以太网的历史

以太网的核心思想是利用* * *共享的公共传输通道。* * *共享数据传输通道的想法来自夏威夷大学。20世纪60年代末，诺曼·艾布拉姆斯和他的同事们开发了一种叫做ALOHA系统的无线电网络。这个地面无线电广播系统是为了将瓦胡岛上我们学校校园内的IBM360主机与分布在其他岛屿和海洋船只上的读卡器和终端连接起来而开发的。系统初始速度4800 bps，最后升级到96O0 bps。该系统的独特之处在于使用“入站”和“出站”无线电信道进行双向数据传输。出站无线信道(从主机到远处的岛)相当简单明了，只要将目的地址放在发送消息的报头中，然后由相应的接收站解码即可。入站无线信道(从岛或船到主机)很复杂，但很有趣。它采用一种随机化的重发方式:操作员按回车键后，子站(岛上的站)发送它的消息或包，然后站等待主站发回确认消息；如果在一定的时间限制(200到1500纳秒)内出站信道上没有返回确认消息，远程站(子站)就会认为两个站在同时试图传输，从而发生碰撞，破坏传输的数据。此时，两个站点将再次选择一个随机时间，并尝试重新传输它们的数据包。这个时候，成功会很大。

这种基于竞争的网络有两层含义:

这种模式允许多个节点以简单灵活的方式在同一信道上准确传输。

使用该信道的站点越多，碰撞的概率越高，导致传输时延增加，信息流减少。

Norman Abramson发表了一系列关于ALOHA系统理论和应用的文章，其中1970中的一篇文章详细阐述了计算ALOHA系统理论容量的数学模型。现在这款机型以经典的阿罗哈机型而闻名。当时估计ALOHA系统理论容量达到17%理论效率。1972中，通过同步接入将ALOHA改进为时隙ALOHA组广播系统，效率提高了一倍多。

Abramson及其同事的研究成果已经成为目前使用的大多数分组广播系统的基础，包括以太网和各种卫星传输系统。1995年3月，Abramson因其在基于竞争的系统方面的开创性研究工作获得了IEEE的小林奖。

施乐PARC公司制造出第一个以太网

我们今天所知道的以太网是在1972年鲍勃·麦卡夫来到世界著名的研究机构施乐公司的施乐帕洛阿尔托研究中心(PARC)的计算机科学实验室工作时建立的。1972 PARC的研究人员发明了世界上第一台名为EARS的激光打印机和第一台名为ALTO的带有图形用户界面的个人电脑。当时，梅特卡夫被施乐公司聘为PARC的网络专家。他的第一份工作是将施乐ALTO电脑连接到阿帕网(阿帕网是互联网的前身)。1972年秋天，梅特卡夫拜访住在华盛顿特区的阿帕网项目管理员时，偶然发现了艾布拉姆森在旱季对阿罗哈系统的研究成果。在阅读Abramson关于ALOHA模型的著名论文1970时，Metcalfe意识到，虽然Abramson做了一些值得怀疑的假设，但通过优化，ALOHA系统的效率可以提高到接近100%。最后，梅特卡夫因为他的基于包的传输理论获得了哈佛大学的理学博士学位。

