Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1984/D19840806Elc068.shtml

Широкое внедрение локальных сетей

УДК 681.324.003

Роберт Розенберг (Robert Rosenberg)
Редакция ElectronicsWeek

Терри Фельдт (Terry E. Feldt)
Редакция ElectronicsWeek

Robert Rosenberg, Terry E. Feldt. Local nets arrive in force, No.17, pp.67—73.

Множество технических новинок и отсутствие стабильности на рынке локальных вычислительных сетей требуют скорейшего принятия соответствующих стандартов, которые будут способствовать дальнейшему развитию этой области и дадут преимущества как фирмам-изготовителям сетевых средств, так и их заказчикам.

Полностью цифровые локальные системы передачи данных больше не являются далекой перспективой. Они уже реально существуют. И их появление вызвало жесткую конкурентную борьбу за доллары пользователя, а также поставило перед покупателями дополнительные проблемы выбора.

Локальные вычислительные сети привлекают сейчас активное внимание всех секторов электронной промышленности. Крупные полупроводниковые фирмы-изготовители стремятся не упустить богатых возможностей этого рынка, предлагая сверхбольшие интегральные схемы, которые способны реализовать различные необходимые для построения локальных сетей функции, а ведущие поставщики вычислительных систем рассчитывают на то, что их перспективные изделия, подключаемые к существующим и будущим кабельным коммуникациям в зданиях, будут играть роль «черных ящиков», что и требуется для локальных сетей (LAN — Local Area Network). Однако на гребне волны локальных средств передачи данных находятся, естественно, сами локальные сети. Первоначально средства локальных вычислений представляли собой центральный компьютер с общими пакетами прикладных программ и памятью. В середине 1970-х годов, когда потребности в обработке данных резко возросли, центральный компьютер зачастую оказывался перегруженным и время его реакции существенно возрастало, что обусловило определенное недовольство со стороны пользователей. Однако попутно с тем, что системы коллективного пользования в виде центрального компьютера становились узким местом, стоимость процессоров и устройств памяти снижалась благодаря появлению больших интегральных схем, поэтому начала развиваться тенденция по вынесению прикладных средств и устройств памяти из единого вычислительного центра в удаленные пункты с процессорами, выполняющими распределенные прикладные программы.

В то же время пользователи не хотели отказываться от привычных достоинств единого вычислительного центра — возможности коллективного использования данных, дешевой памяти и простоты обмена данными, — свойственных системам разделения времени. Так появились локальные сети — механизмы, обеспечивающие возможность обмена данными между независимыми устройствами, расположенными в территориально ограниченной области, например в конторских зданиях, производственных предприятиях или даже в городе и его пригородах. Средние скорости передачи данных для локальных сетей находятся, как правило, на уровне более 1 Мбит/с.

Главная причина исключительно быстрого развития этой отрасли — ее гибкость, т.е. способность локальных сетей объединять разнообразные виды оборудования с самыми различными требованиями к передаче данных. Если говорить о глобальном уровне, то сейчас проведена работа по созданию модели соединения открытых систем (OSI), которая, как предполагают, позволит обеспечить взаимодействие практически любого процессора с каждым другим, расположенным в произвольном месте. Стимулом для проведения этой работы явилась не только необходимость связывать между собой мощные центры обработки данных (подобные ВЦ обычно находятся в таких организациях, как университеты, страховые компании и т.д.), но и резкий рост количества эксплуатируемых малых компьютеров и терминалов, которые в настоящее время устанавливаются практически на всех торгово-промышленных предприятиях и все шире применяются в домашних условиях.

До получения универсального сопряжения, которое является целью Международной организации по стандартизации (МОС), пока еще далеко — на данный момент это немногим больше, чем просто идея. Однако МОС удалось достичь исключительно больших успехов в установлении стандартов на нижние ступени эталонной модели — физический уровень и уровень канала данных семиуровневой архитектуры локальных сетей. А своевременность появления этих стандартов с точки зрения как промышленности, так и пользователей локальных сетей невозможно переоценить.

