Ethernet a los 40: de un boceto en servilleta a varios

El 30 de septiembre de 1980 es el día en que Ethernet se introdujo comercialmente por primera vez, lo que hace exactamente cuarenta años este año. Se definió por primera vez en una patente presentada por Xerox como un protocolo de red de 10 Mb/s en 1975, introducido en el mercado en 1980 y posteriormente estandarizado en 1983 por el IEEE como IEEE 802.3. Durante los próximos treinta y siete años, este estándar vería numerosas actualizaciones y revisiones.

En el estándar Ethernet actual se incluyen no solo los diferentes grados de velocidad desde los 10 Mbit/s originales hasta las velocidades máximas actuales de 400 Gb/s, sino también los innumerables cambios en el protocolo central para permitir estas velocidades de datos cada vez más altas, sin mencionar los nuevos aplicaciones de Ethernet como suministro de energía y enrutamiento de backplane. La confiabilidad y la rentabilidad de Ethernet darían como resultado el estándar Ethernet 10BASE-T de 1990 (802.3i-1990) que gradualmente se implementó en las PC de escritorio.

Dado que Ethernet en estos días está tan presente como el presunto éter luminífero del que recibió su nombre, este parece un buen punto para ver qué hizo que Ethernet fuera tan diferente de otras soluciones, y qué cambios tuvo que sufrir para mantenerse al día con las demandas de un mundo cada vez más interconectado.

En estos días, la mayoría de las computadoras y los dispositivos computarizados son poco más que costosos pisapapeles cada vez que se desconectan de Internet global. En la década de 1980, la gente estaba empezando a ponerse al día con las cosas que se podían hacer con la llamada "red de área local" o LAN. A diferencia de la era de los mainframes y los sistemas terminales de las décadas de 1960 y 1970, una LAN implicaba conectar microcomputadoras (IBM PC, estaciones de trabajo, etc.) en, por ejemplo, una oficina o un laboratorio.

Durante esta transición de sneakernet a Ethernet, las redes de oficinas pronto involucrarían miles de nodos, lo que llevaría al maravilloso mundo de las redes de oficinas administradas centralmente. Con cualquier documento disponible a través de la red, el mundo parecía estar listo para la oficina sin papeles. Aunque eso nunca sucedió, la capacidad de comunicarse y compartir archivos a través de redes (LAN y WAN) ahora se ha convertido en un elemento básico de la vida cotidiana.

Lo que sí cambió fue el panorama rápidamente cambiante de la tecnología de red de productos básicos. La competencia inicial de Ethernet fue una colección suelta de protocolos de red más pequeños. Esto incluye Token Ring de IBM. Aunque se formaron muchos mitos sobre las supuestas debilidades de Ethernet en la década de 1980, resumidos en este documento (PDF) del Simposio SIGCOMM de 1988, finalmente Ethernet resultó ser más que suficiente.

Los principales puntos de supuesta superioridad de Token Ring eran el determinismo en lugar del enfoque de acceso múltiple con detección de colisiones (CSMA/CD) de Ethernet. Esto condujo al mito más persistente, que Ethernet no podía mantener la saturación más allá del 37 % de su ancho de banda.

Por razones de costo, los primeros años de Ethernet estuvieron dominados por concentradores tontos en lugar de conmutadores más inteligentes. Esto significaba que los adaptadores Ethernet tenían que resolver las colisiones. Y como probablemente sabe cualquiera que haya usado concentradores Ethernet, la señal más segura de una red Ethernet ocupada era mirar el LED de "colisión" en el (los) concentrador(es). A medida que los conmutadores Ethernet se volvieron más asequibles, los concentradores desaparecieron rápidamente. Debido a que los conmutadores establecen rutas entre dos nodos distintos en lugar de depender de CSMA/CD para resolver las cosas, esto evitó todo el problema de la colisión que convirtió a los concentradores (y Ethernet junto con él) en el blanco de muchas bromas, y el mito se rompió.

Una vez que Ethernet comenzó a permitir el uso de Cat. 3 (UTP) para 10BASE-T y cat. 5(e) cables UTP para estándares 100BASE-TX (y relacionados), Ethernet surgió como la tecnología de red dominante para todo, desde hogares y oficinas hasta aplicaciones industriales y automotrices.

