miniaturadaimagem|Cabo Ethernet ligado a um roteador Ethernet é uma família de tecnologias de rede de computadores com fio comumente usadas em redes de área local (LAN), redes de área metropolitana (MAN) e redes de longa distância (WAN). Foi introduzido comercialmente em 1980 e padronizado pela primeira vez em 1983 como IEEE 802.3. A Ethernet desde então foi refinada para suportar taxas de bits mais altas, um número maior de nós e distâncias de link mais longas, mas mantém muita compatibilidade com versões anteriores. Com o tempo a Ethernet substituiu amplamente as tecnologias de LAN com fio concorrentes, como Token ring, FDDI e Arcnet.
A Ethernet 10BASE5 original usa cabo coaxial como meio compartilhado, enquanto as variantes mais recentes da Ethernet usam par trançado e links de fibra óptica em conjunto com switches. Ao longo de sua história, as taxas de transferência de dados Ethernet foram aumentadas em relação ao original 2,94 Mbit/s para o mais recente 400 Gbit/s, com taxas de até 1,6 Tbit/s em desenvolvimento. Os padrões Ethernet incluem várias variantes de fiação e sinalização da camada física OSI.
Os sistemas que se comunicam por Ethernet dividem um fluxo de dados em partes mais curtas chamadas quadros. Cada quadro contém endereços de origem e destino e dados de verificação de erros para que os quadros danificados possam ser detectados e descartados; na maioria das vezes, os protocolos de camada superior acionam a retransmissão de quadros perdidos. De acordo com o modelo OSI, a Ethernet fornece serviços até e incluindo a camada de enlace de dados. O endereço MAC de 48 bits foi adotado por outros padrões de rede IEEE 802, incluindo IEEE 802.11 (Wi-Fi), bem como pelo FDDI. Os valores EtherType também são usados nos cabeçalhos do Subnetwork Access Protocol (SNAP).
A Ethernet é amplamente usada em residências e na indústria e funciona bem com tecnologias Wi-Fi. O Internet Protocol é comumente transportado pela Ethernet e por isso é considerado um dos principais protocolos que compõem a Internet.
História
A Ethernet foi desenvolvida na Xerox PARC entre 1973 e 1974. Foi inspirada na ALOHAnet, que Robert Metcalfe havia estudado como parte de sua tese de doutorado. A ideia foi documentada pela primeira vez em um memorando que Metcalfe escreveu em 22 de maio de 1973, onde ele o nomeou em homenagem ao éter luminífero que uma vez postulou existir como um "meio onipresente e completamente passivo para a propagação de ondas eletromagnéticas". Em 1975, a Xerox apresentou um pedido de patente listando Metcalfe, David Boggs, Chuck Thacker e Butler Lampson como inventores. "Multipoint data communication system (with collision detection)" Em 1976, depois que o sistema foi implantado no PARC, Metcalfe e Boggs publicaram um artigo seminal. Yogen Dalal, Ron Crane, Bob Garner e Roy Ogus facilitaram a atualização do protocolo original de 2,94 Mbit/s para o protocolo de 10 Mbit/s, que foi lançado no mercado em 1980.
Metcalfe deixou a Xerox em junho de 1979 para formar a 3Com. Ele convenceu a Digital Equipment Corporation (DEC), a Intel e a Xerox a trabalharem juntas para promover a Ethernet como padrão. Como parte desse processo, a Xerox concordou em abrir mão de sua marca 'Ethernet'. O primeiro padrão foi publicado em 30 de setembro de 1980 como "The Ethernet, A Local Area Network. Data Link Layer and Physical Layer Specifications". Esse chamado padrão DIX (Digital Intel Xerox) especifica Ethernet de 10 Mbit/s, com endereços de origem e destino de 48 bits e um campo global tipo EtherType de 16 bits. A versão 2 foi publicada em novembro de 1982 e define o que ficou conhecido como Ethernet II. Esforços formais de padronização prosseguiram ao mesmo tempo e resultaram na publicação do IEEE 802.3 em 23 de junho de 1983.