Прогнозы роста

С момента появления первых локальных сетей в конце 1970-х годов они начали играть все более важную роль в обеспечении возможности распределенных вычислений, причем нет никаких признаков того, что их сбыт будет сокращаться. Кэрол Снелл, заместитель директора по средствам связи в фирме Dataquest Inc. (Сан-Хосе, шт.Калифорния), считает, что затраты на локальные сети в течение 1983—1984гг. составили 224 млн. долл. и, как ожидается, достигнут уровня 1,31 млрд. долл. к 1988г., хотя стоимость индивидуальных интерфейсов будет снижаться. Согласно прогнозу Кеннета Босомуэрта, президента фирмы International Resources Development (Норуолк, шт.Коннектикут), темпы роста будут несколько меньшими. «Затраты на прокладку кабельных связей и сетевые интерфейсы в 1984г. выразились суммой приблизительно 230 млн. долл., однако за три-четыре года стоимость сетевых средств в расчете на один интерфейс снизится примерно втрое, с 1200 до 300—400 долл., хотя годовые доходы от продажи изделий для построения сетей возрастут вдвое»,— предсказывает Босомуэрт.

Наиболее существенное влияние на такое снижение стоимости окажет стандартизация изделий для локальных сетей, в частности кабелей и модулей интерфейсов. Когда на рынок локальных сетей устремились десятки фирм-изготовителей, предлагая свои оригинальные сети, строящиеся с использованием таких технических решений, как КДКН-ОС (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений)1{Carrier-sense multiple-access/collision detection} и маркерный доступ по шине, рабочие группы под руководством Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ИИЭР) разработали документы, которые определяют совместимые интерфейсы, не зависящие от изготовителя оборудования, и в настоящее время становятся, по сути, серией стандартов на локальные сети. Поскольку сейчас в области локальных сетей начинают появляться новые фирмы и некоторые из известных фирм-изготовителей ищут пути модификации своих изделий с целью обеспечения соответствия стандартам ИИЭР, потенциальные покупатели с гораздо большей уверенностью решаются окунуться в сферу локальных сетей, не опасаясь того, что они окажутся привязанными к какому-то одному поставщику.

В июле 1984г. на Национальной конференции по вычислительной технике в Лас-Вегасе были продемонстрированы возможности соединения открытых систем; это явилось твердым доказательством того, насколько важную роль стандартизация будет играть в этой области, и показало, что благодаря использованию стандартных протоколов можно организовать оптимальное взаимодействие оборудования различных поставщиков.

Две демонстрации

Один из этих показов был организован по инициативе фирмы Boeing Computer Services Co. (Сиэтл, шт.Вашингтон), отделения вычислительной техники корпорации Boeing, изготавливающей самолеты; здесь изделия различных поставщиков были объединены в сеть КДКН/ОС, соответствующую стандарту 802.3 ИИЭР с использованием стандарта на высокоуровневые транспортные средства, одобренного МОС1{Раздел «Обозрение электронной техники» настоящего номера}. Другая демонстрация, организованная фирмой General Motors Corp. (Нью-Йорк), показала, каким образом можно использовать те же протоколы транспортного уровня для соединения разнотипных процессоров различных поставщиков и построения сетей, имеющих топологию шины с маркерным доступом, в соответствии со стандартом 802.4 ИИЭР. Эта демонстрация доказала фирмам-изготовителям, что стандарты на нижние уровни соединения открытых систем уже достаточно апробированы и целесообразно затрачивать средства на приведение своих изделий в соответствие с такими стандартами.

В настоящее время наиболее отработанным можно, по-видимому, считать стандарт 802.3 на сеть КДКН/ОС. Этот ставший официальным стандарт был создан на основе сети Ethernet, которая первоначально была представлена и внедрялась как оригинальное изделие мощной группировкой фирм, в которую входят Xerox Corp. (Стамфорд, шт.Коннектикут), Digital Equipment Corp. (Мейнард, шт.Массачусетс) и Intel Corp. (Санта-Клара, шт.Калифорния). Как сообщает Дон Лафри, председатель комитета 802.3 ИИЭР, вторая редакция технического описания сети Ethernet, опубликованная в ноябре 1982г. фирмами Xerox, Intel и DEC, «в значительной степени совместима» со стандартом 802.3, одобренным ИИЭР год назад и направленным в МОС для рассмотрения и принятия в качестве международного стандарта. Чтобы привести техническое описание сети Ethernet в соответствие со стандартом ИИЭР, необходимо было внести в нее требования к заземлению с целью обеспечения безопасности, ужесточить нормы на параметры сигналов, обеспечить связь приемопередатчика и контроллера интерфейса по постоянному току и ввести средства останова передачи после установленного момента времени для повышения надежности.