1972年底，梅特卡夫和大卫·博格斯设计了一个连接不同奥拓电脑的网络，然后把NOVA电脑连接到EARS激光打印机上。在开发的过程中，梅特卡夫将自己的作品命名为ALTO ALOHA network，因为该网络是基于ALOHA系统，并与许多ALTO计算机相连。世界上第一个个人计算机局域网——ALTO ALOHA网络于5月22日开始首次运行，1973。这一天，Mctcalfe写了一份备忘录，说他把网络重新命名为以太网，灵感来源于“电磁辐射可以通过发光的以太传输的想法”。最初的实验性PARC以太网运行速度为2.94Mbps(每秒兆比特)，有点零碎。原因是第一个以太网的接口定时器使用ALTO系统时钟，这意味着每340纳秒发送一个脉冲，导致传输速率为2.94Mbps，当然，以太网比最初的ALOHA网络有很大的改进，因为以太网的特点是载波监听。也就是说，每个站在发送它自己的数据流之前必须监听网络。因此，一种改进的重传方案可以将网络的利用率提高近100%。到1976年，PARC的实验以太网已经发展到100个节点，并且已经运行在1000米的粗同轴电缆上。施乐急于把以太网变成产品，所以改名为施乐有线。然而，在1979年，当DEC、Intel和Xerox ***对这个网络进行标准化时，又恢复了以太网这个名称。1976年6月，Metcalfe和Boggs发表了一篇名为《以太网:局域网中的分布式分组交换》的著名论文。1977年底，梅特卡夫和他的三个合作者获得了“带冲突检测的多点数据通信系统”的专利，多点传输系统被称为CSMA/ CD(载波监听多路访问和冲突检测)。从此，以太网正式诞生。

DEC，InteI和Xerox标准化以太网。

20世纪70年代末，出现了几十种局域网技术，以太网就是其中之一。除了以太网，当时最著名的网络有Data General公司的MCA、Network Systems公司的Hyperchannel、Data' Point公司的ARCnet和Corvus公司的Omninet。让以太网最终坐上局域网宝座的不是她的技术优势和速度，而是Metcalfe的以太网版本成为了行业标准。

1979年初，离开两年后回到PARC施乐公司的梅特卡夫接到了在DEC工作的戈登·贝尔的电话，贝尔想和DEC和施乐***讨论建立以太局域网的想法。梅特卡夫认为与不同的制造商一起开发以太网是一个好主意，但梅特卡夫此时也无能为力，因为施乐希望保护自己的专利，限制梅特卡夫为DEC工作，因此梅特卡夫建议DEC直接与施乐高管讨论将以太网变成行业标准的计划，最终施乐迈出了这一步。？

DEC和施乐在工业标准上合作的障碍之一是反垄断法。律师霍华德·查尼(Howard Charney)是梅特卡夫在麻省理工学院的朋友，建议他将真正的以太网技术转移到标准化组织(查尼很快成为3Com的创始人之一)。？

在访问华盛顿特区的NBS时，Metaclfe遇到了一位在NBS工作的英特尔工程师，他正在为他先进的25MHz VLSI NMOS集成电路处理技术寻找新的应用。这家朱利安必和的优势很明显:施乐提供技术，DEC技术力量雄厚，是以太网硬件的强势供应商。英特尔提供以太网芯片组件。不久，梅特卡夫离开施乐，成为一名企业家和经纪人。1979年7月，DEC，Intel，Xerox准备召开三方会议，第一次三方会议于1979年正式召开。1980年12月30日，Intel和Xerox公布了“以太网，一个局域网:数据链路层和物理层规范，版本1.0”的第三稿，也就是现在著名的以太网蓝皮书，也就是DIX(由三家公司名称的首字母组成)版本1.0规范。如上所述，最初的实验以太网工作在2.94Mbps，而DIX开始工作在20Mbps，最后下降到10Mbps。在接下来的两年里，DIX重新定义了标准，并在1982中发布了以太网2.0版规范作为终结。？

在DIX进行以太网标准化的同时，全球专业组织IEEE组建了一个委员会来定义和推广工业局域网标准，以办公环境为主要目标。该委员会被称为802项目。虽然DIX Group已经发布了以太网规范，但它仍然不是国际公认的标准。因此，在1981年6月，IEEE802工程决定成立一个802.3分委员会，在DIX工作成果的基础上产生一个国际公认的标准。一年半后是1982 19。1983该草案最终作为IEEE10 BASE5出版。(选择缩写10BASE5是因为标准规定了使用基带的传输速率为10MbpS，节点之间的距离为50米。802.3和DIX以太网2.0在技术上是有区别的，但是这个区别非常小。今天的以太网和802.3可以看作是同义词。在此期间，施乐公司已经在以太网的专利下将其中的四块转让给了IEEE，所以现在任何人都可以以65，438美元+0，000美元的价格从IEEE获得以太网许可证。在1984年，美国联邦政府以FIPS公共107的名义采用了802.3标准。1989 ISO采用了标准号为IS88023的802.3以太网标准。至此，IEEE标准8O2.3正式获得国际认可。

