Ethernet

Jednoho dne jsem přišel do práce a zjistil jsem, že někdo ukradl počítač, který jsem měl půjčený od výrobce DEC. Tak jsem jim zavolal, že se stala nemilá věc a jejich počítač za 30.000 dolarů je v háji. Oni ale byli nadšení a říkali, že je to fantastické, protože konečně jsou jejich počítače tak malé, že je někdo může ukrást. Tak tuhle historku o svých pracovních začátcích na MIT vypráví Bob Metcalfe.

Jeho první profesionální zkušenost byla zkonstruovat interface pro připojení počítače PDP-10 k ARPANETu (o tom byla řeč minule). Rychlost rozhraní 300 kb/s byla na tehdejší poměry výjimečná. Bob pak získal práci v počítačové laboratoři PARC (Palo Alto Research Center) firmy Xerox. Nejprve ji také připojil k ARPANETu, díky čemu ho zaškatulkovali jako “chlápka na sítě”. Jako další úkol měl vymyslet síťové propojení mezi počítači Alto. Alto byl jeden z prvních (ne-li dokonce úplně první) osobních počítačů. Na první pohled vypadal podobně jako desktop počítače, jak je známe dnes. Monitor, klávesnice, dokonce myš! Altem se nechal inspirovat i Steve Jobs při vývoji vlastních ikonických produktů. Přesto se z Alta nestal prodejní šlágr, především díky vysoké ceně. Ale zpět k Bobovu úkolu. Ten byl v mnoha ohledech výjimečný. Předně šlo o propojení počítačů ve stejné budově. To doposud nebylo vlastně potřeba. Pokud byl nutný vyšší výpočetní výkon, použilo se více procesorů, ale ty mohly být u sebe v jedné místnosti, takže se jednalo o multiprocesing. Propojení počítačů na globální úrovni zajišťoval ARPANET, ale ten byl velmi pomalý (desítky kilobit za sekundu). Xerox také vyvíjel novou laserovou tiskárnu s rozlišením 500 dpi a rychlostí tisku jedna strana za vteřinu. To byla na tehdejší dobu poměrně náročná aplikace a soudobé protokoly jako RS-232 prostě nestíhaly.

Bylo tedy třeba vyvinout nějakou novou síť, která bude schopna přenášet řádově megabity za sekundu na vzdálenosti v desítkách až stovkách metrů a propojí do budoucna desítky až stovky osobních počítačů. Pro inspiraci si Bob zajel na Havajskou univerzitu na ostrově Oahu. Místní potřebovali propojit hlavní počítač v kampusu na Oahu s pracovišti na ostatních ostrovech. Tým okolo Normana Abramsona sestrojil rádiovou síť (ALOHAnet) pro více koncových stanic, které přenášely data v paketech a mohly vysílat kdykoli. Pokud se stalo, že dvě stanice začaly vysílat ve stejný okamžik, došlo ke kolizi a bylo nutné vysílání opakovat. Stanice zahájila pokus o opakování za náhodný čas, aby se vyhnula nové kolizi se stejnou stanicí. Protokol sdíleného přístupu k síti s náhodným opakováním Boba zaujal a rozhodl se stejný princip použít i pro svoji síť. Naopak rádiovou technologii zavrhl kvůli nízké rychlosti a velikosti zařízení. Bylo jasné, že bude potřeba propojit počítače kabelem a od počátku se myslelo na to, aby připojování nového počítače neznamenalo výpadek stávající sítě. Někoho napadlo, že by se dal použít koaxiální kabel včetně rozbočovačů jako u anténních rozvodů pro televizi. Koax byl velmi vhodný i po elektrické stránce. Útlum na stovkách metrů byl pořád dostatečně malý, aby zajistil bezproblémový příjem vysílání. Nicméně v památném oběžníku z května 1973, určeném kolegům v týmu, Bob sice zmiňuje, že bude asi použit koaxiální kabel, ale zároveň navrhuje, aby se médiu říkalo nějakým obecným názvem. Celkem předvídavě odhadl, že bude možné využívat celou škálu dalších médií. Jeho nápad na pojmenování se ujal a používáme jej dodnes. Ether – ve fyzice 19. století substance, ve které se šíří elektromagnetické vlnění. Čili celkem trefné pojmenování.

Dalším prvkem, který se Bob rozhodl pro rodící se Ethernet použít bylo Manchester kódování signálu, které balí dohromady data a hodiny a umožňuje tak snadnou synchronizaci jednotlivých stanic. Po teoretické přípravě dal Bob s kolegy dohromady síť se 100 uzly a Xerox si nechal novou technologii patentovat. V roce 1979 z Xeroxu odešel a založil si vlastní firmu 3Com, se kterou se chtěl dravě vrhnout na nově vznikající LAN trh. Zároveň se mu podařilo přesvědčit Xerox, aby se vzdal ochranné známky Ethernet a spojil se s dalšími giganty DEC a Intelem a společně se pokusili o standardizaci Ethernetu. Nebylo to však jednoduché. Proti nim stály dvě obrovské korporace – IBM a General Motors (ano, ti, co vyrábějí Chevrolety). Každý chtěl do standardu IEEE prosadit svoji koncepci. Po dlouhé bitvě, která se nevedla vždy úplně férově, se v IEEE šalamounsky rozhodli, že schválí standardy tři pro všechny koncepce – Token Ring, Token Bus i Ethernet. No a jak to dopadlo? Zbytek historie už všichni známe. Ethernet máme doma, v práci, běží přes něj internet, komunikují přes něj stroje v továrnách. Dokonce Wi-Fi se původně jmenovalo bezdrátový Ethernet. Ale o tom až příště.

V loňském roce byla Robertu Metcalfovi za vynález Ethernetu udělena Turingova cena, která je považována za Nobelovu cenu pro IT.

Bob Metcalfe

Obrázek Zdroj: Wikimedia Commons Autor: Andreu Vea, WiWiW.org