ARCNET - ARCNET

Tilsluttet ressourcecomputer NETwork ( ARCNET eller ARCnet ) er en kommunikationsprotokol for lokalnetværk . ARCNET var det første bredt tilgængelige netværkssystem til mikrocomputere ; det blev populært i 1980'erne til kontorautomatiseringsopgaver. Det blev senere anvendt på integrerede systemer, hvor visse funktioner i protokollen er særligt nyttige.

Image
En ARCNET -adapter til en Amiga 500 -computer. Det lille kort ved siden af ​​er på størrelse med et kreditkort

Historie

ARCNET blev udviklet af hovedudviklingsingeniør John Murphy hos Datapoint Corporation i 1976 under Victor Poor og annonceret i 1977. Det blev oprindeligt udviklet til at forbinde grupper af deres Datapoint 2200 -terminaler for at tale med et delt 8 "diskettesystem. Det var det første løst koblet LAN-baseret klyngesystem, der ikke antager antagelser om den type computere, der ville blive tilsluttet.Dette var i modsætning til nutidige større og dyrere computersystemer som DECnet eller SNA , hvor en homogen gruppe af lignende eller proprietære computere blev forbundet som en klynge .

Den token-passerende busprotokol for det I/O-enhedsdelingsnetværk blev efterfølgende anvendt til at tillade behandlingsnoder at kommunikere med hinanden til filservering og beregning af skalerbarhed. En applikation kunne udvikles på DATABUS, Datapoints proprietære COBOL -lignende sprog og distribueres på en enkelt computer med stumme terminaler. Når antallet af brugere voksede kapaciteten på den originale computer, kunne yderligere 'computere' ressourcecomputere tilsluttes via ARCNET, der kører de samme applikationer og får adgang til de samme data. Hvis der var behov for mere lagerplads, kunne der også tilsluttes yderligere diskressourcecomputere. Denne inkrementelle tilgang brød nye veje og i slutningen af ​​1970'erne (før den første IBM -pc blev annonceret i 1981) var over ti tusinde ARCNET LAN -installationer i kommerciel brug rundt om i verden, og Datapoint var blevet et Fortune 500 -selskab. Da mikrocomputere overtog industrien, blev velprøvede og pålidelige ARCNET også tilbudt som et billigt LAN til disse maskiner.

ARCNET forblev proprietær indtil begyndelsen til midten af ​​1980'erne. Dette gav ikke anledning til bekymring på det tidspunkt, da de fleste netværksarkitekturer var proprietære. Skiftet til ikke-proprietære, åbne systemer begyndte som et svar på dominansen af International Business Machines (IBM) og dets Systems Network Architecture (SNA). I 1979 blev Open Systems Interconnection Reference Model ( OSI -model ) udgivet. Derefter, i 1980, udgav Digital, Intel og Xerox (DIX -konsortiet) en åben standard for Ethernet, der snart blev vedtaget som grundlag for standardisering af IEEE og ISO. IBM reagerede med at foreslå Token Ring som et alternativ til Ethernet, men holdt så stram kontrol over standardisering, at konkurrenterne var forsigtige med at bruge den. ARCNET var billigere end enten, mere pålidelig, mere fleksibel, og i slutningen af ​​1980'erne havde den en markedsandel på omtrent samme måde som Ethernet. Tandy/Radio Shack tilbød ARCNET som et applikations- og fildelingsmedium til deres computermodeller TRS-80 Model II , Model 12 , Model 16 , Tandy 6000 , Tandy 2000 , Tandy 1000 og Tandy 1200. Der var også kroge i Model 4P 's ROM til at starte fra et ARCNET -netværk.

Da Ethernet flyttede fra koaksialt kabel til snoet par og en "sammenkoblede stjerner" kabeltopologi baseret på aktive hubs , blev det meget mere attraktivt. Lettere kabelføring kombineret med den større råhastighed på Ethernet ( 10 Mbit/s , sammenlignet med 2,5 Mbit/s for ARCnet) var med til at øge Ethernet -efterspørgslen, og efterhånden som flere virksomheder kom ind på markedet, begyndte prisen på Ethernet at falde - og ARCNET (og Token Ring) mængder aftagende.

Som reaktion på større båndbreddebehov og udfordringen med Ethernet blev en ny standard kaldet ARCnet Plus udviklet af Datapoint og introduceret i 1992. ARCnet Plus kørte med 20 Mbit/s og var bagudkompatibel med originalt ARCnet -udstyr. Da ARCnet Plus -produkterne var klar til markedet, havde Ethernet imidlertid fanget størstedelen af ​​netværksmarkedet, og der var lidt incitament for brugerne at flytte tilbage til ARCnet. Som et resultat blev der kun produceret meget få ARCnet Plus -produkter. Dem, der blev bygget, hovedsageligt af Datapoint, var dyre og svære at finde.

