第二章 文獻探討
2.2 全球網通產業簡史
網通產業的起源可以從Internet 及 Ethernet 的簡史中窺知一二。Internet 可說是網通 產業興起的最大原因。Internet 一開始只是單純的用於電腦間的相互連結。卻在短短數 十年間席捲全球,衝擊幾乎所有產業的商業模式,也對大部分的社會大眾生活產生重大 深遠的影響,而且其影響力隨時間不斷擴張加劇,可預見的將來,Internet 將擴及生活 的每個角落,自然的,其背後所代表的網通產業商機也非常可觀。
Ethernet 是網路最重要的通訊技術。早期除了 Ethernet 之外,還有其他如 ATM、ISDN 等技術,但Ethernet 的使用很快成為市場的主流至今,其歷史值得我們探討。
2.2.1 Internet 簡史
網通產業最早可追溯到六十年代中期,美國國防部進階研究計劃署(ARPA,
Department of Defense's Advanced Research and Projects Administration)為了因應蘇聯與 日俱增的核子威脅,開始研究如何建造一個在核子事件中,仍可以傳送軍事和政府資訊 的網路。這個網路必須能夠讓不同類型的ARPA 承包商之間的網路可以共同運作,並且 當了一個或多個資料傳輸的路徑失去後,仍能正常的運作。後來並贊助成立ARPANET (Advanced Research Project Agency Network)計劃。
ARPANET 計劃發展出一種介面訊息處理器(Interface Message Processors,IMP)。
IMP,可說是路由器的始祖,它建立於一台 Honeywell 516 的迷你電腦的系統,大小約 如一台冰箱。 此外,ARPA 計劃發展出「封包交換」和「分散式網路」等技術,對網 路發展的貢獻和影響都非常深遠。ARPANET 由四個節點開始,到了七十年代,連線到 ARPANET 的節點數開始以線性速度遞增,到了七十年代末期,節點數甚至以指數速度 來遞增(如圖二)。
最初ARPANET 使用的通訊協定技術證實在不同機種之間的封包交換是可行的。然 而隨著節點數的大幅增加,原有的技術漸漸無法負荷。在七十年代中期,通訊技術進步 神速,除了以網路線連結的乙太網路外,無線電、衛星通訊等技術相繼推出,為了同時 容納舊有及新推出的各種不同網路通訊技術,ARPANET 的研究人員於是著手訂定一套 共通的網路通訊協定,稱之為 TCP/IP 通訊協定。
描述網際網路通訊協定的RFC760 在 1980 年 1 月 1 日公布。隨後又被 1981 年 9 月 所公布的RFC791 取代。接著是說明 TCP 通訊協定的 RFC793。而描述使用者資料封包 通訊協定(User Datagram Protocol,UDP)的 RFC768 在它的前一年也已經發表了。 這 些RFC 定義了 TCP/IP 通訊協定套件的核心部份,至今仍在使用。雖然有些細節改變了,
新增了一些額外的功能(例如TCP 的資料流程控制等等),而這些通訊協定通過了時 間的考驗,至今仍然在為其所設定之目的而服務著。雖然基於32 位元的 IP 定址方案對 於今天的網際網路來說已經不敷使用,但是在七十年代並沒有人能夠預見Internet 在今 天會有如此的發展。
到了1980 年初,逐步的以 TCP/IP通訊協定取代原本ARPANET內的通訊技術,到此 為止Internet的輪廓可算是大致底定。1980 年代初期因為區域網路的興起及工作站的售 價下降,功能速度提昇再加上工作站所使用的UNIX作業系統均具備 TCP/IP的通訊能 力,使用者可以很輕易的連上:ARPANET,因此美國各大學及研究機構因此得以互惠 的共享全美國的教育資源。從此Internet的領域就從軍方的研究單位延伸到全美各大學及 研究機構。從 1969 年開始,由於各大學紛紛加入,ARPANET 的節點不斷增加,到了 1983 年時已經有 600 個節點了,此時 ARPANET 也正式分裂為兩部份:ARPANET 和 MILNET 。ARPANET 用於研發和學術界,而 MILNET 則專屬國防資料傳遞之用。1979 年美國國家科學基金會(National Science Foundation,NSF)開始參與網路技術研究。
1985 年開始 NSF 撥款協助近 100 所大學連上網路。1986 年,NSF 佈建 NSFNET,