A Ethernet inicialmente competiu com o Token ring e outros protocolos proprietários. A Ethernet foi capaz de se adaptar às necessidades do mercado e, com o 10BASE2, mudou para o cabo coaxial fino e barato e, a partir de 1990, para o agora onipresente par trançado com o 10BASE-T. No final da década de 1980, a Ethernet era claramente a tecnologia de rede dominante. No processo, a 3Com tornou-se uma grande empresa. A 3Com lançou sua primeira NIC Ethernet 3C100 de 10 Mbit/s em março de 1981, e naquele ano começou a vender adaptadores para PDP-11 e VAXes, bem como computadores Intel e Sun Microsystems baseados em Multibus. Isso foi seguido rapidamente pelo adaptador Unibus para Ethernet da DEC, que a DEC vendeu e usou internamente para construir sua própria rede corporativa, que atingiu mais de 10 000 nós em 1986, tornando-se uma das maiores redes de computadores do mundo na época. Uma placa adaptadores Ethernet para o IBM PC foi lançada em 1982 e, em 1985, a 3Com vendeu 100 000 unidades. Na década de 1980, o próprio produto PC Network da IBM competia com a Ethernet para o PC e, durante a década de 1980, o hardware de LAN, em geral, não era comum em PCs. No entanto, em meados da década de 1980, a rede de PCs tornou-se popular em escritórios e escolas, e entre as diversas tecnologias de LAN concorrentes daquela década, a Ethernet era uma das mais populares. Adaptadores Ethernet baseados em portas paralelas foram produzidas por um tempo, com divers para DOS e Windows. No início da década de 1990, a Ethernet tornou-se tão predominante que as portas Ethernet começaram a aparecer em alguns PCs e na maioria das estações de trabalho. Esse processo foi bastante acelerado com a introdução do 10BASE-T e seu conector modular relativamente pequeno, ponto em que as portas Ethernet apareceram mesmo em placas-mãe de baixo custo.
Desde então, a tecnologia Ethernet evoluiu para atender aos novos requisitos de largura de banda e mercado. Além dos computadores, a Ethernet agora é usada para interconectar aparelhos e outros aparelhos pessoais. Como Ethernet Industrial, é usado em aplicações industriais e está substituindo rapidamente os sistemas legados de transmissão de dados nas redes de telecomunicações do mundo. Em 2010, o mercado de equipamentos Ethernet somava mais de US$ 16 bilhões por ano.
Padronização
Em fevereiro de 1980, o Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE) iniciou o projeto 802 para padronizar redes locais (LAN). O "grupo DIX" com Gary Robinson (DEC), Phil Arst (Intel) e Bob Printis (Xerox) apresentaram a chamada especificação CSMA/CD "Blue Book" como candidata para a especificação LAN. Além do CSMA/CD, Token Ring (suportado pela IBM) e Token Bus (selecionado e, daqui em diante, suportado pela General Motors) também foram considerados candidatos a um padrão de LAN. Propostas concorrentes e amplo interesse na iniciativa levaram a um forte desacordo sobre qual tecnologia padronizar. Em dezembro de 1980, o grupo foi dividido em três subgrupos e a padronização prosseguiu separadamente para cada proposta.
Atrasos no processo de padronização colocam em risco a introdução no mercado da estação de trabalho Xerox Star e dos produtos Ethernet LAN da 3Com. Com essas implicações comerciais em mente, David Liddle (Gerente Geral, Xerox Office Systems) e Metcalfe (3Com) apoiaram fortemente uma proposta de Fritz Röscheisen (Siemens Private Networks) para uma aliança no mercado emergente de comunicação de escritório, incluindo o suporte da Siemens para a padronização internacional da Ethernet (10 de abril de 1981). Ingrid Fromm, representante da Siemens no IEEE 802, rapidamente alcançou um suporte mais amplo para Ethernet além do IEEE com o estabelecimento de um Grupo de Tarefas "Redes Locais" concorrente dentro do órgão de padrões europeus ECMA TC24. Em março de 1982, o ECMA TC24 com seus membros corporativos chegaram a um acordo sobre um padrão para CSMA/CD baseado no rascunho de IEEE 802. Por ser a proposta DIX tecnicamente mais completa e pela celeridade da ação da ECMA que contribuiu decisivamente para a conciliação de opiniões dentro do IEEE, o padrão IEEE 802.3 CSMA/CD foi aprovado em dezembro de 1982. O IEEE publicou o padrão 802.3 como rascunho em 1983 e como padrão em 1985.IEEE 802.3-2008, p.iv
A aprovação da Ethernet em nível internacional foi alcançada por uma ação semelhante e interpartidária com Fromm como oficial de ligação trabalhando para integrar o Comitê Técnico 83 da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) e o Comitê Técnico da Organização Internacional de Normalização (ISO) 97 Subcomitê 6. O padrão ISO 8802-3 foi publicado em 1989.