ARCNET blev til sidst standardiseret som ANSI ARCNET 878.1. Det ser ud til, at dette var, da navnet ændrede sig fra ARCnet til ARCNET. Andre virksomheder kom ind på markedet, især Standard Microsystems, der producerede systemer baseret på en enkelt VLSI -chip, oprindeligt udviklet som brugerdefineret LSI til Datapoint, men senere stillet til rådighed af Standard Microsystems for andre kunder. Datapoint befandt sig til sidst i økonomiske problemer og flyttede til sidst til videokonferencer og (senere) brugerdefineret programmering på det integrerede marked.

Selvom ARCNET nu sjældent bruges til nye generelle netværk, kræver den faldende installerede base stadig support - og den bevarer en niche inden for industriel kontrol.

Beskrivelse

Oprindelige ARCNET anvendte RG-62 / U koaksialkabel af 93 Ω impedans og enten passive eller aktive knudepunkter i et stjerneformet wired bus topologi. På tidspunktet for sin største popularitet var dette en betydelig fordel ved ARCNET frem for Ethernet. En stjernekablet bus var meget lettere at bygge og udvide (og var lettere vedligeholdelig) end datidens klodset lineære bus Ethernet. Kabeltopologien "sammenkoblede stjerner" gjorde det let at tilføje og fjerne noder uden at fjerne hele netværket og meget lettere at diagnosticere og isolere fejl inden for et komplekst LAN.

En anden væsentlig fordel, ARCNET havde over Ethernet, var kabelafstand. ARCNET-koaksialkabelløb kan forlænge 610 m (2.000 fod) mellem aktive hubs eller mellem en aktiv hub og en endeknude, mens RG-58 (50Ω) 'tynd' Ethernet, der mest blev brugt på det tidspunkt, var begrænset til en maksimal løbetid på 185 m (607 fod) fra ende til ende.

ARCNET havde den ulempe, at det krævede enten en aktiv eller passiv hub mellem noder, hvis der var mere end to noder i netværket, mens tyndt Ethernet tillod, at noder var anbragt hvor som helst langs det lineære koaksialkabel. ARCNET passive hubs var imidlertid meget billige, idet de var sammensat af en enkel, lille, strømløs boks med fire porte, forbundet med kun fire diskrete modstande, så ulempen var ikke signifikant. Denne ulempe kan også ses som en fordel, ofte var prisen på et 4 -ports ARCNET passivt hub mindre end omkostningerne ved de 4 BNC Tee -stik og 2 terminatorer, som tynd Ethernet kræver for at tilslutte 4 computere, og i modsætning til BNC Tee -stik, der nogle gange kunne være svært at skaffe i de tidlige dage af Ethernet, en ARCNET passiv hub kunne let fremstilles i feltet med 9 let tilgængelige dele (4 stik, 4 modstande og en boks til at sætte dem i).

Passive hubs begrænsede afstanden mellem en knude og en aktiv hub til 30 m (100 fod). En passiv hub kunne ikke forbindes direkte til en anden passiv hub. Ubrugte porte på begge typer hubs skulle afsluttes med et specielt stik. Dette specielle stik, kaldet en terminator, er intet mere end et BNC -stik med en 93 ohm modstand i det. Tynd Ethernet kræver også næsten identiske terminatorer ved de 2 terminalender, den eneste forskel er, at Ethernet bruger en 50 ohm modstand.

For at reducere omkostningerne, mens det stadig tillader dækning over et bredt område, var en almindelig praksis at bruge et eller flere sammenkoblede aktive hubs, der hver især dækkede knudepunkter, der ikke var mere end 60 m væk. Kablet blev ført fra hver port i de aktive hubs til et andet sted, der ikke var mere end 30 m væk. En passiv hub ville derefter blive fastgjort til enden af ​​kablet, og kabler ville blive kørt lokalt fra den passive hub, hvilket tillader tilslutning af op til tre noder. På denne måde kunne en enkelt 8-port aktiv hub bruges til at forbinde 24 netværksenheder over et område, der ikke overstiger 120 m (400 fod) i diameter.

ARCNET tillod kun 255 noder pr. Netværk. Node -id'er for LAN -arbejdsstationer blev typisk indstillet af DIP -switches på netværksinterfacekortet. Større netværk skulle opdeles i mindre netværk og bygge bro. Det lille antal mulige noder og behovet for manuel konfiguration af id'er var en ulempe sammenlignet med Ethernet, især da store virksomhedsnetværk blev almindelige.

For at formidle adgang til bussen anvender ARCNET, ligesom Token Ring, et token -passeringsskema frem for transportørens sans for multiple access -tilgang til Ethernet. Når jævnaldrende er inaktive, sendes en enkelt "token" -meddelelse rundt på netværket fra maskine til maskine, og ingen peer må bruge bussen, medmindre den har tokenet. Hvis en bestemt kollega ønsker at sende en besked, venter den på at modtage tokenet, sender sin meddelelse og sender derefter tokenet videre til den næste station. Fordi ARCNET er implementeret som en distribueret stjerne, kan token ikke sendes maskine til maskine omkring en ring. I stedet tildeles hver node en 8 -bit adresse (normalt via DIP -switches), og når en ny node slutter sig til netværket, opstår der en "omkonfigurering", hvor hver node lærer adressen på noden umiddelbart over den. Tokenet sendes derefter direkte fra den ene knude til den næste.

