L'innovation méconnue de l'ingénieur Mark Kempf a transformé Ethernet et stimulé l'essor de la commutation

L'invention d'Ethernet par Robert Metcalfe et David Boggs a eu un impact significatif sur le monde, conduisant au développement et à l'avancement de diverses technologies de réseau. Cependant, l'histoire complète implique la création d'un pont d'apprentissage par Mark Kempf en 1983, qui a révolutionné la technologie LAN en permettant la commutation de stockage et de transfert de données. Cette innovation a permis de mettre à niveau facilement les réseaux Ethernet existants et d'augmenter leurs performances, conduisant au passage progressif des câbles coaxiaux basés sur CSMA/CD vers des liaisons dédiées en cuivre et en fibre. L'invention de Kempf et les efforts de normalisation qui ont suivi ont jeté les bases de l'adoption généralisée et de l'évolution continue d'Ethernet, qui reste aujourd'hui la technologie LAN dominante.

Ethernet's Evolutionary Journey: The Unsung Role of Mark Kempf and the Rise of Switching

Le parcours évolutif d'Ethernet : le rôle méconnu de Mark Kempf et l'essor de la commutation

Ethernet, a ubiquitous technology that underpins the internet and countless other applications, celebrates its 50th anniversary this year. While the invention of Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) by Robert Metcalfe and David Boggs is widely recognized as a pivotal moment in Ethernet's history, the contributions of others who shaped its evolution are often overlooked. Among them, Mark Kempf stands out as a visionary engineer whose innovations transformed Ethernet from a shared media technology to the high-performance, switched network we know today.

Ethernet, une technologie omniprésente sur laquelle repose Internet et d'innombrables autres applications, célèbre cette année son 50e anniversaire. Alors que l'invention de Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) par Robert Metcalfe et David Boggs est largement reconnue comme un moment charnière dans l'histoire d'Ethernet, les contributions d'autres personnes qui ont façonné son évolution sont souvent négligées. Parmi eux, Mark Kempf se distingue comme un ingénieur visionnaire dont les innovations ont transformé Ethernet d'une technologie multimédia partagée en un réseau commuté hautes performances que nous connaissons aujourd'hui.

The Quest for Speed and the Threat from FDDI

La quête de vitesse et la menace du FDDI

In the 1980s, the limitations of CSMA/CD Ethernet became increasingly apparent as the demand for faster network speeds grew. A coalition of companies, including Digital Equipment Corporation (DEC), embarked on the development of a new standard, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), which promised speeds of 100 Mb/s over optical fiber. FDDI seemed poised to supplant Ethernet as the dominant LAN technology.

Dans les années 1980, les limites de l'Ethernet CSMA/CD sont devenues de plus en plus évidentes à mesure que la demande de vitesses de réseau plus rapides augmentait. Une coalition d'entreprises, dont Digital Equipment Corporation (DEC), s'est lancée dans le développement d'une nouvelle norme, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), qui promettait des vitesses de 100 Mb/s sur fibre optique. FDDI semblait sur le point de supplanter Ethernet en tant que technologie LAN dominante.

A New Approach: Store-and-Forward Switching

Une nouvelle approche : la commutation Store-and-Forward

However, Kempf, a principal engineer at DEC, believed there was a better way. Instead of developing a faster version of Ethernet or adopting FDDI, he proposed a novel approach: store-and-forward switching.

Cependant, Kempf, ingénieur principal chez DEC, pensait qu'il existait une meilleure solution. Au lieu de développer une version plus rapide d’Ethernet ou d’adopter FDDI, il a proposé une nouvelle approche : la commutation store-and-forward.

In a store-and-forward switch, each message is received and stored in a buffer before being transmitted to its destination. This eliminates the need for collision detection, enabling higher speeds and eliminating the need for a shared medium.

Dans un commutateur de stockage et de retransmission, chaque message est reçu et stocké dans une mémoire tampon avant d'être transmis à sa destination. Cela élimine le besoin de détection de collision, permettant des vitesses plus élevées et éliminant le besoin d'un support partagé.

The Birth of the Learning Bridge

La naissance du Learning Bridge

Kempf's idea took shape in a collaboration with Bob Shelly, a software engineer. Together, they developed the concept of a "learning bridge," a device that would connect multiple Ethernet LANs and selectively forward packets based on their destination MAC addresses.

L'idée de Kempf a pris forme grâce à une collaboration avec Bob Shelly, ingénieur logiciel. Ensemble, ils ont développé le concept d'un « pont d'apprentissage », un dispositif qui connecterait plusieurs réseaux locaux Ethernet et transmettrait sélectivement les paquets en fonction de leurs adresses MAC de destination.

The learning bridge had several advantages. It allowed easy upgrades of existing Ethernet networks, isolated heavy traffic to specific segments, and doubled the effective cable length limit. Most importantly, it removed the performance bottlenecks inherent in shared media access protocols.

Le pont d’apprentissage présentait plusieurs avantages. Il a permis de mettre à niveau facilement les réseaux Ethernet existants, d'isoler le trafic important vers des segments spécifiques et de doubler la limite effective de longueur de câble. Plus important encore, il a supprimé les goulots d'étranglement en termes de performances inhérents aux protocoles d'accès aux médias partagés.