3Com产品化以太网

当DEC、Intel和Xerox的工程师们还在完成以太网规范的时候，Metcalfe已经在寻求其他的商业利益，Jing拒绝了Steve Jobs加入苹果公司开发网络的建议。从65438年6月到0979年6月，鲍勃·麦卡夫、霍华德·查尼、罗恩·克雷恩、格雷格·肖和比尔·克劳斯组建了一家计算机通信和兼容性公司，也就是现在著名的3Com公司。

1980年8月，3 Com公司公布了其首款产品，即面向Unix的商业版TCP/IP，该产品于1980年2月正式上市，并于1981年2月制定了宏大的商业计划。3 Com获得大量风险投资，在1981，也就是官方标准正式公布前的18个月，3Com已经将其第一批符合802标准的产品(3C100收发器)投放市场。1981年底，公司开始销售DEC PDP/11+0系列和VAX系列的收发器和卡，以及Intet Multibus和Sun Microsystems的收发器和卡。

Metcalfe最初的商业计划是投资1980风险资本用于开发新的个人电脑的以太网适配器，因为新的个人电脑刚刚在世界各地兴起。在1981年，Metcalfe与所有主要的PC公司(包括IBM和Apple)谈判建立以太网适配器。在苹果公司工作的史蒂夫·乔布斯立即同意了。一年后，3Com为苹果电脑配置的第一批以太网产品投放市场。这款名为Apple Boxes的以太网设备是一个连接Apple II并口的笨拙机箱，在市场上以失败告终。一直以创造历史著称的IBM当时也公布了最初的IBM PC，但由于IBM忙于发明自己的令牌环网，没有和3Com合作。然而，3Com决定在没有IBM合作的情况下推进自己的计划，并开始开发EtherLink ISA适配器。18个月后，也就是1982年9月29日，第一台EtherLink上市，随机配置了相应的DOS驱动软件。

第一个以太网链路在许多方面取得了技术突破:

以太网网卡可以通过硅半导体集成工艺实现。1983，3Com成为新成立的Seeq科技公司的合伙人。Seeq公司承诺在其VLSI技术中使一个硅片包含大多数分立控制器功能，从而减少印刷板上的元件数量及其成本，并为收发器在印刷板上的组装留下足够的空间。1982中期，EtherLink成为第一个包含以太网VLSI控制器硅片的网络接口卡(NIC)——SEEQ 8001。

更重要的是，EtherLink成为IBM PC的第一个以太网ISA总线适配器，这是以太网发展史上的一个里程碑。因为Seeq硅片价格低，3Com可以卖950美元的EtherLink，比之前卖的其他卡和收发器便宜很多。

在引入EtherLink适配器之前，所有以太网设备的特征是外部MAU收发器，它连接到以太网的细同轴电缆。由于VLSI芯片节省了大量空间，收发器可以集成在卡上。由于传统的粗同轴电缆存在各种缺点，3Com公司也采用了新的细电缆布线方法。

以太网的设计者Ron Crane发明了称为细电缆以太网的基本概念，并很快成为事实上的标准。这种细电缆以太网有很多优点:不需要额外的收发器和收发器电缆，价格便宜。由于细同轴电缆易于安装和使用，它使网络对用户更加友好。？

