گفتگوي اختصاصي ماهنامه شبکه با Metcalfe، پديدآورنده پروتکل اترنت
شبکه‌هاي محلي قطعاً به عنوان يکي از رايج‌ترين پديده‌هاي فناوري اطلاعات، چنان در همه جا رسوخ‌کرده‌اند که مفهوم شبکه و شبکه‌بندي، به‌عنوان معادل LAN و شبکه محلي درآمده است.
شايد براي بسياري، LAN يا شبکه‌هاي محلي و پروتکل اترنت از جمله آشناترين واژه‌ها باشد. شبکه‌هاي محلي قطعاً به عنوان يکي از رايج‌ترين پديده‌هاي فناوري اطلاعات، چنان در همه جا رسوخ‌کرده‌اند که مفهوم شبکه و شبکه‌بندي، به‌عنوان معادل LAN و شبکه محلي درآمده است. مطمئناً براي بسياري از ديگر خوانندگان نيز نام PARC يا مرکز تحقيقات پالوآلتو زيراکس، آشناست و شايد حسي نوستالژيک همراه آن‌باشد. اين مرکز تحقيقاتي بزرگ محل تولد بسياري از ابداعات فناوري دنياي کامپيوترها و شبکه‌ها بوده‌‌است که آشناترين نام‌ها در اين ميان رابط گرافيکي کاربر است که ريشه‌اصلي سيستم‌عامل‌هاي ويندوز و اپل مي‌باشد. حال اگر اين دو نام مشهور را کنار يکديگر بگذاريم، به نامي ناآشنا برمي‌خوريم که در مرکز PARC موفق شده است پروتکل سازنده شبکه‌هاي LAN يعني اترنت را ابداع کند. Robert Metcalfe که ترجيح مي‌دهد با نام باب متکالف شناخته شود، مبدع اين فناوري است. باز هم با تلاش بسيار، فرصتي فراهم شد تا گفت‌وگويي اختصاصي با يکي از بزرگان دنياي فناوري اطلاعات انجام شود. اين بار خواننده گفت‌وگو با دکتر متکالف خواهيد بود. وي که روزنامه‌نگار و ستون‌نويسي زبردست نيز هست، در زماني که ستون هفتگي خود را در مجله Infoworld مي‌نوشت، بيش از پانصدهزار خواننده متخصص در سراسر جهان داشت و از اين طريق دانسته‌ها و يافته‌هاي خود را منتقل مي‌کرد. متکالف عليرغم مشغله‌هاي فراواني که داشت و در زمان طرح سؤالات، براي به پايان رساندن پروژه‌اي مهم، در سوييس به سر مي‌برد، پاسخ سؤالات را به سرعت آماده کرد و آن‌ها را ارسال نمود و در همان ابتدا از اين‌که نمي‌تواند به زبان فارسي گفت‌وگو کند عذرخواهي کرد! ماهنامه شبکه و سردبير آن از اين‌که توانسته‌اند تعامل مناسبي را با بزرگان علم و فن در سراسر دنيا برقرار کنند و به نوعي آغاز کننده اين راه در بين مطبوعات ايراني باشند، خرسند هستند و اميدوارند که اين تعامل‌ها که رويکردي صرفاً علمي و فني دارند، بتوانند به توسعه ديدگاه‌هاي خوانندگان کمک کنند و اين قبيل فعاليت‌ها به نهادينه شدن چنين حرکت‌هايي در مطبوعات تخصصي بينجامد.
شبکه: آقاي دکتر متکالف، از فرصتي که براي طرح سؤالات در اختيارمان قرار داديد متشکرم.
اولين سؤال را اين‌گونه مطرح مي‌کنم که از چه زماني ايده پروتکل اترنت (Ethernet) در ذهن شما شکل گرفت؟
متکالف: از زماني که در مرکز تحقيقات پالوآلتو شرکت زيراکس، يعني همان مجموعه معروف PARC کار مي‌کردم، به اين فکر افتادم. در واقع اترنت در يادداشتي که من در تاريخ 22 مي 1973 نوشتم، متولد شد.
