اترنت 50 ساله شد

اترنت 50 ساله شد؛ 50 سال پیش در چنین روزهایی، رابرت متکالف یادداشتی برای مدیر مرکز تحقیقات زیراکس پالو آلتو نوشت و در مورد نحوه کار اترنت توضیحاتی را ارائه داد.

اترنت یک تکنولوژی پایه است که از اینترنت مدرن پشتیبانی می‌کند و کسانی که با شبکه سروکار دارند به احتمال زیاد با استاندارد IEEE 802.3 که اولین بار در سال 1980 منتشر شد، آشنا هستند. شاید همه از تاریخ دقیق پیدایش اترنت و چگونگی پیدایش آن اطلاعی نداشته باشند. در این مقاله با تاریخچه ظهور اترنت و نحوه پیدایش آن دقیق‌تر آشنا می‌شویم.

مروری بر شاهکارهای رابرت متکالف، مخترع اترنت

رابرت باب متکالف، مهندس آمریکایی، در سال 1946 در بروکلین متولد شد. این مهندس آمریکایی در داستان چگونگی پیدایش اترنت نقش کلیدی را ایفا می‌کند. متکالف ادعا می‌کند که تا کنون در بیش از شش عنوان کاری مشغول بوده است. در ادامه نگاهی به دوران کاری متکالف می‌اندازیم.

از  دانشگاه MIT تا سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته شبکه ARPANET

متکالف کار آکادمیک خود را در دانشکده مدیریت اسلون موسسه فناوری ماساچوست (MIT) آغاز کرد. او در سال 1969 موفق به کسب دو مدرک مهندسی برق و مدیریت صنعتی شد. او در سال 1970 مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته ریاضیات از دانشگاه هاروارد گرفت. متکالف تحصیلات دکتری خود در رشته علوم کامپیوتر/ریاضیات کاربردی را نیز در همان دانشگاه ادامه داد.

متکالف در مصاحبه‌های خود عنوان کرده که محیط حرفه‌ای دانشگاه MIT را به هاروارد ترجیح می‌دهد و در دوران دکتری خود در هاروارد، دوباره در MIT مشغول به کار شد. وظیفه او اتصال کامپیوترهای MIT به شبکه سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته ایالات متحده (ARPANET)، اولین شبکه کامپیوتری سوئیچینگ بسته‌های اطلاعات عمومی،  بود.

برای اتصال شبکه‌ها به ARPANET از یک پردازنده پیام رابط مبتنی بر Honeywell DDP-516  استفاده شد و دارای یک رابط ترمینال تله تایپ بود. در مصاحبه‌ای با Voices of Ethernet، متکالف بیان کرد که در آن زمان یک پردازنده پیام رابط با شماره شش داشت و دانشگاه کالیفرنیا، واحد شماره یک را در اختیار داشت. دانشگاه کالیفرنیا اولین تبادل پیامی را از طریق ARPANET انجام داد. در این فرآیند کاربر در پایانه فرستنده حرف i و سپس o را تایپ می‌کرد و به نمایش ترمینال گیرنده درمی‌آمد. اما در فرآیند تایپ املای “log”، ترمینال گیرنده از کار افتاد.

از شرکت زیراکس پارک تا آلوهانت

زمانی که متکالف هنوز در حال تکمیل دکترای خود بود، در سال 1972 در مرکز تحقیقات زیراکس پالو آلتو (PARC) مشغول به کار شد. او در این شرکت ملقب به “مرد شبکه” بود. وظیفه او در شرکت زیراکس پارک این بود که راهی برای اتصال کامپیوترهای زیراکس به یک چاپگر جت لیزری بیابد.

در این مسیر، متکالف با چندین چالش مواجه شد. در مرحله اول باید می‌فهمید چگونه همه رایانه‌ها را به طور هم‌زمان از یک خط به چاپگر متصل کند تا مشکل rat’s net در کابل‌کشی پیش نیاید. سپس در مرحله دوم باید با چالش برخورد تجهیزات انتقال کامپیوترهای با یکدیگر غلبه می‌کرد. در نهایت در مرحله آخر نیز باید اطلاعات انتقالی را رمزگذاری می‌کرد.

متکالف تصمیم گرفت یک قرقره یک مایلی کابل کواکسیال خریداری کند و یک سر آن را به یک مولد سیگنال مربعی و سر دیگر را به یک اسیلوسکوپ متصل کند. در مشاهدات اولیه خود شاهد این موضوع بود که زمانی که پالس مربع به اسیلوسکوپ می‌رسد، سیگنال بیشتر شبیه یک موج قله‌دار است. برای بازیابی موج مربعی اولیه به تجهیزات بیشتری نیاز بود.

• بیشتر بخوانید: راهنمای خرید اینترنتی کابل شبکه اترنت

همکاری رابرت متکالف با دیوید باگز

در طول آزمایش مذکور، مهندس دیگری به نام دیوید باگز شاهد تلاش‌های متکالف برای جداسازی عایق از انتهای کابل شبکه بود. او با تجربه کاری خود به متکالف در انجام این کار کمک کرد. باگز نیز در اختراع اترنت نقش کلیدی داشت. برای حل مشکل استفاده از یک خط در چاپگر، به پیشنهاد همکار دیوید لیدل از vampire tap استفاده شد. نوعی کانکتور است که از کابل‌های کواکسیال اترنت با سیم ضخیم ساخته شده است. این کانکتور از قسمت عایق خط کابل کواکس اصلی سوراخ می‌شود و با هسته مسی تماس پیدا می‌کند. این فرآیند باعث اختلال در شبکه نمی‌شود و در صورت نیاز می‌توان رایانه جدیدی را اضافه کرد.