Экономический успех сетей, построенных на базе технического описания Ethernet, в значительной мере является следствием тех вложений, которые сделала фирма Xerox в разработку протоколов более высоких уровней; фирма Xerox не только определила требования к средствам физического и канального уровней в сети Ethernet, но и предложила в качестве стандартного решения для вышележащих уровней семиуровневой архитектуры свои сетевые системы XNS1{Xerox Network System}, благодаря чему разработчики сетей получили в свое распоряжение протоколы, необходимые для построения прикладных систем. Как говорит Джерри Элкинд, вице-президент (Пало-Альто, шт.Калифорния) фирмы Xerox по вопросам интеграции систем, архитектура XNS «следует общепринятой схеме соединения открытых систем» и будет соответствовать стандартам на такое соединение, когда они будут утверждены; в то же время протоколы XNS вышележащих уровней уже стали стандартами де-факто.

Джуди Л. Эстрин, вице-президент фирмы Bridge Communications Inc. (Мауинтин-Вью, шт.Калифорния), одной из многих компаний, применяющих высокоуровневые протоколы XNS, говорит: «Два года назад мы попали в число фанатиков этого направления, пытаясь продавать сетевые изделия крупным конечным пользователям, организациям с оборудованием самых различных поставщиков, теперь же у нас множество мощных заказчиков из списка 500 крупнейших фирм, публикуемого журналом «Форчун», которые выстроились в очередь в ожидании реализации сети Ethernet (компании Bridge Communications) с использованием метода пакетной коммутации.

Сейчас по меньшей мере семь фирм выпускают контроллеры для сети Ethernet, однако, хотя общая стоимость реализации сети в расчете на узел снизилась, по-прежнему имеют место жалобы на то, что высокая стоимость кабеля и соединителей существенно задерживает широкое внедрение персональных компьютеров. Ситуация здесь может вскоре измениться к лучшему, поскольку сейчас ИИЭР рассматривает вопрос введения технических условий на менее дорогой вариант среды передачи данных с использованием кабеля RG58AU и коаксиальных соединителей типа BNC; эти средства получили наименование Cheapernet (Более дешевая сеть). Фирма National Semiconductor (Санта-Клара, шт.Калифорния) уже начала изготавливать набор микросхем для Cheapernet, рассчитывая на то, что эта сеть с недорогими кабелями и разъемами станет частью стандарта 802.3 для Западной Европы. И действительно, бурно развивающаяся область локальных сетей сейчас привлекает множество фирм как на Европейском континенте, так и в Великобритании (см. «Европа строит собственные локальные сети»).

В настоящее время успешно продвинулась также работа по стандартизации применительно к другой локальной сети. Разработан стандарт 802.4, определяющий требования к сети с топологией шины и маркерным доступом. Станция, которая в данный момент времени владеет маркером управления, получает право производить передачу в течение максимального фиксированного периода, определяемого размером сети. Заканчивая передачу, станция уступает право доступа шине, посылая маркер управления узлу со следующим логическим адресом. Таким образом эстафетная передача маркера управления гарантирует, что все станции будут иметь возможность передавать данные с определенной задержкой.

Синхронное управление

Сеть с маркерным доступом представляет интерес преимущественно для тех разработчиков, которым необходимо обеспечить обмен данными между синхронными устройствами, например в системах управления технологическими процессами на производственных предприятиях. Корпорация IBM (Армонк, шт.Нью-Йорк) высоко оценивает стандарт 802.4 в качестве «одного из наиболее подходящих методов построения универсальной локальной сети для производственного предприятия» с использованием широкополосного коаксиального кабеля, и фирмы, разрабатывающие сети на основе стандарта 802.4, действительно ориентируются на промышленные приложения как на основной рынок сбыта своих изделий.

Как указывает Ральф К. Ангерман, президент фирмы Ungermann-Bass Inc. (Санта-Клара, шт.Калифорния), сети с топологией шины и маркерным доступом (будут играть доминирующую роль на производственных предприятиях». В связи с этим его фирма предполагает в дополнение к существующей серии своих изделий для локальных сетей (широкополосных, волоконно-оптических и передающих данные в полосе полезного сигнала), которые сейчас ориентированы на протоколы Ethernet, выпускать изделие, соответствующее стандарту 802.4. Ангерман предполагает, что сетевые изделия по стандарту 802.4 фирма анонсирует в первой половине 1985г., и указывает, что сейчас ведется также разработка сети с кольцевой топологией и маркерным доступом. Для обеспечения совместимости между сетями различных типов, как сообщает он, «фирма будет предлагать специальные межсетевые интерфейсы». Дэн Талон, управляющий маркетингом промышленных изделий фирмы ЗМ Interactive Systems (Сент-Пол, шт.Миннесота), говорит, что стандарт 802.4 вполне может со своего промышленного плацдарма проникнуть в область учрежденческого и конторского оборудования, поскольку весь рынок локальных сетей пока еще находится в «эмбриональном состоянии». Однако фирма 3M свою сеть, соответствующего стандарт у 802.4 и намеченную к выпуску в середине 1985г., будет предлагать вначале производственным предприятиям.

