本APNIC文摘原標題為Happy 50th birthday, Ethernet，由Geoff Huston撰文。
前兩篇盤點乙太網路設計上的巧妙，本篇則從其他角度切入，了解乙太網路成功的原因，並探討其持續進化的可能。
乙太網路的進化
從技術角度而言，乙太網路避免過度設計，保持簡單而優雅。但乙太網路之所以始終面對強豪競爭仍屹立不搖，原因絕不僅止於此。
當年Digital、Xerox和Intel共同決定為乙太網路建立開放標準是一個重要因素，廠商因此可以大量製造互通運作的產品。電機電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）802委員會採納此標準並發布IEEE 802.3乙太網路LAN標準，更進一步透過產業聯盟的力量，確立其業界標準的地位。市場中，各家廠商亦互相確保對方產品符合標準，以維持不同廠牌商品間的互通運作，保護自家產品的競爭力。
乙太網路持續進化。如前所述，光是傳輸電纜的材質和規格就以日新月異的速度進步；到了1990年代，雙絞線已成為IEEE發布的乙太網路標準。
下一階段的進化是讓網路超越其設計本質上的限制。這裡要解決的問題，是電纜的最長路徑、封包在網路線傳輸所需花費的最長時間，以及最小封包尺寸之間相輔相成的共生關係。
橋接（bridge）可能是乙太網路原始設計概念中，第一個真正的改變。橋接器會直接利用另一個線路傳輸，有效避免「碰撞」。橋接器的唯一缺點就是增加延遲；而為了降低橋接造成的延遲，大型LAN開始提早交換，也就是在知道目的地MAC位址後，就決定是否交換。多埠橋接器也因此誕生，可以直接透過內部交換器，在一個交換循環中容許多個封包在不同LAN介面之間交換。
另一個發展是全雙工乙太網路架構的出現。這種乙太網路LAN有兩個工作站，以兩條互不相涉的通訊管道相連，一條專用於從工作站一傳送訊框至工作站二，一條則專用於相反方向的傳輸。
持續加速
乙太網路在90年代迎來又一波革新，達到100Mbps。一開始100Mbps的設計是確保封包格式和大小一致，然後調整其他參數以配合。成功加速後，網路架構從「單一共用匯流排系統及碰撞框架」轉向「系列連線和乙太網路交換器」，我們也從蛇行佈線的雙絞線畢業，正式進入結構性佈線的集線器時代。
即使從100Mbps再度躍升至1Gb，46到1,500的訊框大小規定仍未改變。點對點連線也跟10或100Mbps網路一樣，容許半雙工或全雙工模式。雖然半雙工模式在1Gb下還可以透過支援「載波延伸」（Carrier Extension）運作，但達到10Gb後，乙太網路就完全捨棄了半雙工和CSMA/CD。
10Gb乙太網路使用全雙工模式，利用光纖電纜傳輸。這種傳輸速度已經不需要前置訊號，改用載波訊號維持收發雙方同步。自90年代中期開始，業界約15年都安於使用10Gb乙太網路。
40Gb、100Gb，還要更快
在10Gb之後，提升乙太網路速度的努力並未聚焦於乙太網路訊框或接取條件，而是調變光學訊號。為了提高速度，必須捨棄10Gb網路使用的簡單開關程式碼，利用相移鍵控和振幅編碼的群組程式碼。
現在市場上可以看到200和400Gb的乙太網路產品，IEEE中也正在研討800Gb和1.6Tb的乙太網路標準。一般使用者，乃至業界普遍而言，都還在逐步從10Gb進化到100Gb，因此目前對乙太網路的期待是循序漸進的加速，而非一步登天。
乙太網路的持續加速將取決於數位訊號處理器（Digital Signal Processors，DSP）的進化，也就是積體電路的複雜度和敏感度。不僅如此，Huston認為，訊號進入電纜的機制也可能改變。就像向量數位用戶線路（Digital Subscriber Line，DSL）系統在銅線迴路會預先植入信號以補償信號失真，雷射驅動器也可能利用「預先失真」提升光纖纜線的效能。
那還會是乙太網路嗎？
爬梳乙太網路網路的發展史，我們看到某些功能（如計時訊號與CSMA/CD）隨著技術進步被淘汰，但相對的，某些規格（如訊框尺寸、48位元的專屬MAC位址）仍保持不變。
就此看來，Huston認為，乙太網路其實不是當初我們以為的CSMA/CD公用匯流排LAN，而是供所有裝置共享訊框格式以傳輸資料的全球位址規劃。
祝乙太網路50歲生日快樂！
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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