將全美五大超級電腦中心和各大學連結在一起。NSF 在使用政策 (Appropriate Use Policy) 中明白宣告 NSFNET 之使用僅限於非商業活動。
1987 年網路上的主機已經超過一萬台了,NSF 於是和 Merit Network 、 IBM 、 MCI 簽約,請他們代為管理建構 NSFNET 之網路幹線。1991 年底,網際網路愈演愈 烈,NSFNET T1 (1.544 Mbps) 線都不敷使用,於是由 Merit、IBM、MCI 合組的 ANS (Advanced Networks & Services, INC.) 繼續幫 NSFNET 管理建構 T3 (44.736 Mbps) 主 幹線。雖然 NSF 不贊成網路上的商業活動,但是外界壓力越來越大,當民營的網路公 司經由 MCI 和 NSFNET 使用者互通電子郵件之後,Internet 便開始逐漸邁向商業化。
圖二為 Internet 節點由 1990 到 2001 之間的成長曲線;圖三為 Internet 網域由 1989 到1997 之間的成長曲線;圖四為 Internet 網路由 1989 到 1996 之間的成長曲線;圖五為 WWW網域由1996 到 2006 之間的成長曲線。網路的蓬勃發展帶動了網路設備需求的急 劇增加,造就了網路科技的飛躍進步以及網路設備公司的快速成長。
圖 二: Internet 節點由 1990 到 2001 之間的成長曲線
圖 三: Internet 網域由 1989 到 1997 之間的成長曲線
圖 四: Internet 網路由 1989 到 1996 之間的成長曲線
圖 伍: WWW網域由 1996 到 2006 之間的成長曲線
2.2.2 乙太網路(Ethernet)簡史
乙太網路為目前為止最重要的網路通訊技術。乙太網路的主要構想來自於1960 年代 末期,夏威夷大學所發展的ALOHA 無線網路系統,整個網路由夏威夷主島上主機,及 各離島及海域上的船隻上的終端機分站所組成。
在1970 年代並沒有區域網路 (Local Area Network) 的標準,而是由各家廠商提供專 屬的網路設備,因此在網路的推廣上遭遇很大的阻力。在1980 年代初期,美國全錄
(Xerox)的加州帕拉阿圖研究中心(PARC)進一步改良 ALOHA 網路系統,由 Robert Metcalfe 博士(乙太網路之父)研發成功,並取名為乙太網路(Ethernet)。 1979 年時,
全錄和數位設備公司(Digital Equipment Corporation,DEC)聯合計畫讓乙太網路商業 化。由全錄提供技術,而DEC 則是網路設備供應商,之後 Intel 也加入該協會,確保了 商業化的乙太網路有相容的晶片可以使用,這個同業聯盟即是DIX(DEC-Intel-Xerox)。
1980 年推出 10Mb/s 的乙太網路標準(DIX80);1983 年六月,國際電子電機工程協 會(IEEE)為區域網路而制定的「802」標準,其中分成乙太網路(IEEE802.3)、記號 匯流排(IEEE802.4)、記號環(IEEE802.5)等,因此乙太網路也被稱為 IEEE802.3 標準。
1995 年 IEEE 802.3 小組正式通過 802.3u 標準,稱為「快速乙太網路」(Fast Ethernet Network),傳輸速率可達 100Mbps;1998 年六月 IEEE 802.3 小組正式通過 802.3z 標準,
稱「超高速乙太網路」(Gigabit Ethernet Network),傳輸速率可達 1000Mbps。甚至到目 前發展中的10Gigabit Ethernet 可達超高速乙太網路的十倍速度,屬於 Terabit(兆位元)
等級。
乙太網路的技術誕生時期,事實上還有很多其他的區域網路技術,比如Data General 的MCA、 Network System 的 Hyperchannel、 Datapoint 的 ARCnet 、Corvus 的 Omninet
等。乙太網路最後勝出的主要原因,其實並不是技術上的優勢,而是因為Metcalfe 刻意 將乙太網路推展成為業界標準而非某依廠商的專有技術。此結果與 Microsoft 與 Apple 的PC 盟主之爭,或是 Beta 與 VHS 的錄影帶標準之爭有異曲同工之處:業界共同支持的 技術才是產業最後勝出的技術。