Фирма 3M намерена создать межсетевой интерфейс, который обеспечит совместимость между ее существующими широкополосными 2,5 Мбит/с локальными сетями LAN/1 с маркерным доступом и более новыми сетями по стандарту 802.4. Однако для обеспечения оптимального времени доступа и максимальной пропускной способности сети разработчики из фирмы 3M выбрали предусмотренный в стандарте 802.4 вариант со скоростью передачи 10 Мбит/с. Компания же Concord Data Systems Inc. (Уолтем, шт.Массачусетс) остановила свой выбор на варианте со скоростью передачи 5 Мбит/с и сейчас одной из первых начала поставлять изделия по стандарту 802.4.

Полный комплекс

Тони Болтон, директор компании Concord по маркетингу готовых изделий, предполагает, что поставки новой сети с маркерным доступом Token/Net начнутся в ноябре 1984г., когда будет полностью закончено комплексирование ее аппаратных и программных средств. Планируемая окончательная конфигурация оборудования предусматривает загрузку программ автоматизированных рабочих мест из управляющего компьютера сети, роль которого будет, по-видимому, выполнять персональный компьютер PC XT корпорации IBM. В настоящее время в каждом АРМ имеются резидентные аппаратно-программные средства. Представители компании Concord считают, что новая система компании найдет применение не только в условиях производственных предприятий, но и для соединения любых синхронных и асинхронных устройств, встречающихся в современных системах обработки деловых данных (рис.1).

Шина с маркерным доступом. Локальная сеть фирмы Concord Data Systems, реализующая стандартный протокол 802.4, позволяет связывать оборудование конечно
Рис.1. Шина с маркерным доступом. Локальная сеть фирмы Concord Data Systems, реализующая стандартный протокол 802.4, позволяет связывать оборудование конечного пользователя, характеризующееся различными скоростными характеристиками и разными требованиями к времени доступа к шине. Интерфейсные модули, или станции, сети с маркерным доступом обеспечивают обмен данными на скорости до 230 кбит/с.

В отличие от сетей КДКИ/ОС и сетей с топологией шины и маркерным доступом, конкретные реализации которых появились раньше, чем были установлены стандарты, разработка сетей с кольцевой топологией и маркерным доступом задержалась, поскольку все ждали решения корпорации IBM. В конце июля 1984г. комитет 802 ИИЭР на своем ежегодном заседании одобрил проект стандарта на локальные сети с кольцевой топологией и маркерным доступом. Этот проект оказался в определенной степени спорным, поскольку стандарт 802.5 предусматривает передачу данных, начиная со старших битов, в то время как другие стандарты 802 требуют, чтобы первым передавался младший бит. В настоящее время документ находится в стадии редактирования, причем пересмотренный его вариант должен быть готов к представлению на утверждение бюро стандартов ИИЭР к сентябрю 1984г.

Когда корпорация IBM в конце 1983г. на IV Международной выставке средств связи Telecom/83 представила опытный комплект своей локальной сети с кольцевой топологией и маркерным доступом, использующей скрученные пары проводов и коаксиальный кабель для передачи немодулированных цифровых сигналов со скоростями до 4 Мбит/с, промышленные обозреватели предсказывали, что готовая сеть с полными функциональными возможностями будет анонсирована в начале 1984г. Пока что, однако, этого не произошло.

Одна из немногих фирм, делающих ставку на сеть с кольцевой топологией и маркерным доступом — правда, не соответствующую стандарту ИИЭР, — это Proteon Inc. (Нейтик, шт.Массачусетс). Она выпускает 10-Мбит/с локальную сеть proNet, имеющую звездообразную конфигурацию; узлы этой сети подключаются к пассивному локальному кольцу (рис.2). Связь узла с центром сети осуществляется при срабатывании реле. Если какой-то узел выходит из строя, соответствующее реле отключается подобно обычному домашнему автоматическому сетевому прерывателю, изолируя только неисправный узел и не влияя на работу других.