Evolução
t Ethernet evoluiu para incluir maior largura de banda, métodos aprimorados de controle de acesso ao meio e diferentes mídias físicas. O cabo coaxial foi substituído por links ponto a ponto conectados por repetidores e switches Ethernet.
As estações Ethernet se comunicam enviando pacotes de dados entre si: blocos de dados enviados e entregues eventualmente. Assim como em outras LANs IEEE 802, os adaptadores vêm programados com um endereço MAC de 48 bits globalmente exclusivo para que cada estação Ethernet tenha um endereço exclusivo. Os endereços MAC são usados para especificar o destino e a origem de cada pacote de dados. A Ethernet estabelece conexões em nível de link, que podem ser definidas usando os endereços de destino e de origem. Na recepção de uma transmissão, o receptor usa o endereço de destino para determinar se a transmissão é relevante para a estação ou deve ser ignorada. Uma interface de rede normalmente não aceita pacotes endereçados a outras estações Ethernet.
Um campo EtherType em cada quadro é usado pelo sistema operacional na estação receptora para selecionar o módulo de protocolo apropriado (por exemplo, uma versão do Protocolo de Internet, como IPv4). Diz-se que os quadros Ethernet são auto-identificados, devido ao campo EtherType. Os quadros auto-identificados possibilitam misturar vários protocolos na mesma rede física e permite que um único computador use vários protocolos juntos. 2.4.9 – Ethernet Hardware Addresses, p. 29, explains the filtering. Apesar da evolução da tecnologia Ethernet, todas as gerações de Ethernet (excluindo as primeiras versões experimentais) usam os mesmos formatos de quadro. Redes de velocidade mista podem ser construídas usando switches e repetidores Ethernet que suportam as variantes Ethernet desejadas.
Devido à onipresença da Ethernet e ao custo cada vez menor do hardware necessário para suportá-la, em 2004 a maioria dos fabricantes construiu interfaces Ethernet diretamente nas placas-mãe dos PCs, eliminando a necessidade de uma placa de rede separada.
Meio compartilhado
A Ethernet foi originalmente baseada na ideia de computadores se comunicarem por meio de um cabo coaxial compartilhado atuando como um meio de transmissão. O método utilizado era semelhante ao usado em sistemas de rádio, com o cabo comum fornecendo o canal de comunicação semelhante ao éter Luminífero na física do século XIX, e foi dessa referência que o "Ethernet" foi derivado.
O cabo coaxial compartilhado da Ethernet original (o meio compartilhado) atravessava um prédio ou campus para cada máquina conectada. Um esquema conhecido como acesso múltiplo de detecção de portadora com detecição de colisão (CSMA/CD) governava a maneira como os computadores compartilhavam o canal. Esse esquema era mais simples do que as tecnologias concorrentes de Token Ring ou Token Bus. Os computadores são conectados a um transceptor Attachment Unit Interface (AUI), que por sua vez é conectado ao cabo (com thin Ethernet transceptor geralmente é integrado ao adaptador de rede). Embora um fio passivo simples seja altamente confiável para redes pequenas, ele não é confiável para grandes redes estendidas, onde danos ao fio em um único local ou um único conector ruim podem tornar todo o segmento Ethernet inutilizável.