Ethernet

Tanto a Internet quanto o ATM foram criados para redes geograficamente distribuídas. No entanto, muitas empres as, universidades e outras organizações têm grandes números de computadores que devem estar conectados.

Por | @oficinadanet Hardware
Tanto a Internet quanto o ATM foram criados para redes geograficamente distribuídas. No entanto, muitas empresas, universidades e outras organizações têm grandes números de computadores que devem estar conectados. Essa necessidade deu origem à rede local. Nesta seção, faremos um breve estudo da LAN mais popular, a Ethernet. A história começa no primitivo Havaí, no início da década de 1970. Nesse caso, "primitivo" pode ser interpretado como "não tendo um sistema de telefonia funcional". Embora não ser interrompido pelo telefone o dia inteiro torne a vida mais agradável para visitantes em férias, a vida não era mais agradável para o pesquisador Norman Abramson e seus colegas da University of Hawaii, que estavam tentando conectar usuários situados em ilhas de remotas ao computador principal em Honolulu. Estender seus próprios cabos sob o Oceano Pacífico não era viável, e assim eles procuraram uma solução diferente.

A única solução que eles encontraram foi o rádio de ondas curtas. Cada terminal do usuário estava equipado com um pequeno rádio que tinha duas freqüências: ascendente (até o computador central) e descendente (a partir do computador central). Quando o usuário queria entrar em contato com o computador, ele transmitia um pacote contendo os dados no canal ascendente. Se ninguém mais 114 estivesse transmitindo naquele momento, o pacote provavelmente chegava e era confirmado no canal descendente. Se houvesse disputa pelo canal ascendente, o terminal perceberia a falta de confirmação e tentaria de novo. Tendo em vista que só havia um transmissor no canal descendente (o computador central), nunca ocorriam colisões nesse canal. Esse sistema,chamado ALOHANET, funcionava bastante bem sob condições de baixo tráfego, mas fica fortemente congestionado quando o tráfego ascendente era pesado.

Quase na mesma época, um estudante chamado Bob Metcalfe obteve seu título de bacharel no M.I.T. e em seguida consegui u o título de Ph.D. em Harvard. Durante seus estudos, ele conheceu o trabalho de Abramson e ficou tão interessado que, depois de se graduar em Harvard, decidiu passar o verão no Havaí trabalhando com Abramson, antes de inicia r seu trabalho no PARC (Palo Alto Research Center) da Xerox. Ao chegar ao PARC, Metcalfe observou que os pesquisadores haviam projetado e montado o que mais tarde seria chamado computador pessoal. No entanto, as máquinas estavam isoladas. Usando seu conhecimento do trabalho realizado por Abramson, ele e seu colega David Boggs, projetaram e implementaram a primeira rede local (Metcalfe e Boggs,1976).

O sistema foi chamado Ethernet, uma menção ao éter luminoso, através do qual os antigos diziam que a radiação eletromagnética se propagava. (Quando o físico britânico do Século XIX James Clerk Maxwell descobriu que a radiação eletromagnética podia ser descrita por um equação de onda, os cientistas imaginaram que o espaço teria de ser preenchido com algum meio etéreo no qual a radiação se propagaria. Só depois da famosa experiência de Michelson-Morley em 1887, os físicos descobriram que a radiação eletromagnética era capaz de se propagar no vácuo.) Nesse caso, o
meio de transmissão não era o vácuo, mas um cabo coaxial grosso (o éter) com até 2,5 km de comprimento (com repetidores a cada 500 metros). Até 256 máquinas podiam ser conectadas ao sistema por meio 115de transceptores presos ao cabo. Um cabo com várias máquinas conectadas a ele em paralelo é chamado cabo multiponto. O sistema funcionava a 2,94 Mbps. A Figura 1.34 mostra um esboço de sua arquitetura. A Ethernet tinha um aperfeiçoamento importante em relação à ALOHANET: antes de transmitir, primeiro um computador inspecionava o cabo para ver se alguém
mais já estava transmitindo. Nesse caso, o computador ficava impedido até a transmissão atual terminar. Isso evitava interferências com transmissões em andamento, o que proporcionava uma eficiência muito maior. A ALOHANET não funcionava assim porque era impossível para um terminal em uma ilha detectar a transmissão de um terminal em outra ilha distante. Com um único cabo, esse problema não existe.

