ARCNET

Adaptador ARCNET para un ordenador Amiga 500. La tarjeta pequeña junto a ella es el tamaño de una tarjeta de crédito

Red informática de recursos adjuntos (ARCNET o ARCnet) es un protocolo de comunicaciones para redes de área local. ARCNET fue el primer sistema de red ampliamente disponible para microcomputadoras; se hizo popular en la década de 1980 para tareas de automatización de oficinas. Posteriormente se aplicó a sistemas integrados donde ciertas características del protocolo son especialmente útiles.

Historia

Desarrollo

ARCNET fue desarrollado por el ingeniero de desarrollo principal John Murphy en Datapoint Corporation en 1976 bajo la dirección de Victor Poor, y se anunció en 1977. Originalmente se desarrolló para conectar grupos de sus terminales Datapoint 2200 para hablar con un 8" sistema de disquete. Fue el primer sistema de agrupación en clústeres basado en LAN débilmente acoplado, sin hacer suposiciones sobre el tipo de computadoras que se conectarían. Esto contrastaba con los sistemas informáticos contemporáneos más grandes y costosos, como DECnet o SNA, donde un grupo homogéneo de computadoras similares o propietarias se conectaba como un clúster.

El protocolo de bus de paso de token de esa red de dispositivos compartidos de E/S se aplicó posteriormente para permitir que los nodos de procesamiento se comunicaran entre sí con fines de escalabilidad informática y de servicio de archivos. Se podría desarrollar una aplicación en DATABUS, el lenguaje similar a COBOL patentado de Datapoint, e implementarse en una sola computadora con terminales tontas. Cuando el número de usuarios superó la capacidad de la computadora original, 'cálculo' las computadoras de recursos podrían conectarse a través de ARCNET, ejecutando las mismas aplicaciones y accediendo a los mismos datos. Si se necesita más almacenamiento, también se pueden conectar computadoras de recursos de disco adicionales. Este enfoque incremental abrió nuevos caminos y, a fines de la década de 1970 (antes de que se anunciara la primera PC de IBM en 1981), más de diez mil instalaciones ARCNET LAN estaban en uso comercial en todo el mundo, y Datapoint se había convertido en una empresa Fortune 500. A medida que las microcomputadoras se hicieron cargo de la industria, también se ofreció ARCNET confiable y bien probado como una LAN económica para estas máquinas.

Mercado

ARCNET siguió siendo propietario hasta principios y mediados de la década de 1980. Esto no causó preocupación en ese momento, ya que la mayoría de las arquitecturas de red eran propietarias. El cambio a sistemas abiertos no propietarios comenzó como una respuesta al dominio de International Business Machines (IBM) y su Arquitectura de red de sistemas (SNA). En 1979, se publicó el Modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (modelo OSI). Luego, en 1980, Digital, Intel y Xerox (el consorcio DIX) publicaron un estándar abierto para Ethernet que pronto fue adoptado como base de estandarización por IEEE e ISO. IBM respondió proponiendo Token Ring como una alternativa a Ethernet, pero mantuvo un control tan estricto sobre la estandarización que los competidores desconfiaban de usarlo. ARCNET era menos costoso que cualquiera de los dos, más confiable, más flexible y, a fines de la década de 1980, tenía una participación de mercado casi igual a la de Ethernet. Tandy/Radio Shack ofreció ARCNET como aplicación y medio para compartir archivos para sus modelos de computadora TRS-80 Model II, Model 12, Model 16, Tandy 6000, Tandy 2000, Tandy 1000 y Tandy 1200. También había ganchos en la ROM del Modelo 4P para arrancar desde una red ARCNET.

Cuando Ethernet pasó del cable coaxial al par trenzado y las "estrellas interconectadas" topología de cableado basada en concentradores activos, se volvió mucho más atractiva. Cableado más sencillo, combinado con la mayor velocidad bruta de Ethernet (10 Mbit/s, en comparación con 2,5 Mbit/s para ARCnet) ayudó a aumentar la demanda de Ethernet y, a medida que más empresas ingresaban al mercado, el precio de Ethernet comenzó a caer, y los volúmenes de ARCNET (y Token Ring) disminuyeron gradualmente.

ARCnet Plus y declive

En respuesta a las necesidades de mayor ancho de banda y al desafío de Ethernet, Datapoint desarrolló un nuevo estándar llamado ARCnet Plus, que se introdujo en 1992. ARCnet Plus funcionaba a 20 Mbit/s, y era compatible con versiones anteriores del equipo ARCnet original. Sin embargo, cuando los productos ARCnet Plus estuvieron listos para el mercado, Ethernet había capturado la mayor parte del mercado de redes y había pocos incentivos para que los usuarios volvieran a ARCnet. Como resultado, se fabricaron muy pocos productos ARCnet Plus. Los que fueron construidos, principalmente por Datapoint, eran caros y difíciles de encontrar.

