Ethernet 1

 1. 이더넷의 역사

  • ALOHA (1968 - 1972)
    • 주컴퓨터 와 여러군데의 단말기 연결
    • 무선채널 (주파수 공유방식)
    • carrier sense 기능이 없이 무조건 전송
    • 제대로 전송된것만 주컴퓨터에서 ACK를 보내 확인
    • contention-based network
    • 이론적 최대성능 : 17 % (Slotted ALOHA : 34 %)
  • Xerox Ethernet (Experimental Ethernet) (1973)
    • CSMA/CD 구현
    • 2.94 Mbps 속도
  • DIX 1.0 (Ethernet 1.0) (1980)
    • DEC, Intel, Xerox 3개사가 연합하여 표준구현
    • 10 Mbps 속도
    • 네트워크 길이를 2.5 km 로 확정
  • DIX 2.0 (1982)
    • 네트워크 길이를 2.8 Km 로 연장
    • 네트워크의 관리기능 추가 (재전송횟수, 전송지연)
  • IEEE 802.3 CSMA/CD
    • 1983년 : - broadband, thin baseband, 전화회선를 매체로 사용
      - 속도 : 1 - 20 Mbps 가능
    • 1985년 : - baseband 동축케이블 (10Base-5)만 매체로 사용
      - 속도 : 10 Mbps 만 사용

(1) Xerox Ethernet

1973년, 미국 제록스의 연구소인 PARC(Palo Alto Research Center) 에서 몇몇 기술자가 Alto 라 부르는 연구용 소형컴퓨터와 고속 네트워크를 개발하기 시작했다. 이 개발의 목적은 각 사무실의 모든 책상에 개인용 컴퓨터를 한 대씩 설치해 놓고 이들을 전체적으로 연결함으로써 직원간의 정보 교환을 용이하게 하자는 것이었다. 제록스는 당시에 개발돼 있는 여러가지 네트워크를 분석해 본 결과 ALOHA의 CSMA 방식이 Token Passing 방식에 비해 근본적으로 더 신뢰성이 높다고 판단해 ALOHA 네트워크를 개발의 기본 모델로 삼았다.
그러나 이미 언급한 바와 같이 ALOHA 네트워크에서는 채널 액세스시에 충돌이 발생하고, 충돌에 따른 대책이라고는 한참을 기다렸다가 응답이 오지 않으면 재전송을 하는 것이 고작이었다. 이들이 충돌로 인한 비효율을 극복하기 위해 고안한 방안은 CSMA를 바탕으로 하되 충돌을 감지(Collision Detection)한다 해서 CSMA/CD라고 이름을 붙였다.
75년, 2년여에 걸친 연구끝에 이더넷의 시초가 되는 실험적 제품을 만들어 냈다. 이때 개발한 이더넷은 동축케이블에서 2.94Mbps의 속도로 작동하고, 1km의 거리내에서 256대의 스테이션을 연결할수 있는, 당시로서는 혁명적인 능력을 가진 것이었다.
75년부터 79년 사이에 제록스는 30개 이상의 실험 네트워크를 설치해 성능 시험을 한 결과 이더넷은 채널의 총 용량중 97%까지를 사용할수 있으며, 모든 상황에서 안정적이라는 평가를 받았다. 그러나 당시 개발한 네트워크는 상용화되지 못했기 때문에 현재는 실험적(Experimental) 이더넷이라 부르고 있다.