Historisk set havde hver tilgang sine fordele: ARCNET tilføjede en lille forsinkelse på et inaktivt netværk, da en afsendelsesstation ventede på at modtage tokenet, men Ethernet's ydelse forringedes drastisk, hvis for mange jævnaldrende forsøgte at sende på samme tid på grund af den tid, der krævede datidens langsommere processorer til at behandle og komme sig efter kollisioner. ARCNET havde lidt lavere bedste case-ydeevne (set af en enkelt stream), men var meget mere forudsigelig. ARCNET har også den fordel, at den opnåede sin bedste samlede ydeevne under den højeste belastning og nærmede sig asymptotisk sit maksimale kapacitet. Selvom den bedste case -ydelse var mindre end Ethernet, var den generelle case tilsvarende, og den værste case var dramatisk bedre. Et Ethernet -netværk kan kollapse, når det er for travlt på grund af store kollisioner. Et ARCNET ville fortsætte med normal (eller endnu bedre) gennemstrømning. Gennemstrømning på et multi-node kollisionsbaseret Ethernet var begrænset til mellem 40% og 60% af båndbreddeforbruget (afhængig af kilde). Selvom 2,5 Mbit/s ARCNET på én gang kunne overgå et 10 Mbit/s Ethernet på et travlt kontor på langsomme processorer, gav ARCNET i sidste ende plads til Ethernet, da forbedrede processorhastigheder reducerede kollisionernes indvirkning på den samlede kapacitet, og Ethernet -omkostningerne faldt.

I begyndelsen af ​​1980'erne var ARCNET meget billigere end Ethernet, især til pc'er. For eksempel solgte SMC i 1985 ARCNET-kort for omkring US $ 300, mens et Ungermann-Bass Ethernet-kort plus transceiver kunne koste US $ 500 .

En anden væsentlig forskel er, at ARCNET giver afsenderen en konkret kvittering (eller ej) for en vellykket levering i den modtagende ende, før tokenet går videre til den næste knude, hvilket muliggør meget hurtigere fejlgendannelse inden for protokoller på højere niveau (frem for at skulle vente for en timeout på de forventede svar). ARCnet spilder heller ikke netværkstiden med at sende til en node, der ikke er klar til at modtage meddelelsen, da en første forespørgsel (udført på hardwareniveau) fastslår, at modtageren er i stand til og klar til at modtage den større besked, før den sendes over bussen.

En yderligere fordel, som ARCNET nød i forhold til kollisionsbaseret Ethernet, er, at det garanterer lige adgang til bussen for alle på netværket. Selvom det kan tage kort tid at få token afhængigt af antallet af noder og størrelsen på de beskeder, der aktuelt sendes om, vil du altid modtage det inden for en forudsigelig maksimal tid; det er derfor deterministisk . Dette gjorde ARCNET til et ideelt realtids- netværkssystem, der forklarer dets anvendelse i de integrerede systemer og markeder for proceskontrol. Token Ring har lignende kvaliteter, men er meget dyrere at implementere end ARCNET.

På trods af ARCNETs deterministiske drift og historiske egnethed til realtidsmiljøer som proceskontrol har den generelle tilgængelighed af switchet gigabit Ethernet og servicekvalitetsfunktioner i Ethernet-switches alt andet end elimineret ARCNET i dag.

Først blev systemet implementeret ved hjælp af RG-62/U- koaksialkabel (normalt brugt i IBM-mainframe- miljøer til at forbinde 3270 terminaler og controllere), men senere tilføjet understøttelse af twisted pair og fibermedier . Ved ARCNETs lavere hastigheder ( 2,5 Mbit/s ) er Cat-3- kabel godt nok til at køre ARCNET. Nogle ARCNET twisted-pair-produkter understøtter kabel, der kører over 610 m (2.000 fod) på standard Cat-3-kabel, langt ud over alt, hvad Ethernet kunne gøre på enhver form for kobberkabel.

I begyndelsen af ​​1990'erne udviklede Thomas-Conrad Corporation en 100 Mbit/s topologi kaldet TCNS baseret på ARCNET-protokollen, som også understøttede RG-62, twisted-pair og fiberoptiske medier. TCNS nød en vis succes, indtil tilgængeligheden af ​​billigere 100 Mbit/s Ethernet satte en stopper for den generelle implementering af ARCNET som en LAN-protokol.

På grund af sin enkle, robuste karakter sælges og bruges ARCNET -controllere dog stadig i industrielle, integrerede og bilapplikationer.

Se også

Referencer

eksterne links