以太網雖然發(fā)明距今已經有40多年了,但其仍然對網絡和通信系統(tǒng)的幾乎每個方面都產生著重大影響。以太網最初是一種簡單低成本的局域網(LAN)技術,如今被廣泛用于負責提供全球電信、無線和互聯(lián)網業(yè)務的大部分廣域網(WAN)中。以太網的低成本和高性能也使它成為了許多新興應用中的流行介質,比如存儲區(qū)域網和視頻傳輸應用。接下來,以太網還將在新興的物聯(lián)網(IoT)之中扮演重要的角色。
以太網史詩
以太網最初是施樂公司(Xerox)充滿傳奇色彩的PARC研究實驗室在1973年開發(fā)出來的,它使用共享的同軸電纜在兩臺計算機之間以1Mbit/s的速度傳送基于數(shù)據(jù)包的消息(圖1)。在后面的30年中,以太網經歷了幾次革命性的變革,使其可以使用多種其它類型的銅介質和光纖介質進行通信。這些新介質加上收發(fā)器技術的發(fā)展,使得信道容量有了顯著提高,部署成本也有顯著的降低。

圖1:Bob Metcalfe于1972年最初發(fā)明的以太網。(照片由施樂公司的PARC提供)
到20世紀末,以太網標準的領導者——城域以太網論壇(MEF)和IEEE 802.3委員會開始了一系列的改進,希望以太網能跨越廣域網實現(xiàn)無縫工作。今天,以太網已經成為從運營商和企業(yè)到住宅客戶幾乎每個人的首選介質。
加快基于IP(互聯(lián)網協(xié)議)的以太網基礎設施的普及是通信行業(yè)中發(fā)生的其中兩大主要趨勢:從固定的有線連接轉移到無線網絡,以及對“一切皆服務(XaaS)”、也稱為云服務的穩(wěn)步增長需求。
移動和云網絡服務主要出于對全球IP業(yè)務規(guī)模呈指數(shù)增長的需求,據(jù)思科公司(Cisco)預測,到2017年全球IP業(yè)務容量將達到1.4ZB(10億TB)。以太網為滿足對移動回傳和云服務的要求提供了最具成本效益和擴展性的方式。
但以太網從LAN到WAN和數(shù)據(jù)中心的轉移只是該技術實現(xiàn)接近全球普及目標的最新進展。在不遠的將來,其多功能性和低成本優(yōu)勢將使其成為目前在許多工業(yè)、公用事業(yè)、交通和政府網絡中仍很流行的大多數(shù)非標準傳統(tǒng)協(xié)議最方便的升級路徑。
物聯(lián)網是最近才創(chuàng)造出來的一個用于描述機到機(M2M)網絡的術語,M2M網絡支持在所謂的“智能物體”和商業(yè)、工業(yè)與民用組織中依賴它們的應用之間自由交換消息。雖然物聯(lián)網仍然處于發(fā)展初期,但其可以提供水表和電表、銷售點終端和交通燈等現(xiàn)實世界對象的實時可見性和控制,因此可能給我們生活的幾乎各個方面帶來空前的效率和透明度。
據(jù)摩根士丹利公司(Morgan Stanley)預測,到2020年將有750億臺設備連接到物聯(lián)網。不出所料的話,以太網將再次演進成為物聯(lián)網的基礎。
為了滿足移動、云端和物聯(lián)網網絡的要求,以太網技術必須獲得其初創(chuàng)者從未想過的新功能。雖然以太網最初針對LAN應用發(fā)明時具有過度的威力,但以太網有望提供的新服務以及它將面臨的挑戰(zhàn)環(huán)境將要求其下一代提供對以下三種關鍵功能的原生支持:確定xing服務提供、精確的時序和同步,以及安全。