(2) DIX 1.0

제록스는 실험적 이더넷에서 얻은 경험을 바탕으로 79년 초에 DEC, Intel과 2세대 시스템 개발에 착수해 80년 9월 'Ethernet Specification'이라 부르는 버전 1.0이 이들 3사의 이름으로 발표됐다.
실험적 이더넷과 버전 1.0은 CSMA/CD를 기본 골격으로 한다는 점에서는 별 차이가 없으나, 물리적 측면에서의 변화를 본다면 전송 속도가 2.94Mbps 에서 10Mbps로 개선된 것이다. 전송속도가 높아지면서 당연히 네트워크의 성능이 높아졌지만, 속도가 너무 높아졌기 때문에 segment 의 최대길이는 오히려 1km 에서 500m 로 줄어들어, Repeater 를 사용해 두 세그먼트를 연결함으로써 네트워크의 길이를 확장하는 것을 대안으로 제시했다.
전송지연문제가 있기 때문에 한 네트워크에서 사용할수 있는 리피터의 최대수를 4개로 제한함으로써 네트워크의 최대 길이는 2.5km가 됐다. 거리가 늘어남에 따라 스테이션의 수도 256개에서 1024개로 증가했고 트랜시버의 수는 최대100개가 됐다.
이같은 물리적 변화와 더불어 프레임의 내용도 개선돼 과거의 네트워크보다 훨씬 발전해 실험적 이더넷에 갖춰져 있던 전문(Preamble), 송수신지 주소, 타입, PCS 항목이 새롭게 개선됐다. 수신 스테이션과 동기를 맞추기 위해 사용되는 1비트의 전문은 최악의 상황에서도 무리없이 동기를 맞출수 있도록 64비트로 증가했다. 또한 주소항목도 8비트에서 48비트로 변경돼 네트워크의 연결 범위가 넓어져 주소 지정에 있어서의 한계도 극복했다.
48비트를 사용하면 주소 지정의 범위가 넓어지고 체계적 주소 지정이 가능해 지므로 외부의 네트워크와 연결하는데 있어 주소 중복의 문제를 해결할수 있다. 네트워크에서 중요한 비중을 차지하고 있는 에러검출의 문제도 전송에러를 감지하기 위해 사용하던 16비트의 FCS항목이 버전 1.0에서는 32비트 CRC로 확장돼 신뢰성을 높이는데 한몫을 했다.

(3) DIX 2.0

IEEE 802 프로젝트가 진행중이던 81년, 이더넷을 개발한 3사는 이더넷을 국제표준으로 지정받기 위해 802위원회에 참여해 버전 1.0을 개선하는 작업을 진행했다. 그러나 새로 채택하게될 표준과 버전 1.0과의 호환성문제가 생기게 되므로 이를 해결하기 위해 82년 12월에 이더넷 버전 2.0을 발표하게 된다.
버전 2.0에서는 신호처리 특성을 개선함으로써 네트워크의 총거리를 2.5km에서 2.8km로 조금 더 확장했다. 또다른 변화는 충돌발생의 보고, 재전송 횟수, 전송 지연등 네트워크의 관리 기능을 추가함으로써 네트워크의 기능을 대폭 향상시킨 것이었다. 이 기능은 당시 LAN분야에서 연구되고 있던 아이디어를 수용해 네트워크의 능력을 크게 확장시킨 것이었으나, 데이터링크 계층의 범위를 벗어나는 것으로 간주돼 IEEE의 표준화 작업에서는 배제된다.
83년 하반기, IEEE 802.3 워킹그룹의 표준화작업이 마무리돼 IEEE 표준 위원회에서는 802.3 CSMA/CD 네트워크라는 이름으로 LAN 표준을 발표했다.
이더넷 사양중 일부 내용이 수정된것을 제외하고는 문구가 그대로 반영될 정도로 이더넷은 802.3 표준에 절대적 영향을 미쳤다.

(4) IEEE 802.3 CSMA/CD

83년에 통과된 802.3 사양은 broadband, thin baseband, 전화회선 등을 전송매체로 사용할수 있고, 최대 전송거리는 500m, 전송속도는 1내지 20Mbps로 돼있었으나, 85년 개정된 사양은 베이스밴드 동축케이블만을 사용하고 전송 속도도 10Mbps만이 가능하도록 변경됐다.
84년에는 802.3 표준이 ANSI에서 미국 표준으로 승인됐고, 85년에는 OSI에서는 국제표준화기구인 OSI 8802/3 으로 인정함으로써 이더넷은 국제적으로 인정된 표준 네트워크가 됐다.
10Base-5 가 발표된후 86년에는 10Base-5 의 변형된 표준인 10Base-2가 IEEE 802.3 위원회에서 추가로 승인됐다. 당시만해도 여타의 네트워크들은 막 세상에 등장하고 있던 단계였기 때문에 당분간은 이더넷만이 LAN의 표준으로 존재하게 된다. 표준 두가지를 공인한 이후에도 IEEE 802.3 위원회는 1Base-5, 10BROAD-36, 10 Base-T, 10 Base-F, 100 Base-TX 등의 표준을 계속해서 추가로 승인하며 오늘에 이르게 된다.

 


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