Кольцо с маркерным доступом. Звездообразная сеть с кольцевой топологией и маркерным доступом, разработанная фирмой Proteon, строится вокруг пассивного
Рис.2. Кольцо с маркерным доступом. Звездообразная сеть с кольцевой топологией и маркерным доступом, разработанная фирмой Proteon, строится вокруг пассивного центрального соединителя, который позволяет сети сохранять работоспособность даже в случае выхода из строя отдельных станций. При помощи кабелей нескольких типов, позволяющих передавать сигналы со скоростями 10 Мбит/с, центральные соединители можно связывать друг с другом, создавая цепочку звездообразных сетей.

Двусторонние тракты

Дуплексный канал связи узлов с центром можно реализовать при помощи различных средств, в том числе скрученных пар проводов, двухпроводного экранированного или коаксиального кабеля, а также волоконно-оптической линии. Популярность волоконно-оптических кабелей медленно, но верно растет. В частности, волоконно-оптическая технология эффективна для приложений, требующих высокой устойчивости к электромагнитным помехам и броскам напряжений, возникающим в результате удара молнии. Малые размеры волоконно-оптических кабелей делают их привлекательными также для случаев, когда приходится укладываться в ограниченные размеры кабельных каналов. Как правило, в волоконно-оптических сетях применяется топология шины, хотя иногда эти шины физически принимают топологию звезды (см. «Когда шина — звезда»). Последний из списка стандартов ИИЭР на локальные сети —это стандарт 802.6, который со временем может оказаться техническим заданием на сеть, позволяющую связывать различные вычислительные устройства в масштабах целого города. Стандарт 802.6 рассматривает центральную часть города как область с радиусом в десятки километров. «Идеальной основой для построения локальной городской вычислительной сети может служить коаксиальная сеть кабельного телевидения (КТВ) города», — говорит председатель рабочей группы 802.6 Джеймс Молленоэр, старший инженер-консультант из фирмы Codex Corp. (Мэнсфилд, шт.Массачусетс). Однако Молленоэр указывает, что и другие средства передачи данных — быть может, СВЧ-каналы — со временем найдут применение при построении городских вычислительных сетей.

Предложения по использованию сети КТВ

Хотя работа над стандартом 802.6 началась в I квартале 1982г., конкретного проекта технического задания пока нет; рабочая группа рассматривает различные варианты сетевых конфигураций. Одно из рассматриваемых в настоящее время предложений внесло предприятие фирмы 3M Interactive Systems, расположенное в Анн-Арборе, шт.Мичиган. Предложенная схема ориентирована на использование стандартных видеоканалов КТВ в качестве средств передачи данных со скоростью 3 Мбит/с. Центральный контроллер поочередно опрашивает отдельные станции-абоненты и ретранслирует ответы каждой станции остальным станциям сети. Время опроса зависит от физического положения опрашиваемой станции — контроллер заранее знает, где расположена каждая станция. Поскольку в сети, охватывающей целый город, задержки распространения сигналов довольно велики (они могут достигать 0,5 мс), центральный контроллер может координировать выдачу запросов во времени, чтобы свести к минимуму периоды «холостого хода» для каналов.

Рабочая группа 802.6 обсуждает и другую возможную схему организации городской локальной сети, которую фирма AT & Т Bell Laboratories назвала Homenet («Домашняя сеть»); как сообщает Арун Н. Нетравали, директор научно-исследовательской лаборатории вычислительной техники (Марри-Хилл, шт.Нью-Джерси), корпорация AT&T уже «реализовала подобную сеть в лабораторных условиях». В сети применяется, по словам Нетравали, новый протокол типа КДКН/ОС, благодаря которому исключаются обычные потери эффективности сети и флуктуации времен доставки пакетов из-за столкновений. Таким образом, предлагаемая схема позволяет специалистов, обладает достоинствами как протокола КДКН/ОС, так и системы маркерного доступа.

Этот метод предусматривает разделение общей «емкости» сети на ряд последовательных блоков сообщений (рис.3). В каждом блоке можно передать 65 536 сообщений — с номерами от 0 до 65 535. Длительность сообщений не препередавать как пакеты данных, так и речь по незанятым каналам КТВ.

Симбиоз. В сети UniLAN станция может передавать сообщения переменной длины (до 32 кбит) либо в режиме состязания с другими интерфейсными устройствами,
Рис.3. Симбиоз. В сети UniLAN станция может передавать сообщения переменной длины (до 32 кбит) либо в режиме состязания с другими интерфейсными устройствами, либо с использованием фиксированных номеров сообщений. Одна из станций — контроллер темпа работы сети — информирует подключающиеся впоследствии устройства о текущей конфигурации сети. Сам контроллер темпа производит передачу в моменты, соответствующие номерам сообщений 0, 1024, 2048 и т.д. в каждом блоке.

