配器的总工程师勋Crane与3Com前任技术副总裁Larry Birenbaum在一起谋划成立一个新公司。他们打算从销售网络测试装置开始，但在讨论过程中，Birenbaum突然提出能否使以太网按原速度的10倍运行，已经作过一番研究的Crane立即回答"不成问题"，Boggs也表示同意。以下的历史就是在1992年2月28日，Charney、Birenbaum等成立Grand Junction网络公司，从事设计、建造和经销高速以太网装置。该公司的董事成员有Metcalfe、Chamey和三位风险投资者。该公司位于加州Fremont市，离硅谷的路程只有20分钟就到了。Grand Junction公司成立后立即投入100Mbps以太网的研制工作。

在1992年下半年，Grand Junction公司研制100Mbps以太网的消息不腔而走，因此该公司决定提前在1992年9月对外正式发布研制100Mbps以太网的新闻。

IEEE 802.3 100Mbps标准大战

1992年，IEEE802工程组召开全体会议，其中一项议程就是高速以太网，会上提出两个技术方案：一个方案是由Grand Junction网络公司提出的。该方案建议保留现行的以太网协议，此建议得到3Com公司、Sun微系统公司和SynOptics公司的支持。第二个方案来自HP公司，该方案建议采用100Mbps传输的完全新型的MAC(介质存取)协议。这次会议标志着"快速以太网之战"拉开了序幕。

在1993年期间，IEEE的高速研究小组继续其100Mbps的标准化工作。各种各样的建议都在酝酿之中，但主要的问题仍未解决--802.3组是采纳HP提出的新MAC方案还是保留原以太网的CSMA／CDMAC协议，大多数小组成员对保留原以太网感兴趣，但末达到通过标准所需的75％的法定多数，以致争论仍在继续。Grand Juncttion、Intel、LAN Media、SynOptics、Cabletron公司、国家半导体公司(NS)、标准微系统公司(SMC)、Sun微系统公司和3Com很快对这种永无休止的争论和IEEE标准中的政治障碍感到厌烦，于是为加快标准化步伐而合伙另起炉灶，成立了"快速以太网联盟"，拉起了推进"基于原以太网标准的100MbpS以太网方案"的大旗，从而使HP和AT＆T在工业界陷入四面楚歌的境地。不幸的是，HP和AT＆T仍坚持他们的优先级请求协议是最佳方案，拒绝保留CSMA／CD以太网协议。为了打破僵局，IEEE为优先级请求存取法任命一个名为802.12的新工作组。

随后又发生了以下事件：

• 1993年10月，FEA(快速以太网联盟)公布了它的100BASE-X互操作规范，现在名叫100BASEiTX。同月，GrandJunction公司首家推出世界上第一台快速以太网集线器和NIC--FastSwitch2.0／100和FastNIC100。
• 1994年5月，InteI和SynOptics宣布并展示了他们的快速以太网装置。
• 在1994年的大半年时间里，IEEE802.3组都忙于其它部分的100Mbps以太网标准，如100BASE-T4、MII、中继器和全双工等标准。
• 同年，FEA的会员增加到60家，许多在开始时支持新802.12技术的公司也纷纷倒戈，或者公开声明两种技术都支持。
• 1994年末，Inte1、Sun微系统公司和Networth公司开始推出100BASE-TX型兼容产品。1995年的第一季度，Cogent、3Com、DEC、SMC、Acction、SynOptics／BayNetworks等公司也相继推出自己的100BASE-TX型产品。
• 1995年3月。IEEE802.3u规范被它的成员和执委会所通过。于是快速以太网的时代宣布来临!