? و هدف اصلي از پديدآوردن اين پروتکل چه بود؟
? من معتقد بودم که مي‌توان با استفاده از بسته‌ها يا Packetهاي داده‌اي، PCها را با سرعت بسيار زياد به يکديگر متصل کرد و اين بسته‌ها را به‌صورت توزيع‌شده روي رسانه‌اي اشتراکي به جريان انداخت.نام آن رسانه را اتر (Ether) و شبکه حاصل از آن را اترنت (Ether-net) گذاشتم. رسانه موردنظرم در آن زمان، کابل‌هاي هم‌محور يا Coaxial بود. ضمن آن‌که در آن زمان نخستين کسي بودم که به موضوع شبکه کردن کامپيوترهاي شخصي که مي‌توانستند در هر جايي حضور داشته باشند، اشاره کردم. در واقع نخستين کسي بودم که به اين نتيجه رسيدم که روزي کامپيوترهاي شخصي يا PCها، بسيار فراگير خواهند شد و بايد براي اتصال آن‌ها به يکديگر فکري کرد.
? به نظر مي‌آيد همانند ساير طرح‌هاي بزرگ، اترنت نيز در ابتدا براي مصارف پژوهشي و آموزشي طراحي گرديد. آيا همين‌طور است؟
? البته. اترنت در ابتدا به عنوان يک نمونه پژوهشي مطرح گرديد و پياده‌سازي آن هم براساس شبکه‌هاي آرپانت (در واقع نسخه اول شبکه اينترنت) و Alohanet صورت گرفت. Alohanet يک شبکه WAN راديويي بود که در سال 1970 در دانشگاه هاوايي شکل گرفته بود.
? نخستين کاربرد اترنت چگونه بود؟ يا بهتر بگويم اترنت در ابتدا چه چيزهايي را به يکديگر متصل کرد؟
? سؤال جالبي است. PC ها و چاپگرهاي ليزري از ابداعات مرکز PARC هستند. نخستين کاربرد اترنت، متصل ساختن يک PC به اولين چاپگر ليزري بود. سپس به عنوان دومين آزمون، تعدادي PC به شبکه آرپانت متصل شدند. البته وقتي مي‌گويم PC ، منظورم چيزي نيست که امروزه به عنوان کامپيوتر شخصي متداول شده است. منظورم کامپيوترهاي خاص روميزي است که آن زمان در مرکز PARC ابداع شده بودند.
دکتر رابرت (باب) متکالف
Robert (Bob) Metcalfe در سال 1946 در نيويورک متولد شد و از دبيرستاني در لانگ آيلند فارغ‌التحصيل شد. وي سپس به دانشگاه MIT رفت و در سال 1969 در دو رشته مهندسي برق و مديريت صنعتي فارغ‌التحصيل گرديد. وي سپس مدرک کارشناسي ارشد خود را در رياضيات در سال 1970 از دانشگاه هاروارد اخذ نمود و سه سال بعد با تز دکتري ارتباطات مبتني بر Packet از همان دانشگاه فارغ‌التحصيل گرديد. متکالف سپس در همان سال، در مرکز تحقيقات پالوآلتو زيراکس (PARC) ، پروتکل اترنت که مبناي شبکه‌هاي LAN است را ابداع نمود.وي در سال 1997 به عضويت آکادمي ملي مهندسي درآمد و در سال 2005 مدال ملي فناوري را دريافت کرد. متکالف همچنين روزنامه‌نگاري فعال نيز محسوب مي‌شود و در دهه 90 ميلادي داراي ستون ثابتي در هفته‌نامه Infoworld بود. دکتر متکالف تجربه کار و مديريت در شرکت‌هاي بسياري را دارد. از آن جمله مي‌توان به مديريت و حضور در شرکت‌هاي Avistar ،IDG ،IDC ، دانشگاهMIT، مجموعه شرکت‌هاي Polaris وNarad ، و رياست هيأت مديره شرکت‌هاي Ember ، Paratek و Sicortex اشاره نمود. وي در سال‌هاي 1979 تا 1990 که در شرکت 3com بود، توانست آن شرکت را در اوج فعاليت‌هاي مربوط به طراحي و ساخت تجهيزات شبکه قرار دهد. متکالف تاکنون نشان‌ها و جوايز فراواني را دريافت کرده است. از جمله جايزه ACM در سال 1980، جايزه گراهام‌بل از IEEE در سال 1988، عضويت در آکادمي هنر و علوم آمريکا در سال 1995، مدال تقدير از انجمن IEEE در سال 1996، عضويت در کنسرسيوم بين‌المللي مهندسي و همچنين چهار مدرک دکتري افتخاري از دانشگاه‌هاي مختلف.
