Ethernet, une technologie standard toujours aussi solide 50 ans plus tard
(spectrum.ieee.org)- Né en 1973 au Xerox PARC, Ethernet est passé d’un réseau expérimental sur câble coaxial à un standard mondial de LAN filaire, et a été célébré 50 ans plus tard comme un IEEE Milestone
- Le point de départ était de relier entre eux les ordinateurs Alto du PARC, ainsi que de les connecter à une imprimante laser et à une passerelle ARPANET ; Robert M. Metcalfe et David Boggs ont conçu une méthode permettant de connecter des centaines d’ordinateurs dans un même bâtiment
- La conception initiale a repris à l’ALOHAnet de l’University of Hawai’i l’idée d’un canal partagé, de la transmission par paquets et du mécanisme de nouvelle tentative aléatoire après collision, tout en remplaçant le sans-fil par du câble coaxial afin d’améliorer le débit et de réduire les interférences
- La première implémentation fonctionnait jusqu’à 2,94 Mb/s ; dans le bâtiment du PARC, on avait installé 500 m de câble coaxial, 100 nœuds transceiver, des vampire taps et des connecteurs de type D pour relier les Alto, les imprimantes et les serveurs de fichiers
- Après la publication en 1980 par Xerox, Intel et DEC de la spécification Ethernet 10 Mb/s, le comité IEEE 802 LAN Standards l’a adoptée comme standard en 1983, ouvrant la voie à l’IEEE 802.3-1985 puis à des extensions plus rapides et compatibles avec davantage de supports
Ethernet, né au Xerox PARC
- Le Xerox Palo Alto Research Center (PARC) en Californie a été à l’origine de nombreuses technologies informatiques, dont l’Alto, premier ordinateur personnel à interface graphique, ainsi que la première imprimante laser
- Le PARC est aussi le lieu d’invention d’Ethernet, une technologie de réseau permettant de transmettre des données à haut débit sur câble coaxial
- Ethernet est devenu le standard de LAN filaire largement utilisé dans les entreprises et les foyers, et a été distingué comme IEEE Milestone un demi-siècle après sa naissance
Un réseau pour relier les Alto et l’imprimante laser
- Le développement d’Ethernet commence en 1973, lorsque Charles P. Thacker imagine un réseau pour la communication entre ordinateurs Alto, la connexion d’une imprimante laser et la liaison avec la passerelle ARPANET du PARC
- L’implémentation est confiée à l’IEEE Fellow Robert M. Metcalfe, bientôt rejoint par l’informaticien David Boggs
- Le cahier des charges comportait deux exigences
- être suffisamment rapide pour prendre en charge l’imprimante laser
- pouvoir connecter des centaines d’ordinateurs dans un même bâtiment
Une transmission par paquets héritée d’ALOHAnet
- La conception d’Ethernet s’est inspirée de ALOHAnet, un système radio de l’University of Hawai’i
- Dans ALOHAnet, les ordinateurs envoient sur un canal partagé des paquets contenant l’adresse du destinataire ; si deux messages entrent en collision, l’ordinateur émetteur attend un délai aléatoire avant de réessayer
- Metcalfe a résumé sa proposition initiale dans une note intitulée Alto Aloha Network
- En remplaçant les ondes radio par du câble coaxial, il devenait possible d’accélérer la transmission des données et de limiter les interférences
- L’utilisation de taps issus de la télévision par câble permettait de se raccorder au câble coaxial sans le couper, de sorte que les utilisateurs pouvaient rejoindre ou quitter le réseau sans arrêter l’ensemble du système
La première implémentation d’Ethernet en 1973
- Metcalfe et Boggs ont conçu en 1973 la première version de ce qui est aujourd’hui connu sous le nom d’Ethernet
- Cette première version transmettait les données jusqu’à 2,94 Mb/s, un débit suffisant pour faire fonctionner l’imprimante laser et assurer la transmission sur câble coaxial
- Au centre des couloirs du bâtiment du PARC, un épais câble coaxial de 9,5 mm avait été installé
- longueur du câble : 500 m
- 100 nœuds transceiver connectés via des connecteurs N
- ces dispositifs de connexion étaient appelés vampire taps
- Chaque vampire tap était un petit boîtier rigide ; deux sondes traversaient l’isolant externe du câble pour entrer en contact avec le cœur en cuivre
- Cette structure permettait d’ajouter de nouveaux nœuds tout en conservant les connexions existantes
- Chaque vampire tap disposait d’un connecteur de type D composé d’une fiche à 9 broches et de 9 prises femelles, ce qui permettait de raccorder les ordinateurs Alto, les imprimantes et les serveurs de fichiers au réseau
La NIC et le nom Ethernet
- Pour permettre la communication entre les appareils, Metcalfe et Boggs ont créé la première carte d’interface réseau (NIC) haut débit