几个月以后，FEA(快速以太网联盟)解散，其工作也暂告结束，其标准已经完成。这时正是销售以太网产品的昌盛时期。直到1995年末，各厂家日新月异地不断推出新的快速以太网产品，快速以太网达到了它的鼎盛时代。

工业趋势(1995)

1995年是工业界联合提供成套产品的年份。1995年末，3Com、BayNetworks和Cisco已成为可提供成套产品的真正的网络公司，可以提供从路由器、机箱式集线器和工作组集线器到网络管理和远程访问设备的所有产品。另一个趋势是很多厂家都认识到：ATM是一种革命性的技术，很难立即替代介质共享的局域网。用户们和厂家开始更多地致力于一些革命性的技术，如以太网交换技术(Ethernet Switching)和100Mbps快速型以太网。

1995年是致力于高科技事业的银行家们的投资丰收年。1994年，Wellfleet和SynOptics两家公司合并组成BayNetworks公司，从而掀起了一股工业兼并的浪潮。BayNetworks继续执行这一扩展策略，在1995年春，它宣布了兼并Centillion的计划，这是一家从事于Token Ring交换技术的先驱公司。1995年所发生的最大的高技术兼并是3Com公司购买了从事于机箱式集线器的Chipcom公司，从而获得了该先进的机箱式集线器技术和有利可图的与IBM的OEM合同，这一事件值得一提是因为Chipcom公司是唯一能同时提供100BASE-T和100VG-AnyLAN产品的主要的机箱式集线器公司。伴随着3Com公司的这一兼并活动，VG计划就销声匿迹了。

对我们来说，在这--年中最感兴趣的事情是Cisco Systems公司兼并GrandJunction Networks公司。对业界内的人士来说，GrandJunction Networks是一家快速型以太网公司，它提供了第一台10Mbps工作组交换器，而且首先提供快速型以太网的各种网络接口卡，转发器和交换器。3Com和BayNetworks从一开始就是快速以太网联盟的成员，而Cisco很晚才参与快速以太网的业务，因而无论是在交换式以太网、FDDI、100VG或100BASE-T等方面，或者在等待ATM方面都无法明确自己的方向。在100BASE-T的初期，缺乏Cisco的路由器是取得快速以太网成功的主要障碍，随着Cisco在1995年兼并以太网交换的先驱公司Kalpana，一切就都改变了。GrandJunction的兼并对快速以太网具有特别的决定性意义，随着这一兼并，交换式和快速型以太网就明确地成为今后几年所选用的高速组网技术。

在1995年，网络界最令人感兴趣的一些事件包括：

• Cabletron公司(它是SynOptics公司势均力敌的对手)没有登上交换式和快速型以太网的航班。到1995年末，Cabletron就不再观望，它购买了SMC的以太网交换部分，这是它第一次采取的兼并行动，最终使得Cabletron进入交换式和快速型以太网市场。
• 另一次有意义的兼并行动是ForeSystems一家在ATM技术上领先的公司)兼并了以太网交换公司Alantec。多年以来，ForeSystems公司一直主张不要采用以太网，代之以ATM，这一兼并事件表示它已承认：基于帧的技术(如以太网和令牌环)在今后的很多年中仍然是核心技术。
• 世界上最大的PC和服务器厂家Compaq计算机公司通过购买Networth和Thomas-Conrad两家网络公司而大步地进入网络市场。
• 在快速以太网适配器产业务中，Intel公司已处于领先地位，并有40％的市场份额。

干兆位以太网(1999-?)

1995年l1月，IEEE802.3标准委员会组建了一个新的"高速研究组(High-Speed Study Group)"，去研究每秒1干兆位速率的以太网。

1996年3月，IEEE组建了新的802.3z工作组，负责研究干兆位以太网，制订相应的标准。很快，一些快速以太网原来的支持者和某些新的发起者组成了“干兆位以太网联盟(GEA)”，其中包括11家公司，它们是3Com、BayNetworks、Cisco、Compaq、Granite Systems、Intel、LSI Logic、Packet Engines、Sun、Microsystem、q、UB Networks和VLSI Technology。一个月以后，另外28家公司也加入厂该联盟，其中包括Hewlett-Packard(HP)公司。

干兆位以太网的关键是利用交换式全双工操作去构建主干网和连接超级服务器及工作站，或许还能借用现有的技术(如光缆信道前端技术)去使用光缆(某些人已经将千兆位以太网称为1000BASE-F，表示在光缆介质上1000Mbps的传输速率)。于兆位以太网还支持半双工／转发的局域网和铜芯电缆，但要求网络直径为20到25米(某些人主张修改CSMA／CD访问方法，以增加网络直径)。如果千兆位以太网取得成功，很显然，在今后至少10年时间内，以太网帧将仍然是数据通信的标准。