ARCNET finalmente se estandarizó como ANSI ARCNET 878.1. Parece que esto fue cuando el nombre cambió de ARCnet a ARCNET. Otras empresas ingresaron al mercado, en particular Standard Microsystems, que produjo sistemas basados en un solo chip VLSI, originalmente desarrollado como LSI personalizado para Datapoint, pero luego Standard Microsystems lo puso a disposición de otros clientes. Datapoint eventualmente se encontró en problemas financieros y finalmente pasó a la videoconferencia y (posteriormente) a la programación personalizada en el mercado integrado.

Aunque ARCNET ahora rara vez se usa para nuevas redes generales, la base instalada decreciente aún requiere soporte, y conserva un nicho en el control industrial.

Descripción

El ARCNET original usaba un cable coaxial RG-62/U de 93 Ω de impedancia y concentradores pasivos o activos en una topología de bus con cableado en estrella. En el momento de su mayor popularidad, esta fue una ventaja significativa de ARCNET sobre Ethernet. Un bus cableado en estrella era mucho más fácil de construir y expandir (y era más fácil de mantener) que el torpe bus lineal Ethernet de la época. Las "estrellas interconectadas" La topología de cableado facilitó la adición y eliminación de nodos sin desmantelar toda la red, y mucho más fácil de diagnosticar y aislar fallas dentro de una LAN compleja.

Otra ventaja significativa que tenía ARCNET sobre Ethernet era la distancia del cable. Los tramos de cable coaxial ARCNET podrían extenderse 610 m (2000 pies) entre concentradores activos o entre un concentrador activo y un nodo final, mientras que el RG-58 (50 Ω) 'delgado' El Ethernet más utilizado en ese momento estaba limitado a un recorrido máximo de 185 m (607 pies) de extremo a extremo.

ARCNET tenía la desventaja de requerir un concentrador activo o pasivo entre los nodos si había más de dos nodos en la red, mientras que Ethernet delgado permitía que los nodos estuvieran espaciados en cualquier lugar a lo largo del cable coaxial lineal. Sin embargo, los concentradores pasivos de ARCNET eran muy económicos y estaban compuestos por una caja simple, pequeña y sin alimentación con cuatro puertos, conectados entre sí con nada más que cuatro resistencias discretas, por lo que la desventaja no era significativa. Esta desventaja también se puede ver como una ventaja, a menudo el costo de un concentrador pasivo ARCNET de 4 puertos era menor que el costo de los 4 conectores en T BNC y los 2 terminadores que Ethernet delgado requiere para conectar 4 computadoras y, a diferencia de los conectores en T BNC que a veces podrían ser difícil de obtener en los primeros días de Ethernet, un concentrador pasivo ARCNET podría fabricarse fácilmente en el campo con 9 piezas fácilmente disponibles (4 conectores, 4 resistencias y una caja para colocarlas).

Los concentradores pasivos limitaban la distancia entre un nodo y un concentrador activo a 30 m (100 pies). Un concentrador pasivo no se puede conectar directamente a otro concentrador pasivo. Los puertos no utilizados en ambos tipos de concentradores debían terminarse con un conector especial. Este conector especial, llamado terminador, no es más que un conector BNC con una resistencia de 93 ohmios. Thin Ethernet también requiere terminadores casi idénticos en los 2 extremos de la terminal, la única diferencia es que Ethernet usa una resistencia de 50 ohmios.

Para reducir los costos y, al mismo tiempo, permitir la cobertura en un área amplia, una práctica común era usar uno o más concentradores activos interconectados, cada uno de los cuales brindaba cobertura para nodos a no más de 60 m (200 pies) de distancia. El cable se tendió desde cada puerto de los concentradores activos a una ubicación diferente a no más de 30 m (100 pies) de distancia. Luego, se conectaría un concentrador pasivo al extremo del cable, y los cables se tenderían localmente desde el concentrador pasivo, lo que permitiría la conexión de hasta tres nodos. De esta forma, se podría usar un solo concentrador activo de 8 puertos para conectar 24 dispositivos en red en un área que no supere los 120 m (400 pies) de diámetro.

ARCNET permitía solo 255 nodos por red. Los ID de nodo para las estaciones de trabajo de LAN normalmente se configuraban mediante interruptores DIP en la tarjeta de interfaz de red. Las redes más grandes tendrían que dividirse en redes más pequeñas y conectarse en puente. La pequeña cantidad de posibles nodos y la necesidad de configurar manualmente los ID era una desventaja en comparación con Ethernet, particularmente a medida que las redes de grandes empresas se volvieron comunes.

Para mediar el acceso al bus, ARCNET, al igual que Token Ring, utiliza un esquema de paso de token, en lugar del enfoque de acceso múltiple de detección de portador de Ethernet. Cuando los pares están inactivos, un solo "token" El mensaje se pasa por la red de una máquina a otra, y ningún par puede usar el bus a menos que tenga el token. Si un par en particular desea enviar un mensaje, espera recibir el token, envía su mensaje y luego pasa el token a la siguiente estación. Debido a que ARCNET se implementa como una estrella distribuida, el token no se puede pasar de máquina a máquina alrededor de un anillo. En cambio, a cada nodo se le asigna una dirección de 8 bits (generalmente a través de interruptores DIP), y cuando un nuevo nodo se une a la red, se realiza una "reconfig" ocurre, donde cada nodo aprende la dirección del nodo inmediatamente encima de él. Luego, el token se pasa directamente de un nodo al siguiente.