Ethernet
Figura 1.34. Arquitetura da Ethernet original


Apesar da escuta do computador antes de transmitir, ainda surge um problema: o que acontece se dois ou mais computadores esperarem até a transmissão atual se completar e depois todos começarem as transmitir ao mesmo tempo? A solução é fazer cada computador se manter na escuta durante sua própria transmissão e, se detectar interferência, bloquear o éter para alertar todos os transmissores. Em seguida, recuar e esperar um tempo aleatório antes de tentar novamente. Se ocorrer uma segunda colisão, o tempo aleatório de espera será duplicado e assim por diante, até separar as transmissões concorrentes e dar a uma delas a chance 116de iniciar sua transmissão.

A Ethernet da Xerox foi tão bem-sucedida que a DEC, a Intel e a Xerox criaram em 1978 um padrão para uma Ethernet de 10 Mbps, chamado padrão DIX. Com duas pequenas alterações, o padrão DIX se tornou o padrão I EEE 802.3 em 1983.

Infelizmente para a Xerox, ela já tinha um histórico de criar invenções originais (como o computador pessoal) e depois deixar de comercializá-las, uma história contada em Fumbiling the Future (Smith e Alexander, 1988). Quando a Xerox mostrou pouco interesse em fazer algo com a Ethernet além de ajudar a padronizá-la, Metcalfe formou sua própria empresa, a 3Com, para vender adaptadores Ethernet destinados a PCs. A empresa vendeu mais de 100 milhões desses adaptadores.

A Ethernet continuou a se desenvolver e ainda está em desenvolvimento. Surgiram novas versões a 100 Mbps, 1000 Mbps e a velocidades ainda mais altas. O cabeamento também melhorou, e foram acrescentados recursos de comutação e outras características. Descreveremos a Ethernet em detalhes no Capítulo 4.

Vale a pena mencionar de passagem que a Ethernet (IEEE 802.3) não é o único padrão de LAN. O comitê também padronizou um barramento de símbolos (802.4) e um anel de símbolos (802.5). A necessidade de três padrões mais ou menos incompatíveis tem pouca relação com a tecnologia e muita com a política. Na época da padronização, a General Motors estava desenvolvendo uma LAN na qual a topologia era a mesma da Ethernet (um cabo linear), mas os computadores transmitiam por turnos, pela passagem de um pequeno pacote chamado símbolo ou token (ficha) de um
computador para outro. Um computador só podia transmitir se tivesse a posse do símbolo, e isso evitava colisões. A General Motors anunciou que esse esquema era essencial para a fabricação de automóveis e não estava preparada para desistir dessa posição. Apesar desse anúncio, o 802.4 basicamente desapareceu.

De modo semelhante, a IBM também tinha sua preferência: sua rede token ring (anel de símbolos) patenteada. O símbolo era repassado pelo anel e qualquer computador que tivesse o símbolo tinha permissão para transmitir antes de colocar o símbolo de volta no anel. Diferente do 802.4, esse esquema, padronizado como 802.5, está é usado em algumas instalações da IBM, mas não é encontrado em praticamente nenhum outro lugar além da IBM. Porém, há um trabalho em
andamento para produzir uma versão de gigabit (802.5v), mas parece improvável que ela consiga competir com a Ethernet. Em suma, houve uma guerra entre Ethernet, token bus (barramento de símbolos) e token ring (anel de símbolos), e a Ethernet venceu, principalmente porque surgiu primeiro e seus adversários não eram tão bons quanto ela.

TANEMBAUM, A. Redes de Computadores. Terceira Edicão.
Editora Campus, 2003

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