? ممكن است به‌طور خلاصه نحوه كار نخستين پروتكل اترنت را توضيح دهيد؟
? كامپيوترهايي كه مي‌خواستند به شبكه متصل شوند، از رسانه مشتركي براي تبادل داده‌هايي كه به شكل Packet به قطعات كوچكتري تقسيم شده بودند، استفاده مي‌كردند. هنگام طراحي پروتكل (يعني سال 1973) سرعت انتقال داده‌ها برابر با 94/2 مگابيت برثانيه بود. اين‌كه بتوان از رسانه يا همان كابل به عنوان رسانه‌اي اشتراكي استفاده كرد، با استفاده از تكنيك CSMA/CD ميسر مي‌شد. (CSMA/CD همان Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection يا دسترسي چندگانه حساس به خط حامل با استفاده از آشكارسازي تصادم مي‌باشد.) البته من اين روش را به همراه يكي از همكارانم به نام DavidBoggs در سال 1976 در سمينار CACM ارائه داديم و برنده جايزه نيز شديم. در اينجا وارد جزييات نمي‌شوم. همين‌قدر اشاره مي‌كنم كه پروتكل اترنت به آن علت موفقيت زيادي را به همراه داشت و توانست در بين ساير پروتكل‌هاي پيشنهادي به خوبي مزاياي خود را نشان دهد كه ساده و سريع بود و از دوباره كاري در ارسال اطلاعات جلوگيري مي‌كرد.
? كاربرد اترنت چگونه گسترش يافت؟
? در ابتدا همان‌گونه كه گفتم، اترنت براي اتصال چاپگر و كامپيوتر به كار گرفته شد. سپس ارسال email نيز از طريق آن امكان‌پذير شد. بعد از آن، PFMTS يا مجموعه كارهاي چاپ(P) ، انتقال فايل(F)، نامه‌نگاري(M) ، خدمات ترمينالي (T) و آماده‌سازي براي ساير كاربردها (S) به مجموعه وظايف آن اضافه شد. در اوايل دهه 80 ميلادي كه چاپگرها و ديسك‌ها ادواتي گران‌قيمت بودند، اترنت در به اشتراك‌گذاري آن‌ها و كاهش هزينه‌ها سهم به‌سزايي داشت.
? اين پروتكل چگونه استاندارد شد؟
? اترنت در سال 1973 ابداع شد و جزئيات فني آن در سال 1976 منتشر گرديد. من در سال 1979 شركت 3com را بنيان‌گذاري كردم و با كمك كنسرسيومي مركب از شركت‌هاي DEC ، زيراكس و اينتل موفق شدم اترنت را در سازمان IEEE تحت شماره 3/802 استانداردسازي نمايم. همين تلاش‌ها باعث شد كه اترنت در دسامبر سال 1982 توسط 199 شركت بزرگ و مهم دنيا نيز به عنوان استاندارد موردپذيرش واقع شود. پس از آن در شركت 3com موفق شديم اترنت را براي IBM PC پياده‌سازي كنيم و از سال 1984 شروع به توسعه عمومي آن كرديم. از آن پس نيز همچنان پورت‌هاي اترنت توسط سازندگان مختلف ساخته مي‌شود و به فروش مي‌رود و توسط طراحان، در شبكه‌هاي مختلف به كار گرفته مي‌شود.
? پروتكل اترنت محصول كار انفرادي شما بود؟
? خير. David Boggs، همكار بسيار نزديك من در طراحي و تدوين اين پروتكل بود. البته از همكاري دوستان ديگرم نيز بهره‌مند بودم.
? آيا اترنت اولين پروژه مهمي بود كه شما انجام داديد؟
? اترنت در واقع معروف‌ترين پروژه‌اي است كه من انجام داده‌ام. من روي قسمت‌هاي ديگري و شبكه‌هايي كه اكنون به شبكه جهاني اينترنت منتهي شده‌اند نظير شبكه آرپانت،NCP ،Telnet ، TCP/IP و... نيز كار كرده‌ام. من اكنون 59 ساله‌ام و اترنت 32 ساله است. كارهاي پژوهشي و اجرايي فراوان ديگري نيز داشته‌ام.
?حدس مي‌زنيد چه تعدادي از شبكه‌ها هم‌اكنون از پروتكل اترنت استفاده مي‌كنند؟
? نمي‌دانم، شايد هزاران هزار شبكه. بد نيست به آماري اشاره كنم كه در سال 2004 مؤسسه تحقيقات IDC منتشر كرده بود. براساس آن آمار در سال 2004 بالغ بر 200 ميليون پورت جديد اترنت (روي سوييچ‌ها) در سطح جهان به فروش رفته است. همين آمار كوچك مي‌تواند اشاره‌اي باشد به گستردگي استفاده از پروتكل اترنت در سطح جهان.
