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Artigo - Formatado O Futuro das Redes Locais e Padrão Ethernet

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O Futuro das redes locais e protocolo Ethernet
Igor Vinícius Ferreira da Silva
Resumo
Este trabalho sintetiza uma visão da tecnologia Ethernet e sua utilização nas redes locais. Apresenta desde a criação do padrão e sua evolução, até a implementação da tecnologia sob a infraestrutura de redes. Além disso, apresenta uma visão do futuro, com os parâmetros e atributos utilizados nos serviços Ethernet.
Palavra chave: Redes de Computadores, Ethernet, Redes locais, futuro.
Introdução
O crescimento da comunicação exige uma flexibilidade e mobilidade no dia a dia das pessoas tal que proporciona um demanda na utilização das tecnologias de comunicação. As redes locais com padrão ethernet passaram por vários processos de mudanças nos últimos anos consolidando em uma das melhores tecnologias, desempenho, com um variado leque de aplicações. 
As redes são facilmente encontradas em grandes empresas, hospitais, universidades e residências, existem variantes de aplicações, mas comumente são usados os padrões: IEEE 802.3ª 10Base2 Thin Ethernet, IEEE 802 3d Fibras Óticas, IEEE 802 3j 10baseT e IEEE 802 3u 100base-T, IEEE 802 3z 1000BaseT. 
O padrão IEEE 802.3ª foi publicado em 1985 e foi baseado na tecnologia Ethernet, e especificam modos de transmissão de dados, controles de acesso e equipamentos utilizados no meio. 
Observando o âmbito de redes, no quesito evolução, houve um crescimento das tecnologias aplicadas porem o mercado exige capacidades maiores de comunicação e visando este momento existem grandes pesquisas em andamento.
Evolução das Redes Locais
As redes locais são compostas de estações interligadas, com capacidade de compartilhamento de recursos e informações entre si. Na década de 60, grandes universidades e faculdades já possuíam as redes locais porem em meados da década de 70 elas foram padronizadas com a tecnologia Ethernet pela Xerox Parc. Mais tarde, em 1976 foi implantada no Manhattan Bank e consolidou seu primeiro uso comercial. Alguns anos mais tarde já se eram comum ver vários computadores individuais interligados entre si no mesmo local. Com forte apoio do governo americano na intenção de aplicações militares foi despertado a curiosidade acadêmica e logo foi semeado para grandes empresas. 
Na década de 80 ocorreu a explosão das redes de computadores e houve a necessidade de padronização da construção das mesmas, logo foi criado o padrão IEE 802.3 que estabelecia parâmetros de transmissão de 10 e 100 Mbits/s, protocolos de transferência de dados e definições do meio físico. A EIA (Eletrônica Industries Association) estipulou em 1995 a norma 568ª, um parâmetro para cabeamento das redes locais, chamado de: cabeamento estruturado acompanhando bem o crescimento das redes locais. 
A migração de textos manuscritos para interfaces gráficas, explosão de dados, aumento de capacidade de processamento, disponibilidade e popularização das redes demandaram a criação de tecnologias de transferências mais altas e nesta época os laboratórios Bells Labs (EUA), desenvolviam a tecnologia ISDN e o protocolo Frame Relay que aperfeiçoaram as transmissões.
As redes locais cresceram do simplório do rudimentar compartilhamento de recursos para o compartilhamento de informações, utilizando aplicativos desenvolvidos para este uso. As estações de trabalho utilizadas nesse ambiente resultam em eficiência e produtividade, qual antes nunca tinha alcançado com clássicos mainframes e computadores isolados, qual são o habitual utilizado hoje em dia cliente/servidor.
Evolução do Padrão Ethernet
Em 1980 foi criada uma união entre as empresas Xerox, DEC e Intel a tecnologia Ethernet visando maior velocidade, melhor facilidade e padronização. O padrão consiste em três elementos: o meio físico, o quadro ethernet e controle de acesso ao meio que partem dos princípios de endereçamento das entidades participantes na comunicação, organização das informações em quadros e o protocolo CSMA-CD a fim de evitar erros gerais nas transmissões.