رفع مشکل تداخل سیگنال‌ها

چالش بعدی رفع مشکل تداخل سیگنال‌ها بود. اگر دو کامپیوتر هم‌زمان بخواهند پیامی را ارسال کنند، با یکدیگر تداخل پیدا می‌کنند و پیام هیچ‌کدام با موفقیت ارسال نمی‌شود. متکالف برای غلبه بر این مشکل از AlohaNet در دانشگاه هاوایی الهام گرفت.

برخلاف تنظیمات Xerox PARC، آلوهانت مبتنی بر رادیو بود و به چندین پایانه رایانه اجازه می‌داد تا پیام‌ها را به یک گیرنده ارسال کنند. اما ازآنجایی‌که این پایانه‌ها به یکدیگر متصل نبودند، هیچ راهی برای هماهنگی برای جلوگیری از برخورد سیگنال‌ها وجود نداشت. در تنظیمات AlohaNet، هر پایانه مجاز بود هر زمان که داده‌ای در دسترس داشت، پیامی را ارسال کند و در نتیجه تعداد تداخل‌ها کمتر شد. اگر یک ترمینال تأییدیه‌ای دریافت کند، متوجه می‌شود که پیام دریافت شده است و در صورت عدم دریافت تأییدیه می‌تواند پیام خود را دوباره ارسال نماید.

متکالف متوجه شد که اگر برخورد سیگنالی رخ دهد و پایانه‌ای تأییدیه ارسال پیام دریافت نکند، پس از یک مدت کوتاه تصادفی دوباره پیام ارسال می‌شود. با این طرح، دو ترمینال به طور هم‌زمان سعی در ارسال مجدد یک پیام ندارند و دچار تداخل سیگنال نمی‌شوند.

• برای خرید کابل شبکه اترنت از فروشگاه هنر و توسعه ارتباطات شایگان روی لینک آبی کلیک کنید.

اترنت متولد می‌شود

برای مقابله با چالش آخر یعنی رمزگذاری اطلاعات، متکالف از مدل رمزگذاری منچستر استفاده کرد. این مدل ساده بود و از سیگنال ساعت مستقل بود. باگز و متکالف با همکاری هم در شرکت زیراکس پارکس توانستند اولین شبکه مبتنی بر اترنت را پیاده‌سازی کنند.

 متکالف در ادامه پروتکل اترنت را تعریف کرد که مفهوم آدرس‌دهی مبدأ و مقصد و همچنین بررسی افزونگی چرخه‌ای را معرفی می‌کرد. در سال 1980، اولین استاندارد باز برای اترنت با نام IEEE 802 منتشر شد. اترنت به IEEE 802.3 تبدیل شد، همان‌طور که سایر استانداردها توسط گروه کاری 802 تعریف شدند.

دیگر حوزه‌های شغلی متکالف

متکالف تا سال 1979 در زیراکس پارکس فعالیت می‌کرد. در این مدت در دانشگاه استنفورد نیز به‌صورت پاره‌وقت، محاسبات توزیع‌شده تدریس می‌کرد.

متکالف پس از ترک زیراکس پاکس، 3Com را تأسیس کرد که یک شرکت تجهیزات شبکه است. پس از 10 سال، متکالف این شرکت را ترک کرد و به شغل روزنامه‌نگاری روی آورد و در مجله InfoWorld، یک نشریه فناوری اطلاعات، نویسندگی می‌کرد. در سال 2010 به عنوان سرپرست ابتکارات نوآوری در دانشگاه تگزاس در دانشکده مهندسی کوکرل آستین منصوب شد. از ژوئن 2022 نیز به طور تمام‌وقت در آزمایشگاه علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی MIT مشغول شد.

اترنت در سال 2023

اترنت امروزی هیچ شباهتی به اترنت Xerox PARC ندارد. اترنت امروزی بیشتر یک پک پروتکل است و دیگر از مواردی مثل ارسال مجدد تصادفی یا رمزگذاری منچستر در آن استفاده نمی‌شود. متکالف می‌گوید با پیشرفت اترنت در طول زمان، پهنای باند و استانداردهای آن بهبود پیدا می‌کند. سازگاری عقب‌رو یا backward compatibility نیز با پیشرفت اترنت بهتر می‌شود و در بازار بر سر نوآوری و بهبود اترنت رقابت شکل می‌گیرد.

قانون متکالف

معمولاً نام کسانی که بیشترین تأثیر را بر شکل‌گیری و پیشرفت یک تکنولوژی می‌گذارند در تاریخ هک می‌شود و به شکل یک قانون درمی‌آید. متکالف نیز از این قاعده مستثنی نیست. طبق قانون متکالف، ارزش یک شبکه مخابراتی متناسب با تعداد گره‌های متصل در یک سیستم است.

یک کامپیوتر منفرد در یک شبکه هیچ ارزشی ندارد؛ زیرا کسی را ندارد که در آن شبکه با آن ارتباط برقرار کند. اما اگر کامپیوتر دیگری به شبکه اضافه شود، آنگاه ارزش آن شبکه افزایش می‌یابد؛ زیرا اکنون دو کامپیوتر می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. قانون متکالف توضیح می‌دهد که با اضافه شدن هر رایانه جدید، ارزش آن سیستم شبکه‌ای افزایش می‌یابد.

منبع: allaboutcircuits.com

سؤالات متداول