Overcoming Obstacles and Gaining Acceptance

Surmonter les obstacles et gagner l'acceptation

Kempf's innovation faced several challenges. One was the risk of packets looping indefinitely in misconfigured networks. However, Radia Perlman, another DEC engineer, provided a solution: the spanning tree protocol, which ensures that bridges form a tree-like topology, preventing loops.

L'innovation de Kempf a été confrontée à plusieurs défis. L’un d’entre eux était le risque que les paquets tournent en boucle indéfiniment dans des réseaux mal configurés. Cependant, Radia Perlman, une autre ingénieure du DEC, a proposé une solution : le protocole Spanning Tree, qui garantit que les ponts forment une topologie arborescente, évitant ainsi les boucles.

Another challenge was the need for high-performance hardware to process packets at wire speed. Kempf designed a custom hardware engine using programmable array logic (PAL) devices to achieve the required performance.

Un autre défi était la nécessité de disposer d'un matériel hautes performances pour traiter les paquets à vitesse filaire. Kempf a conçu un moteur matériel personnalisé utilisant des dispositifs à logique matricielle programmable (PAL) pour atteindre les performances requises.

Despite these challenges, Kempf's bridge technology was groundbreaking. In 1986, DEC introduced the LANBridge 100, the first commercial learning bridge. It allowed existing CSMA/CD coax-based Ethernets to be upgraded to much higher speeds.

Malgré ces défis, la technologie des ponts de Kempf était révolutionnaire. En 1986, DEC a présenté le LANBridge 100, le premier pont d'apprentissage commercial. Il a permis de mettre à niveau les Ethernets coaxiaux CSMA/CD existants vers des vitesses beaucoup plus élevées.

The Gradual Migration to Switched Ethernet

La migration progressive vers Ethernet commuté

Kempf's bridge technology did not replace Ethernet but rather complemented it. By allowing store-and-forward switching between existing Ethernets, bridges paved the way for a gradual migration away from CSMA/CD over coax to the now ubiquitous copper and fiber links between individual computers and a dedicated switch port.

La technologie de pont de Kempf n'a pas remplacé Ethernet mais l'a plutôt complété. En permettant la commutation store-and-forward entre les Ethernets existants, les ponts ont ouvert la voie à une migration progressive du CSMA/CD sur câble coaxial vers les liaisons cuivre et fibre désormais omniprésentes entre les ordinateurs individuels et un port de commutateur dédié.

The speed of the links is no longer limited by the constraints of collision detection. Over time, the change completely transformed how people think of Ethernet.

La vitesse des liaisons n'est plus limitée par les contraintes de détection de collision. Au fil du temps, ce changement a complètement transformé la façon dont les gens perçoivent Ethernet.

The Impact of Switching Technology

L'impact de la technologie de commutation

The existence of bridges with increasingly higher performance effectively rendered new shared media LAN access protocols obsolete. FDDI later faded from the marketplace in the face of faster Ethernet versions.

L’existence de ponts aux performances de plus en plus élevées a effectivement rendu obsolètes les nouveaux protocoles d’accès LAN multimédia partagés. FDDI a ensuite disparu du marché face à des versions Ethernet plus rapides.

Bridge technology also enabled the development of more advanced networking features, such as virtual LANs (VLANs) and support for multiple network protocols. These enhancements further contributed to Ethernet's longevity and popularity.

La technologie Bridge a également permis le développement de fonctionnalités réseau plus avancées, telles que les réseaux locaux virtuels (VLAN) et la prise en charge de plusieurs protocoles réseau. Ces améliorations ont contribué à la longévité et à la popularité d'Ethernet.

The Lasting Legacy of Mark Kempf

L'héritage durable de Mark Kempf

Kempf's invention of the learning bridge played a pivotal role in the evolution of Ethernet. It transformed Ethernet from a shared media technology into a switched network, paving the way for the high-speed, reliable, and efficient networks we use today.

L'invention par Kempf du pont d'apprentissage a joué un rôle central dans l'évolution d'Ethernet. Il a transformé Ethernet d'une technologie multimédia partagée en un réseau commuté, ouvrant la voie aux réseaux haut débit, fiables et efficaces que nous utilisons aujourd'hui.

Kempf's contributions have not received the widespread recognition they deserve. However, his invention has had a profound impact on the development of the internet and the entire digital landscape.

Les contributions de Kempf n'ont pas reçu la reconnaissance généralisée qu'elles méritent. Cependant, son invention a eu un impact profond sur le développement d’Internet et de l’ensemble du paysage numérique.

Ethernet's enduring success is a testament to the power of innovation and the foresight of engineers like Mark Kempf. As we celebrate its 50th anniversary, it is important to remember the unsung heroes who shaped its history and continue to drive its evolution.

Le succès durable d'Ethernet témoigne de la puissance de l'innovation et de la clairvoyance d'ingénieurs comme Mark Kempf. Alors que nous célébrons son 50e anniversaire, il est important de se souvenir des héros méconnus qui ont façonné son histoire et continuent de diriger son évolution.