Em 1995 o padrão Fast Ethernet (802.3u) foi publicado, multiplicando a velocidade da conexão atingindo 10 vezes mais a capacidade atual, com taxas de até 100 Mbits/s porem houve uma dor de cabeça devido diferença de tecnologias no meio físico. Falando em nível de cabeamento não houve empecilhos porem comutadores e repetidores tiveram divergências no modo de operação (half-duplex e full-duplex) com dificuldades para casar a rede divergindo entre as tecnologias 10 Mbps e 100 Mbps. A auto negociação foi introduzida para facilitar a configuração das comutações.
Logo em 1998 foi finalizado a o padrão 802 3z, Gigabit Ethernet. Esse novo padrão contribuiu para trafego de voz e vídeo em até 1000 Mbs (1 Gb), e já suportava transmissões em half-duplex e full-duplex seguindo padrão ethernet para detecção de colisões. Desse modelo, dispor bandas em redes locais ficou à baixo custo e formas simples. 
Em 2002 o padrão IEEE 802.3ae foi publicado. Neste modelo, foi excluído o algoritmo CSMA/CD, pois ele opera da forma ponto a ponto. Seu modelo de transmissão é somente full-duplex e o cabeamento utilizado seria a fibra-óptica ou cabeamento UTP categoria 6ª. Foi proporcionado aumento em 10 vezes da velocidade de transmissão, baixo custo de migração, é a tecnologia atual mais utilizada.
A padronização mais recente é o IEEE 802.3-2012, em setembro de 2012. A visão da tecnologia foi atender as demandas de aplicações do mercado como eficiência energética, redes veiculares, data-center e disseminação de conteúdo. Esse padrão trabalha entre 40 GB e 100 GB. Houve uma força tarefa para preservar o padrão 802 (camada física), taxas de velocidade entre 40 e 100 Gb/s, suportar full duplex somente e melhorar taxa de erros. Atende demandas de servidores em redes, switches e uplinks prometendo manter a compatibilidade com os nós instalados à um custo baixo.
Futuro
O padrão Ethernet é a uma das tecnologias mais consolidada da computação. Evidentemente poucas tecnologias sobreviveram por tanto tempo e ainda vislumbra evoluções. 
O próximo objetivo é trabalhar por um padrão com taxas de transmissão de 400 GB/s porem pode ser mais complicado por pressões de concorrentes. O projeto anterior que visava velocidades de 100 GB/s teve de ser alterado para cobrir taxas de 40 GB/s 	porque os servidores não estavam preparados para suportar uma velocidade maior. Mas por experiência o diretor John D’Ambrosia, presidente do grupo IEEE afirma que não consegue ratificar o novo padrão antes do primeiro semestre de 2017.
Uma demonstração feita pela Huawei durante uma conferencia de comunicação em São Francisco, mostraram um router line card que dizem ser capaz de lidar com 400 GB/s entre outras empresas que já afirmam possuir tal tecnologia. 
Já existem previsões de velocidades Ethernet de 1 TB/s até 2020 conforme previsões do IEEE empurrados pelos servidores de data center e entretenimento voltado para internet, computação em nuvem e mídias sociais. As empresas do outro lado da conexão: Facebook, Google, telecomunicação, bancos estão tendo aumento absurdo de tráfego. Já se avalia a viabilidade do negocio provando que as empresas apostam alto no futuro das redes.
Estão ocorrendo transformações através da inovação e o software defined network (SDN) permite arquiteturas em nuvem, fornecendo, entregas automatizadas por demanda em grande escala. SDN amplia a virtualização de data centers, podendo utilizar recursos e reduzir custos de infraestrutura e despesas. 
A Ethernet tornou-se uma essência mundial, e as redes podem ser 4G, futuramente já se estuda 5G, redes com fio ou sem fio, contudo no fundo, tudo é ethernet, e entregamos de fato a promessa de performance e operação, custo e simplicidade. Porem com um padrão definido as redes alcançaram um ponto de inclinação, colocando grandes pesquisas livres para reinventar os serviços que disputam as redes visando um novo padrão ethernet.
REFERÊNCIAS
Andrew S. Tanenbaum, Redes de computadores – 5° edição, 2011
Carissimi,