梅特卡夫决定瞄准IBM PC，这让3Com受益匪浅。当时IBM设计IBM PC主要是作为家用电脑使用；然而，开始大量购买个人电脑的是公司，而不是家庭用户。1982年，PC的需求超过了预测。IBM在一个月内售出了20万台PC，是公司最初预测的两倍，这使得IBM的工厂加班加点，在一年内生产出需要两年半才能满足市场需求的产量。1981年初，IBM XT上市。此时，IBM已经占据了75%的PC业务市场。不幸的是，IBM没有意识到公司想把他们的个人电脑连接到互联网上。到1983，以太网的业务蒸蒸日上，3Com的股票在1984开始上市。同年，3Com、ICL(国际计算机有限公司)和惠普向IEEE提交了细电缆以太网的概念，很快IEEE将其与l0BASE2一起认可为官方标准。因为节点到节点的距离缩短到200米，所以标准叫10ba se 2；；此外，它也被称为Cheapernet，因为它使用廉价的细同轴电缆。

好主意，但是速度太慢？

细电缆以太网在许多方面都优于传统以太网。细缆以太网用便宜灵活的细同轴电缆代替昂贵的黄色粗同轴电缆。此外，大多数细电缆以太网接口卡(NIC)都有内置收发器，这使其易于安装并降低成本。

但是，细电缆以太网仍然存在一些主要缺点，如由于意外事故或用户的一些粗心大意(这种情况经常发生)导致同轴电缆断裂，从而导致整个网络瘫痪。此外，网络两端需要正确的端接，网络重新配置是一个问题——如果用户物理移动，则必须相应地重新布线网络电缆，这往往不方便，并且容易发生事故。

1983年底，英特尔公司的鲍勃·加林开始与美国电话电报公司和NCR合作，研究以太网在非屏蔽双绞线(UTP)电话线上的运行。NCR建议采用类似于细电缆以太网的总线结构，而美国电话电报公司电话公司热衷于类似于目前电话布线结构的房子结构。UTP星型配置的优点是多方面的:安装、配置、管理、查找故障简单，成本低；这种星形布局是一种突破，因为它允许使用结构化布线系统，用单线将每个节点连接到中心集线器，这对于安装、故障查找和重新配置来说显然是一个明显的优势，并且可以大大降低整个网络的成本。

1984年初，14公司参与了UTP以太网的研究活动，讨论很多，主要集中在如何让快速以太网在UTP线上运行。他们确认低速以太网(l-2Mbps)可以在类别3线路上运行，并且可以满足电磁干扰规定和串扰限制。然而，一些经销商强烈反对将速度降低到正常以太网速度的10%，这很快让许多人失去了兴趣，包括以太网的两大领导者3Com和DEC，而其他参与者则认为1Mbps对于IBM PC和XT机的PC网络来说已经足够快了。经过激烈的技术讨论，该小组投票决定将以太网恢复到1Mbps。

10公司决定实施lMbps以太网，并与IEEE进行了讨论。IEEE802小组委托以加林为首的StarLAN任务组进行标准化工作。1956年，作为IEEE802.3的新标准，1BASE5被批准实施(StarIAN可以支持hub到节点的距离长达250米，1BASE5中的5表示节点到节点的距离为500米)。？

斯塔兰快死了

1984年，以惠普和美国电话电报公司为首的经销商向市场推出了StarLAN hub网卡。上世纪80年代，StarIAN完成了数百万次连接，但包括3Com和DBC在内的许多分销商已经认定1Mbps太慢了——在计算机行业已经形成了每两年将性能翻倍的传统，一些客户和分销商将lMbFs以太网视为一种落后的行为。(1984年，IBM宣布了基于Intel80286微处理器的PC AT。两年后，在StarLAN 1BASE5标准获批的那一年，英特尔推出了80386微处理器。这种32位CPU比上一代80286强大许多倍。所以，星兰不可能得到行业和市场的支持再次腾飞。最后在1987进入下跌。当时，SynOPtics推出了LATTISNET，并提交了在常规电话线上实现全速10Mbps以太网性能的产品。不久，LAT TISNET被IEEE按照双绞线以太网进行标准化，命名为10BASE-T，由此，StarLAN和Galin的死期屈指可数，但作为无屏蔽双扣和星形以太网的先驱，他们的功绩是不可磨灭的。