? آيا خود شما نام اترنت را براي آن پروتكل قرار داديد؟
? بله. اما بد نيست مقداري در مورد آن توضيح دهم. در زمان باستان براين عقيده بودند كه فضاي اطراف ماوراي زمين از ماده‌اي پر شده است به نام اتر (Ether) يعني همان جايي كه اكنون مي‌دانيم خلا است. وظيفه اتر آن بود كه نور خورشيد را به زمين برساند و در واقع رسانه انتقال نور خورشيد به زمين بود. ولي خودش به‌صورت Passive يا غيرفعال و منفعل عمل مي‌كرد. شبكه‌ها هم قرار بود رسانه‌اي داشته باشند كه وظيفه حمل و نقل و انتشار داده‌ها را به عهده داشته باشد. اين رسانه براي من تداعي‌كننده همان مفهوم اتر بود. من از آن ايده قديمي استفاده كردم و از تركيب آن با نت (شبكه)، كلمه اترنت را ساختم.
? آينده اترنت را چگونه مي‌بينيد؟
? اترنت نيز همانند ساير فناوري‌ها به جلو مي‌رود و گاهي هم در راه توسعه آن مشكلاتي بروز مي‌كند. ولي چشم‌انداز آن روشن است. اكنون اترنت با سرعت 10 گيگابايت برثانيه كار مي‌كند (آن را مقايسه كنيد با سرعت كمتر از 3 مگابايت برثانيه در روزهاي آغازين) و به زودي به سرعت‌هاي 40 گيگابيت برثانيه و يكصد گيگابيت برثانيه نيز خواهد رسيد. همچنين به غير از شبكه‌هاي كابلي، اترنت روي شبكه‌هاي بي‌سيم نيز با نام‌هاي Wi-Fi و WiMax در حال استفاده است. حتي در كاربردهاي خاص، يعني مثلاً ميكروكنترولرها نيز به طور دروني پياده‌سازي شده است و در پروتكل‌هاي جديد ديگري نيز مانند ZigBee (پروتكل 802.15.4) هم ديده مي‌شود. كاربرد ديگري نظير ارتباط بين شبكه‌هاي LAN و WAN تحت عنوانTelechasm به عنوان راهكاري ارزان و سريع نيز مطرح است. مي‌بينيد كه كاربردهاي آن طوري توسعه مي‌يابند كه انگار اين پروتكل 32 ساله هنوز در ابتداي راه است.
درباره استاندارد IEEE 802.3
استاندارد شبكه‌هاي محلي يا LAN مبتني بر CSMA/CD توسط سازمان IEEE به شماره 802.3 استانداردسازي شده و به ثبت رسيده است. اترنت نامي است براي پياده‌سازي اين استاندارد و محصولا‌تي كه براساس آن استاندارد كار مي‌كنند. در سال 1973 در مركز تحقيقاتي پالوآلتوزيراكس، نوع خاصي از شبكه‌هاي خطي يا Bus پياده‌سازي و تعريف شد. سپس با كار مداوم، در سال 1976 مجموعه‌‌اي شامل يكصد ايستگاه كاري كامپيوتري روي يك كابل هزارمتري و با سرعت 2/94 مگابيت برثانيه و برمبناي سيستم CSMA/CD به يكديگر متصل شدند كه مي‌توان آن را به نوعي نخستين شبكه LAN مبتني بر اترنت دانست. در سال 1980، شركت‌هاي زيراكس، اينتل وDEC استانداردي را براي اترنت 10 مگابيت برثانيه‌اي به نامت DIX Ethernet دوين كردند. همين استاندارد مبناي تدوين استاندارد فراگير IEEE 802.3 گرديد.
در سال 1983 استاندارد 5 10Base تعريف شد، سپس در سال 1986 استاندارد 10Base2، در سال 1991 استاندارد 10BaseT و در سال 1994 استاندارد 10BaseF تعريف شده‌اند. سپس با جهشي ناگهاني، در سال 1995 استاندارد اترنت يكصد مگابيت برثانيه‌اي يا 100BaseT تعريف شد و چهار سال بعد سرعت استاندارد اترنت به 1 گيگابيت برثانيه يا 1000BaseT رسيد. اكنون نيز در10G يا اترنت ده گيگابيت بر ثانيه و همچنين 40G و 100G در حال بررسي و تكميل هستند.
ارسالي از طرف کاربر محترم : sm1372 /خ