В течение нескольких последних лет на разработку стандартов серии 802 были затрачены большие усилия. Однако, как всегда было и будет, некоторые фирмы-изготовители отказываются следовать существующим стандартам. Например, недавно созданная фирма Applitek Corp. (Уэйкфилд, шт.Массачусетс) предложила свой метод распределенного доступа, который, по мнению ее вышает времени распространения сигнала в обоих направлениях для действующего кабеля, однако достаточна для передачи пакета размером 32 кбит. Если каждый номер сообщения назначается только одному интерфейсному устройству сети, то работа сети напоминает метод маркерного доступа: каждому интерфейсному устройству гарантированно периодически предоставляется возможность передачи. Предусмотрен и другой режим, когда каждое интерфейсное устройство может осуществлять передачу при любом номере сообщения, если столкновение не обнаруживается. Этот режим, по сути, соответствует протоколу КДКН/ОС.

Система фирмы Applitek позволяет также ис пользовать смешанный способ распределения но меров сообщений как с фиксированным назначением, так и в режиме состязаний, причем это может делаться динамически в зависимости от текущей нагрузки сети; таким путем к сети с про пускной способностью 10 Мбит/с можно подключить большее количество устройств, прежде чем возникнут неприемлемо большие задержки передач. На основе такой оценки скоростных характеристик сети разработчики фирмы Applitek заявляют, что их локальная сеть UniLAN позволяет подключать в два с лишним раза больше абонентов, чем сравнимые сети с протоколом КДКС/ОС и маркерным доступом. «Именно в этом заключается главное преимущество той или иной сети, предусматривающей возможности адаптации»,— говорит Ашраф М. Даход, председатель правления фирмы Applitek и разработчик локальной сети UniLAN.

В сети UniLAN имеется одно интерфейсное устройство, называемое контроллером темпа передачи,— обычно это первое устройство, на которое подается питание; это устройство периодически передает сообщение для синхронизации блоков. Тем самым задается темп передачи блоков в системе и гарантируется, что 16-разрядные счетчики номеров сообщений во всех устройствах будут работать синхронно и иметь одно и то же содержимое в каждый момент времени. Контроллер темпа осуществляет также обработку запросов на выделение фиксированных номеров сообщений конкретным интерфейсным устройствам; эти запросы выдают сами устройства в зависимости от требований к режиму передачи. Номера сообщений, как правило, предоставляются в режиме состязаний до тех пор, пока их не начнет назначать контроллер темпа.

Из нестандартных сетей с маркерным доступом следует отметить сеть ARC с немодулированной передачей цифровых сигналов по коаксиальным кабелям (рис.4) фирмы Datapoint Corp. (Сан-Антонио, шт.Техас); эта сеть имеет древовидную топологию и является одной из самых старых и популярных — в различных странах мира организовано более 5 тыс. таких сетей. Фирма начала поставки изделий для этой сети в 1977г., причем никому не давала лицензий на право их продажи до 1982г., когда она решила снять лицензионные преграды и предоставить своему поставщику микросхем, корпорации Standard Microsystems Corp. (Хопподж, шт.Нью-Йорк) возможность свободного сбыта СБИС контроллера COM9026, предназначенного для 2,5-Мбит/с сети с маркерным доступом. В июне 1984г. фирма Datapoint объявила о коренном изменении своей технической политики: она собирается в дальнейшем ориентироваться на открытые системы, будет включать в свои изделия такие общедоступные операционные системы, как PC-DOS, MS-DOS и Unix (фирмы AT&T Bell Laboratories), и обеспечит совместимость с Сетевой архитектурой систем (SNA) корпорации IBM.

Дерево произвольной формы. Топология сети ARC фирмы Datapoint — это дерево произвольной формы; здесь задержка передачи сигнала между любыми двумя стан
Рис.4. Дерево произвольной формы. Топология сети ARC фирмы Datapoint — это дерево произвольной формы; здесь задержка передачи сигнала между любыми двумя станциями не превышает 31 мкс (что соответствует расстоянию около 6400 м), а длина кабельных связей между концентраторами — не более 600 м.

По словам Алена Мэлинджера, директора фирмы Datapoint по долгосрочному планированию, его компания, по-видимому, упустила возможность повлиять на решение комитета 802.4 ИИЭР по локальным сетям с топологией шины и маркерным доступом, поскольку внимание руководства в то время было поглощено другой проблемой — у фирмы были серьезные неприятности, связанные с отчетностью о финансовой деятельности». Недавние решения о принятии стандарта 802.4, — говорит Мэлинджер, — весьма огорчили нас».