Si bien la lista de estándares enumerados en IEEE 802.3 puede parecer bastante intimidante, también se puede encontrar una lista más abreviada para la persona promedio en Wikipedia. De estos, los que es más probable que haya encontrado en algún momento son:

Si bien los estándares 5GBASE-T y 10GBASE-T también han estado en uso durante algunos años, las versiones de 25 Gb y 40 Gb definitivamente están reservadas para centros de datos en este momento, con el requisito de Cat. 8 cables, y solo permite recorridos de hasta 36 metros. Los estándares restantes en la lista están destinados principalmente a aplicaciones automotrices e industriales, algunas de las cuales están bien con conexiones de 100 Mbit.

Aún así, ahora está llegando lentamente el momento en que un gigabit completo ya no es suficiente, ya que algunas partes del mundo tienen conexiones a Internet que igualan o superan esta tasa. ¿Quién sabía que en algún momento una LAN gigabit podría convertirse en el cuello de botella para la conexión a Internet?

En 1972, a un puñado de ingenieros del Centro de Investigación de Palo Alto (PARC) de Xerox, incluidos Robert "Bob" Metcalfe y David Boggs, se les asignó la tarea de crear una tecnología LAN para proporcionar una forma de que la estación de trabajo Xerox Alto se conectara al impresora láser, que también había sido desarrollada en Xerox.

Esta nueva tecnología de red tendría que permitir que cientos de computadoras individuales se conecten simultáneamente y envíen datos a la impresora con la suficiente rapidez. Durante el proceso de diseño, Metcalfe utilizó su experiencia con ALOHAnet, una red inalámbrica de paquetes de datos desarrollada en la Universidad de Hawái.

El concepto principal detrás de ALOHAnet fue el uso de un medio compartido para transmisiones de clientes. Para lograr esto, se implementó un protocolo que podría resumirse como 'escuchar antes de enviar', que se conocería como 'acceso múltiple con detección de portadora' (CSMA). Esto no solo inspiraría Ethernet, sino también WiFi y muchas otras tecnologías. En el caso de Ethernet, el CSMA/CD mencionado anteriormente formó parte integral de los primeros estándares de Ethernet.

Se utilizó cableado coaxial para el medio común, que requería el uso de los preciados terminadores al final de cada cable. La adición de nodos adicionales requería el uso de derivaciones, lo que permitía conectar el conector BNC de la tarjeta de interfaz de red Ethernet al bus. Esta primera versión de Ethernet también se denomina 'thicknet' (10BASE5) debido a los cables coaxiales de 9,5 mm de grosor bastante difíciles de manejar que se utilizan. Una segunda versión (10BASE2) usaba cables coaxiales mucho más delgados (RG-58A/U) y, por lo tanto, se la llamó cariñosamente 'thinnet'.

Al final, fue el uso de cableado de par trenzado sin blindaje lo que hizo que Ethernet fuera más atractivo que Token Ring. Junto con las tarjetas de interfaz más baratas, se convirtió en una obviedad para las personas que querían una LAN en casa o en la oficina.

Como probablemente sabe cualquiera que haya instalado o administrado alguna vez una red 10BASE5 o 10BASE2, la interferencia en el bus o los problemas con un terminador tap o AWOL realmente pueden arruinar un día. No es que averiguar dónde dejó el token en la red Token Ring sea una ocasión feliz, eso sí. Aunque la parte 'éter' de medio común de Ethernet ha sido reemplazada durante mucho tiempo por redes de conmutadores, estoy seguro de que muchos profesionales de TI están mucho más contentos con la arquitectura estrella.

Así es como venimos de las soleadas islas de Hawái a la tecnología que alimenta nuestras LAN domésticas y centros de datos. Tal vez hubiera surgido algo más para hacer lo que hace Ethernet hoy en día, pero personalmente estoy bastante contento con cómo funcionaron las cosas. Recuerdo la primera LAN que se instaló en mi casa a fines de los 90 cuando era niño, primero para permitir que mi hermano menor y yo compartiéramos archivos (es decir, juegos LAN), luego para compartir la conexión a Internet por cable. Me permitió ponerme al día con este mundo de IPX/SPX, TCP/IP y muchas más cosas relacionadas con la red, además de las alegrías de las fiestas LAN y ser el administrador del sistema para toda la familia.

Feliz cumpleaños, Ethernet. Brindemos por otros cuarenta años innovadores y revolucionarios.