本APNIC文摘原標題為Happy 50th birthday, Ethernet，由Geoff Huston撰文。
約50年前，在影印公司Xerox 的帕羅奧圖研究中心（Palo Alto Research Center，PARC），誕生了本地數位網路的革新發明。1973 年 5 月 22 日，Bob Metcalf寫的備忘錄中，說明一種名為X-Wire，傳輸速率僅 3Mbps 的匯流排辦公網路系統。這個乙太網路雛形的傳輸速率，慢慢從2.94Mbps往10Mbps、100 Mbps、1Gbps進步，甚至到了100Gbps。而現在，太位元乙太網路（Terabit Ethernet，TbE）也即將問世。
在Geoff Huston的印象中，除了TCP/IP外，沒有其他七零年代早期的網路技術具有媲美乙太網路的韌性。本文中，他將回顧乙太網路發展歷史，探討此技術長壽不衰的原因。事實上，乙太網路某種層面而言，並不完全如前述聲稱的韌性長壽：七零年代的同軸纜線，物理上沒辦法支援當代200Gps的網路。然而，雖然硬體建設上有所差異，但若比較高速乙太網路和10Mbps的乙太固網，封包框架協定和位址設定基本上大同小異。
乙太網路的原始設計集簡單、原創及天才之大成。某方面來說，乙太網路功能精簡的令人吃驚：它不會告訴你封包是否成功送達，也不通報網路失效。不只如此，它也沒有透過統一報時管理所有數位流量，更不符合當時傳統對公共通訊媒介的期待，強制要求網路公平服務競爭需求。這個系統無法預測，單筆傳輸無法確知必須等待的時間，也沒有任何形式的優先排序或流量控制。
然而，即使乙太網路的架構沒有控制中心，當時常見的匯流排系統乙太網路模型在阻塞管理上仍效率驚人，始終保持9成以上的整體負載。大部分七零年代的封包交換網路，都使用基本格式包裹負載封包，透過點對點串列網路傳輸。由於是點對點網路，這種封包不需附加位址資訊。然而，隨著電腦從大型主機向網路連結多臺小電腦的方向進化，容許一批電腦略過單一集中控制、直接互相溝通的多客戶端網路技術也因應而生。乙太網路的做法是共享匯流排系統：所有客戶端連上共享媒介後，就可直接與媒介連接的其他客戶端直接溝通。
沒有中央報時！
乙太網路訊框（Ethernet frame）是在乙太網路中用來傳輸資料的基本單位。訊框並不同步，所有收發器都依自主資料時鐘運作。訊框以96位元時間（9.6微秒）的強制閒置時間開始，然後是64位元的前置訊號（preamble）。前置訊號以1、0、1、0計數，最後以63位元及64位元的連續兩個1結束。前置訊號是為了幫後續資料封包訂定計時速率。客戶端的工作是找到線路上的動作，並將本地震盪器和前置訊號收到的計時速率同步。一旦接收端的振盪器與資料同步，只需保持接續的1,518或12,144位元同步即可。
下篇將從乙太網路容許的封包大小談起，依序介紹諸如「載波檢測多重存取／碰撞偵測」（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD）、專屬媒體存取控制（Media Access Control，MAC）位址等功能，進一步了解乙太網路設計的原創巧妙之處。
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*台灣網路資訊中心（TWNIC）與亞太網路資訊中心（APNIC）合作，定期精選APNIC Blog文章翻譯摘要，提供中心部落格讀者了解目前亞太地區網路發展之最新趨勢。原文標題為Happy 50th birthday, Ethernet。
圖片來源： APNIC Blog