Históricamente, cada enfoque tenía sus ventajas: ARCNET agregaba un pequeño retraso en una red inactiva mientras una estación de envío esperaba recibir el token, pero el rendimiento de Ethernet se degradaba drásticamente si demasiados pares intentaban transmitir al mismo tiempo., debido al tiempo requerido para que los procesadores más lentos del día procesen y se recuperen de las colisiones. ARCNET tuvo un rendimiento en el mejor de los casos ligeramente más bajo (visto por una sola transmisión), pero fue mucho más predecible. ARCNET también tiene la ventaja de que logró su mejor desempeño agregado bajo la carga más alta, acercándose asintóticamente a su rendimiento máximo. Mientras que el mejor caso de rendimiento fue menor que el de Ethernet, el caso general fue equivalente y el peor de los casos fue dramáticamente mejor. Una red Ethernet podría colapsar cuando está demasiado ocupada debido a colisiones excesivas. Un ARCNET seguiría funcionando con un rendimiento normal (o incluso mejor). El rendimiento en una Ethernet basada en colisiones de múltiples nodos se limitó a entre el 40 % y el 60 % del uso del ancho de banda (dependiendo de la fuente). Aunque 2,5 Mbit/s ARCNET podría en algún momento superar a una 10 Mbit/s Ethernet en una oficina ocupada con procesadores lentos, ARCNET finalmente dio paso a Ethernet a medida que las velocidades mejoradas del procesador redujeron el impacto de las colisiones en el rendimiento general y los costos de Ethernet se redujeron.

A principios de la década de 1980, ARCNET era mucho más económico que Ethernet, en particular para PC. Por ejemplo, en 1985, SMC vendió tarjetas ARCNET por alrededor de US$300 mientras que una tarjeta Ungermann-Bass Ethernet más transceptor podría costar US$500.

Otra diferencia significativa es que ARCNET proporciona al remitente un reconocimiento concreto (o no) de la entrega exitosa en el extremo receptor antes de que el token pase al siguiente nodo, lo que permite una recuperación de fallas mucho más rápida dentro de los protocolos de nivel superior (en lugar de tener que esperar un tiempo de espera en las respuestas esperadas). ARCnet tampoco pierde el tiempo de la red transmitiendo a un nodo que no está listo para recibir el mensaje, ya que una consulta inicial (realizada a nivel de hardware) establece que el destinatario puede y está listo para recibir el mensaje más grande antes de que se envíe a través de la red. autobús.

Otra ventaja de la que disfrutó ARCNET sobre Ethernet basada en colisiones es que garantiza un acceso equitativo al bus para todos en la red. Aunque puede tomar un poco de tiempo obtener el token según la cantidad de nodos y el tamaño de los mensajes que se envían actualmente, siempre lo recibirá dentro de un tiempo máximo predecible; por lo tanto es determinista. Esto convirtió a ARCNET en un sistema ideal de redes en tiempo real, lo que explica su uso en los mercados de control de procesos y sistemas integrados. Token Ring tiene cualidades similares, pero es mucho más costoso de implementar que ARCNET.

A pesar de la operación determinista y la idoneidad histórica de ARCNET para entornos en tiempo real, como el control de procesos, la disponibilidad general de Gigabit Ethernet conmutado y las capacidades de calidad de servicio en los conmutadores Ethernet prácticamente han eliminado a ARCNET en la actualidad.

Al principio, el sistema se implementó con cable coaxial RG-62/U (comúnmente utilizado en entornos de mainframe de IBM para conectar controladores y terminales 3270), pero luego se agregó soporte para par trenzado y medios de fibra. A las velocidades más bajas de ARCNET (2,5 Mbit/s), el cable Cat-3 es lo suficientemente bueno para ejecutar ARCNET. Algunos productos de par trenzado de ARCNET admiten cables de más de 610 m (2000 pies) en cable Cat-3 estándar, mucho más allá de lo que Ethernet podría hacer en cualquier tipo de cable de cobre.

A principios de la década de 1990, Thomas-Conrad Corporation desarrolló una topología de 100 Mbit/s llamada TCNS basada en el protocolo ARCNET, que también admitía RG-62, par trenzado, y medios de fibra óptica. TCNS disfrutó de cierto éxito hasta que la disponibilidad de 100 Mbit/s Ethernet de menor costo puso fin al despliegue general de ARCNET como protocolo LAN.

Sin embargo, debido a su naturaleza simple y robusta, los controladores ARCNET aún se venden y utilizan en aplicaciones industriales, integradas y automotrices.