Celebrando 50 anos da Ethernet

Ethernet é um nome que a maioria dos leigos desconhece, mas muito provavelmente utiliza em casa. Fazendo 50 anos, é uma daquelas tecnologias que viabilizaram o mundo moderno.

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Hoje em dia ninguém acha nada demais o conceito de rede de computadores, todo mundo com um roteador WIFI em casa tem sua própria rede local, ou LAN (Local Area Network), conectando dispositivos inteligentes, computadores, smartphones e plugs, se você for enxadrista.

Por muito tempo não foi assim. Computadores trabalhavam isolados, na imensa maioria das vezes sem qualquer comunicação com o mundo exterior, como modems dial-up. Em empresas e faculdades começaram a surgir réplicas da topologia usada por mainframes, usando a estrutura cliente/servidor.

Nos casos mais populares, um servidor era conectado por cabos a diversos terminais, um cabo por terminal. Essa conexão abolia a necessidade de identificar rotas e pacotes, mas tinha a desvantagem de ser custosa, em termos de estrutura física e de dados.

Um belo dia, em 22 de maio de 1973, Bob Metcalfe, um funcionário da Xerox, trabalhando em seu Doutorado, publicou um memorando descrevendo o que chamou de X-Wire, um protocolo e hardware de rede que permitiria conexão de alta velocidade entre vários computadores, usando apenas um cabo.

O que mais tarde seria rebatizado como Ethernet consistia em um protocolo de tráfego de pacotes de dados atrelados a um endereço físico, correspondente a uma determinada placa de rede. Assim, os diversos computadores no mesmo cabo recebiam todos os pacotes, mas só “liam” os que eram endereçados a eles especificamente.

Na parte da transmissão, o protocolo Ethernet tinha recursos para detectar colisões, caso alguém transmitisse um pacote de dados no meio da transmissão de outra placa, o que era bem melhor que os protocolos simples da maioria das redes em estrela.

Em 1975 a Xerox deu entrada na patente US4063220, que foi concedida em 1977. Nessa época Metcalfe já estava trabalhando com outros engenheiros para aumentar a velocidade da Ethernet de 3Mbis para 10Mbits.

Não se engane, no final dos Anos 70 os computadores eram feitos de barro fofo e pedra lascada. O primeiro IBM-PC só seria lançado em 1981, com memória-base de 16KB. Uma rede Ethernet 3Base-2, com 3Megabits de capacidade, transmitiria toda a memória de um PC em 0.04s.

Em 1979, Bob Metcalfe saiu da Xerox e foi para a 3Com, mas continuou como evangelista da Ethernet, decidido a transformá-la em um padrão. Ele convenceu a Digital, Intel e a Xerox, que renunciou aos direitos exclusivos da marca Ethernet.

Em busca de mais velocidade, o cabo coaxial foi abandonado em prol do cabo de par trançado, com o imortal conector RJ45. São oito fios, formando quatro pares, crimpados em um conector com presilha que, a menos que esteja danificado, não dá problemas de mal-contato.

A topologia das redes agora evoluiu. Você podia ter um servidor, que se comunicava por um cabo Cat5 com um hub em uma sala, e desse hub outros cabos faziam a conexão com os computadores individuais.

Com a queda dos custos, esses hubs foram substituídos por switches, equipamentos que ao invés de apenas replicar o sinal de dados, identificam individualmente os pacotes e os enviam para os destinatários, sem que o sinal passe por todos os outros equipamentos.

Isso é possível pois cada terminal ethernet tem um endereço MAC (Media Access Control), um número aleatório de 48 bits, o que dá 281 trilhões de combinações. Internamente na rede o pacote de dados tem o endereço do destinatário, e o switch faz a distribuição.

O uso de switches inteligentes diminui muito as colisões de pacotes, o que permite que a rede local funcione numa velocidade bem mais próxima do limite teórico do protocolo.

Por um tempo convivemos com redes híbridas, com placas 10/100Megabits, e, admito, 100Megabits parecia coisa para caramba, até que entramos na era dos Gigabytes. Hoje qualquer PC decente vem com uma conexão de 1Gbit, e aqui cabe pausa para um causo.

Eu uso um provedor de bairro, humilde, mas limpinho. Meu link era de 100Mbits/s, via Ethernet. Funcionava muito bem. Um dia recebo um email, avisando que estão trocando a rede por fibra, e meu link passará para 600Mbits/s, sem custo adicional. Nem fiquei triste.

O técnico veio, instalou tudo, testamos a velocidade via WIFI, tudo perfeito, foi embora. Liguei o PC, não baixava nada acima de 100Mbits/s. Como assim, não dá, não pode. Meu roteador é Gigabit Ethernet. A placa-mãe tem uma porta 2.5Gbit/s. Liguel, reclamei, então testei no celular. 580Mbits/s.

Fui então para o que deveria ser o primeiro suspeito: O cabo. Em teoria um Cat5 seguraria fácil 600Mbits/s, mas quem vai saber, com esses cabos xing-ling que a gente compra por aí? Troquei por um cabo flat chique que tinha comprado pra um projeto, e desde então tudo funciona maravilhosamente bem.

Hoje em dia o protocolo Ethernet trabalha com velocidades de até 400Gigabits/s, e em laboratório há demonstrações de até 2Terabits/s. Mesmo em instalações domésticas, qualquer conexão cabeada é muito mais estável, rápida e imune a interferência do que links de rádio como WIFI e similares.

Nos datacentres não há vida sem Ethernet, 50 anos depois e a criação de Bob Metcalfe continua firme e forte. Nenhuma empresa sobrevive sem seus cabos de rede. Ethernet é essencial até no espaço. A comunicação de dados no Falcon 9, na cápsula Orion e na Dragon é feita via Internet.

Na Estação Espacial Internacional a rede interna é Gigabit Ethernet.

Por mais que você troque a mídia, de cabos coaxais para par trançado, fibra óptica ou o que quer que o futuro traga, dificilmente conseguiremos algo tão prático, confiável e estável como uma conexão Ethernet, física. Talvez ela, como a roda, a faca, a alavanca, seja uma dessas idéias que vieram para ficar.

De qualquer jeito, parabéns Ethernet, e muito obrigado, Bob. Você mudou o mundo.