- Cette carte électronique se branchait sur la carte mère de l’ordinateur et incluait l’élément aujourd’hui connu sous le nom de port Ethernet
- Les chercheurs ont abandonné le nom d’origine, Alto Aloha Network, au profit d’Ethernet
- Ce changement visait à montrer plus clairement que le système pouvait prendre en charge n’importe quel ordinateur, et pas seulement l’Alto
- Alan Kay se souvient que le nom venait d’une remarque précoce de Thacker selon laquelle « le câble coaxial n’est rien d’autre que de l’ether capturé »
- Metcalfe, Boggs, Thacker et Butler W. Lampson ont obtenu un brevet américain pour cette invention en 1978
Ethernet 10 Mb/s et la normalisation industrielle
- Le PARC a poursuivi le développement et a présenté en 1980 une version d’Ethernet fonctionnant à 10 Mb/s
- Cette mise à jour est le fruit d’une collaboration entre des chercheurs de Xerox, Intel et Digital Equipment Corp. (DEC) afin de créer une version d’Ethernet adaptée à un usage industriel large
- Ethernet a été commercialisé en 1980 et s’est rapidement imposé comme standard industriel des LAN
- Afin d’offrir aux constructeurs informatiques un framework leur permettant d’utiliser cette technologie, le IEEE 802 Local Area Network Standards Committee a adopté Ethernet comme standard en juin 1983
- Aujourd’hui, la famille IEEE 802 comprend 67 standards publiés et 49 projets en cours de développement
- Le comité IEEE 802 coopère avec des organismes de normalisation du monde entier pour publier certaines normes IEEE 802 en tant que directives internationales
Commémoration IEEE Milestone
- Une plaque IEEE Milestone commémorant Ethernet doit être installée à l’extérieur des installations du PARC
- La plaque indiquera que le LAN filaire Ethernet a été inventé en 1973 au Xerox PARC, inspiré par le réseau radio à paquets ALOHAnet et par l’ARPANET
- Elle rappellera également qu’en 1980 Xerox, DEC et Intel ont publié la spécification Ethernet 10 Mb/s sur câble coaxial, qui est ensuite devenue le standard IEEE 802.3-1985
- Par la suite, Ethernet a évolué vers des débits plus élevés et s’est étendu aux supports twisted-pair, optique et sans fil, jusqu’à être largement utilisé dans les environnements domestiques, commerciaux, industriels et universitaires
- Le programme IEEE Milestone est géré par l’IEEE History Center et reconnaît des avancées technologiques majeures à travers le monde
- La section IEEE Santa Clara Valley a soutenu la candidature, et la cérémonie de dévoilement doit se tenir le 18 mai dans les installations du PARC
1 commentaires
Avis de Hacker News
Si votre maison est câblée en coaxial, MoCA peut valoir le coup d’être envisagé
Quand j’ai rénové mon ancienne maison, j’avais tiré de l’Ethernet dans chaque pièce pour brancher des points d’accès filaires ou des prises de bureau, et c’était bien meilleur que le Wi‑Fi ou un réseau maillé en vitesse, et surtout en régularité
Dans ma maison actuelle, il est difficile de tirer de nouveaux câbles Ethernet, mais il y a du coaxial pour la TV câblée dans presque toutes les pièces ; j’ai donc découvert qu’avec la norme MoCA, on pouvait faire passer jusqu’à 2,5 Gbit/s de données sur le coaxial
Grâce à ça, je peux raccorder au réseau filaire des points d’accès, des ordinateurs ou des TV depuis n’importe quel endroit de la maison
Avant le CAT5e, même si l’on avait tiré du câble Ethernet, on était au niveau de 100 Mbit/s ; avant 1995, il s’agissait probablement de CAT4, donc très vraisemblablement moins de 20 Mbit/s
J’ai bien un câble Ethernet qui relie les deux pièces les plus éloignées de la maison, mais il passe près du plafond, accroché à des crochets à tasse ou à des clous, donc ce n’est pas très esthétique
Pour faire ça proprement, il faudrait passer par le vide sanitaire ou les combles ; je n’ai pas envie de ramper dans le vide sanitaire, et dans les combles, on peut passer au travers du plafond si l’on met le pied au mauvais endroit, avec en plus beaucoup d’isolant, donc c’est dissuasif
Je me demande s’il serait possible d’ouvrir le haut du mur, de percer vers le haut, d’attacher le câble à une perche pour le pousser dans les combles, puis de faire voler un drone dans les combles afin d’attraper la boucle du câble et de l’amener jusqu’à la trappe d’accès
C’est parfait pour les appartements qui ont une prise TV câblée dans chaque pièce ; il suffit de vérifier que l’on a un répartiteur large bande adapté et un filtre au point de démarcation du câble qui entre dans le logement
Certains kits annoncent des débits de l’ordre du gigabit, mais à lire les avis, les débits réels semblent varier pas mal
https://en.wikipedia.org/wiki/Power-line_communication
https://www.tp-link.com/us/home-networking/powerline/tl-pa70...