«Мы ориентируемся на 8-разрядную схему адресации», — продолжает он. — В стандарте 802.4 предусматриваются 48-разрядная схема адресации и скорости передачи данных 1, 5 и 10 Мбит/с, а мы не пойдем на большие накладные затраты, поскольку хотим иметь возможность обращаться к столь большому количеству абонентов с очень высокими скоростями».

Поскольку контроллер фирмы Datapoint выпускается в течение длительного времени, он характеризуется высокой надежностью, и по этой причине его применяют в своих сетях более десяти фирм — изготовителей сетевых средств, например Nestar Systems Inc. (Пало-Альто, шт.Калифорния). В то же время корпорация Western Digital Corp. (Эрвин, шт.Калифорния), которая сравнительно недавно освоила выпуск контроллера WD2840, предназначенного для 1,1 Мбайт/с локальной сети с маркерным доступом и содержащего встроенные средства прямого доступа к памяти, рекламирует его повышенную гибкость, говоря о том, что старая микросхема контроллера, применяемая в сети ARC, имеет определенные топологические ограничения.

Поскольку стандарты на протоколы нижних уровней эталонной модели OSI утверждены, фирмы-изготовители сейчас думают уже о проблемах вышележащих уровней этой семиуровневой архитектуры. В настоящее время в нескольких крупных полупроводниковых компаниях проводятся работы по проектированию интегральных схем, которые обеспечивали бы реализацию обработки сообщений и обнаружения ошибок — функции транспортного уровня — и при этом соответствовали бы стандартам ИИЭР. «Несмотря на разнообразие программных средств, организация сетей — это дело специалистов по технике связи, — говорит Лайл Питрофф из фирмы Advanced Micro Devices Inc. (Саннивейл, шт.Калифорния),— поэтому мы уважаем стандарты, в частности стандарты транспортного уровня». По словам Питроффа, фирма AMD сейчас пытается выяснить, какого рода возможности и интерфейсы нужны заказчикам, чтобы они согласились платить за них. «Мы в принципе хотели бы заняться этой проблемой, однако нам следует решать ее с точки зрения бизнеса».

Фирма же Motorola Inc. ждать не хочет. Как говорит Том Бивер, вице-президент этой фирмы и директор ее предприятия по созданию микросхем (Темпе, шт.Аризона), специальная ИС для транспортного уровня сейчас разрабатывается, причем выпуск такого кристалла ограниченными производственными партиями должен быть освоен в 1985г.

Кабели

Наряду с затратами на интерфейсные устройства, стоимость которых будет, безусловно, снижаться благодаря применению сверхбольших интегральных схем (рис.5), значительную долю общих затрат на построение локальных сетей в настоящее время представляют такие трудоемкие операции, как прокладка кабелей по и так уже переполненным кабельным лоткам и каналам и пробивка отверстий в бетонных панелях для подвода кабелей к рабочим столам. Сегодня средние затраты на подключение одного абонента к сети могут достигать 700—800 долл., т.е. если учесть, что 25% узлов сети в течение года приходится перемещать (эту цифру большинство экспертов считают наиболее вероятной), то выбор способа реализации сети может вести к большим затратам для крупных организаций-пользователей.

Влияние СБИС. Расширение функциональных возможностей СБИС позволяет повысить скорость передачи данных в сетях и в то же время снизить стоимость подклю
Рис.5. Влияние СБИС. Расширение функциональных возможностей СБИС позволяет повысить скорость передачи данных в сетях и в то же время снизить стоимость подключения к сети в расчете на узел. В результате работ по стандартизации средств передачи данных в локальных сетях в перспективе удастся реализовать при помощи СБИС большее число функций.

Недавние сообщения корпораций AT&T Со. и IBM относительно новых схем прокладки кабельных линий свидетельствуют о том важном значении, которое эти гигантские фирмы — изготовители» вычислительной техники придают снижению затрат на кабельное оборудование вычислительных сетей; именно кабельные связи стали сейчас одним из первых полей сражения за захват доли рынка. Например, в мае 1984г., когда корпорация IBM сообщила о схеме прокладки кабелей для своей долгожданной сети, началась шумиха по поводу того факта, что эта сеть появится лишь через два-три года. Корпорация AT&T выждала приблизительно месяц, пока шум не утих, а затем нанесла ответный удар — она сообщила данные о своих кабельных схемах и одновременно анонсировала архитектуру сети с пакетной коммутацией.