Si je me souviens bien, le câble « Ethernet » que j’utilisais à mes débuts professionnels était du coaxial, et l’article indique aussi que le premier Ethernet fonctionnait sur du coaxial
Dans l’usage actuel, Ethernet semble presque synonyme de CAT5
Ce qui est encore plus étonnant, c’est qu’on peut utiliser la TV câblée et MoCA simultanément sur le même câble
Robert Metcalfe, l’inventeur d’Ethernet, avait prédit en 1995 que la technologie sous-jacente ne pourrait pas passer à l’échelle et qu’Internet s’effondrerait l’année suivante ; il a fini par devoir littéralement manger ses mots
https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Metcalfe#:~:text=24%5D%...
Pour avoir pas mal travaillé sur le développement Wi‑Fi/routeurs, je citerais un proverbe : « ceux qui savent comment fonctionne le sans-fil utilisent des câbles »
Lors de la rénovation de mon appartement, j’ai installé assez de prises pour que, dans 80 m², la prise Ethernet la plus proche soit toujours à moins de 2 m, y compris dans les toilettes
Derrière la TV, même 4 prises ne suffisaient pas, alors j’ai ajouté un routeur
Le Wi‑Fi est plutôt une solution de secours quand on n’a pas cette option, et si l’uplink fibre est à 1000/500 pour 35 € par mois, j’ai envie d’en profiter correctement aussi côté clients
Le 2,4 GHz et le 5 GHz sont activés, mais personne ne les utilise parce que le LTE est une meilleure option. J’ai des Mikrotik à plusieurs endroits et le Wave 2 est possible aussi, mais les câbles Ethernet fonctionnent tellement mieux qu’il n’y a aucune raison de s’en servir
C’est encore plus vrai si l’on tient compte du PoE et des injecteurs ; quelle que soit la mode, les lois de la physique ne se contournent pas
En conclusion, si vous ne pouvez pas utiliser Ethernet chez vous et que le mobile n’est pas bon non plus, utilisez les dernières technologies sans fil ; mais si ce n’est pas votre problème, les câbles sont de très loin la meilleure option
Certaines TV acceptent un adaptateur USB‑RJ45, mais comme la plupart des ports USB sont en USB 2, la limite pratique tourne autour de 300 Mbit/s
Les bons modèles ont un port USB 3, ce qui permet d’atteindre 1 Gbit/s avec un adaptateur RJ45
J’aimerais que les fabricants mettent dans les TV au moins un port RJ45 gigabit, et si possible 2,5 Gbit/s
Pour différents usages, j’ai 7 routeurs Wi‑Fi sur la propriété ; 5 d’entre eux servent à garder les appareils IoT sur un réseau séparé, et 2 sont pour les appareils personnels de la famille
Mais à part les ordinateurs portables, tous les ordinateurs que j’utilise sont raccordés en filaire Cat6 ou mieux
J’ai aussi un ordinateur de sauvegarde dans le garage annexe, donc j’y ai tiré un câble Ethernet jusqu’au bout
Ethernet est excellent, mais le Wi‑Fi est lui aussi assez excellent, et chacun a ses bons usages
Honnêtement, le Wi‑Fi moderne est vraiment bon. Depuis que j’ai acheté un routeur puissant, je n’ai plus de problèmes de réception
« Il suffit de tirer un câble » n’est pas toujours une solution. Les appareils qui avaient des problèmes de réception ne prenaient pas en charge l’Ethernet filaire
Ce qui est dommage, c’est que tout s’est figé sur des paquets de 1 500 octets.
On peut compenser avec le matériel, mais traiter du 100G ou du 10G par blocs de 1 500 octets, c’est ridicule.
« Paquet » désigne plutôt la segmentation entre commutateurs, donc la couche 3.
Sans moi et avb, les choses n’auraient peut-être pas tourné ainsi.
Il faudra que j’écrive ça proprement un jour, mais en bref, FDDI était la voie vers les 100 Mbit, et moi je voulais du 100 Mbit Ethernet ; les ingénieurs matériel de Sun pensaient que je voulais un signal sur cuivre du même genre qu’en 10 Mbit.
En réalité, ce qui m’intéressait n’était pas ça, mais le fait, comme quelqu’un l’a dit dans ce fil, qu’on puisse brancher un hub 10 Mbit et le faire fonctionner avec du 100 Mbit, du gigabit, etc.
Dans mon esprit, c’était avant tout une question de format de trame : si le format restait le même, on pourrait obtenir des commutateurs bon marché.
C’est exactement ce qui s’est produit aujourd’hui, et j’avais anticipé cette tendance vers 1990.
À ceux qui détestent les 1 500 octets, l’interconnexion mémoire de SGI a appris que « plus gros » n’est pas toujours mieux.
Pour gérer un cache miss distant, les grosses unités ne sont pas idéales ; je l’explique mal, mais les petites unités ont aussi de la valeur.
Si vous voulez, je peux écrire quelque chose de plus sérieux là-dessus.
Ce qui est étonnant avec Ethernet, c’est qu’on peut mélanger plusieurs câbles et débits, et que ça continue quand même à bien fonctionner.
Récemment, pour m’amuser, j’ai connecté un hub limité à 10 Mbit/s à un switch 10/100 Mbit/s, puis à un switch gigabit, et tout a simplement fonctionné.
Je me souviens avoir installé du câblage Cat5 gigabit sur un site industriel il y a environ 20 ans.
Dans ma maison, qui a à peu près cet âge, il y a aussi du Cat5 un peu partout, et il a très bien tenu jusqu’ici.
En filaire, le 1 gigabit reste encore le standard ; le 2,5G est une option un peu chère, et le 10G une option très coûteuse pour les particuliers et les petites entreprises.
En y consacrant du temps, j’ai pu installer au moins une prise Ethernet dans chaque pièce, et récupérer aussi une paire de câbles montant au grenier.
Le seul regret, c’est que la gaine avait été dénudée plus que nécessaire et qu’il ne restait pas beaucoup de longueur en réserve, mais il y en avait tout de même assez pour faire les terminaisons et poser des prises keystone.
Je pensais que ça durerait plus longtemps que mes besoins, jusqu’à ce que je découvre que mon FAI proposait du 2,5 Gbit/s jusqu’à la maison.
La VR pourrait peut-être changer la donne.
C’est triste de voir à quel point les prix d’Internet sont mauvais, surtout aux États-Unis ou dans les pays où les FAI ont des monopoles.
La seule raison pour laquelle mon accès Internet est relativement bon marché, c’est qu’il y a eu très tôt beaucoup de concurrence dans mon pays.
Pour le 10G, on trouve facilement des câbles cuivre, mais le SFP semble plus courant.
Quand les chipsets deviendront plus rapides, consommeront moins et chaufferont moins, le cuivre pourrait revenir.
Beaucoup de gens reçoivent déjà davantage de leur FAI, et les produits grand public des cinq dernières années intègrent souvent au moins du 2,5G.
Même les petites entreprises utilisent généralement au minimum du SFP à l’échelle d’un étage.
Si l’histoire des débuts d’Ethernet vous intéresse, l’histoire orale de Bob Metcalfe du Computer History Museum est une bonne lecture.
https://archive.computerhistory.org/resources/text/Oral_Hist...
Je trouve toujours dommage que ce nom ait été donné à une configuration filaire, et non sans fil.
Le Wi-Fi utilise lui aussi une forme légèrement modifiée de trames Ethernet.
Le fait qu’Ethernet ne soit pas devenu obsolète après 50 ans ressemble à une preuve du principe « si ce n’est pas cassé, ne le répare pas ».
Même à une époque où le sans-fil a tout envahi, il est impressionnant de voir cette vieille technologie rester pertinente.
Ma propre stack technique est faite de Java, de monolithes et de bases SQL, et pourtant elle fournit un service fiable à des clients payants sans utiliser toutes les dernières modes.
Ce qui est resté relativement constant, c’est la disposition des trames et des adresses, un exemple du modèle de « taille fine » de Kleinrock dans la conception de protocoles.
C’est agréable d’avoir au moins un protocole qui donne l’impression, dans le bon sens, d’être « terminé ».
10Base-T est une nouvelle topologie et un nouveau câblage qui virtualisent un bus à l’intérieur d’un hub, et l’Ethernet commuté ressemble davantage à un réseau intelligent qui fait semblant d’être Ethernet pour des terminaux naïfs.
Quand les débits augmentent, la signalisation change aussi ; les supports se sont étendus du cuivre à la fibre optique, et la norme a mis à la retraite le coaxial en bande de base au-delà de 10 Mbit/s.
Mais le fait de faire fonctionner tout cela sous le même toit normatif a évité de déployer un réseau propriétaire, puis de le regretter quand un autre type de câble ou de signalisation devenait plus rapide et moins cher.