На деле обе схемы прокладки кабельных связей очень похожи друг на друга. И в анонсированной корпорацией AT&T сети информационных систем, и в еще не представленной корпорацией IBM сети с кольцевой топологией и маркерным доступом для соединения распределительных панелей, находящихся в монтажном шкафу, используются либо скрученные пары проводов, либо высокоскоростные волоконно-оптические кабели; каждая распределительная панель становится центром звезды, из которого скрученная пара проводников прокладывается к гнезду, расположенному в стене или в полу (рис.6).

Распределительный шкаф. Как говорит Т.Дж.Дрисколл, член группы планирования работ по оснащению нового конторского здания корпорации IBM в Нью-Йорке (М
Рис.6. Распределительный шкаф. Как говорит Т.Дж.Дрисколл, член группы планирования работ по оснащению нового конторского здания корпорации IBM в Нью-Йорке (Мэдисон-Авеню, 590), благодаря недавно анонсированной схеме прокладки кабельных связей будет гораздо легче при необходимости изменять конфигурацию локальной сети этого здания, включающей приблизительно 2500 терминалов.

В настоящее время корпорация IBM предоставляет заказчикам лишь сведения о различных марках кабеля, набор инструкций, данные о системе соединителей типа Lego и чеканную плиту-шаблон с отдельными точками подключения оконечного оборудования обработки данных и телефонных аппаратов. Промышленные обозреватели, следящие за действиями корпорации IBM, единодушны в оценке следующего факта: сообщение о схеме прокладки кабельных связей для будущей сети эта корпорация сделала для того, чтобы успокоить проектировщиков новых зданий для фирм. Проектировщикам необходимы полные данные по сетевым кабельным связям, поскольку они уверены в том, что не далее чем через пять лет кабели вычислительных сетей будут такой же обязательной принадлежностью зданий, как сегодняшняя проводка сети переменного тока, и хотят быть готовыми к внедрению локальной сети корпорации IBM. Однако, в то время как сообщение корпорации IBM оставило место для множества догадок о том, каким образом будут (и даже будут ли вообще) объединяться в распределительном шкафу кабели для передачи речевых сигналов и цифровых данных, разобраться в предложенной корпорацией AT&T разводке кабелей гораздо легче.

Речь и данные

«Мы уделяем большое внимание методам передачи и обработки речи и данных», — говорит Джейм Эдварде, вице-президент отделения информационой техники (Морристаун, шт.Нью-Джерси) корпорации AT&T, описывая свою 8,64 Мбит/с сеть. Последняя может быть построена либо по способу коммутации каналов на базе учрежденческой автоматической телефонной станции Система 75/Система 85, если требуемые объемы передаваемых данных невелики, либо согласно принципу коммутации пакетов, когда необходимо передавать большие объемы данных.

«Это изделие сделано на высоком уровне,— говорит о сети корпорации AT&T У. Спенсер Райс, специалист по локальным сетям из консультационной фирмы S&R Consultants (Мадисон, шт.Нью-Джерси). — В указанной сети комплексно решены проблемы передачи данных: имеются скрученные пары проводников для соединений с малой пропускной способностью [компьютер — компьютер], межсетевой интерфейс для подключения к сети 3BNET с коаксиальным кабелем, а также волоконно-оптические связи для высокоскоростного обмена данными; все это обеспечивает высокие технико-экономические показатели. Сеть информационных систем фирмы AT&T будет ориентирована на использование существующего кабеля и 8-контактных разъемов, которые имеются уже сейчас».

В то время как корпорации AT&T и IBM прилагают все усилия, чтобы крупные потенциальные заказчики выбрали их схемы прокладки кабельных связей для локальных сетей, небольшая фирма Mollard Systems Design Inc. (Сан-Хосе, шт.Калифорния) предложила систему передачи данных для сети, объединяющей 8—10 персональных компьютеров; согласно утверждению этой фирмы, такая система не требует прокладки новых проводных связей и работает без дополнительной обслуживающей подсистемы НМД на жестких дисках или специального сетевого служебного узла. Система предусматривает вещательную передачу пакетов данных по способу частотной манипуляции на частотах выше 100 кГц по обычным линиям распределения электроэнергии, а затем при помощи программного квитирования между получателем и отправителем проверяет, доставлены ли пакеты; разработчики из фирмы Mollard заявляют, что благодаря такому подходу им удалось создать надежную вычислительную сеть, в которой могут быть реализованы такие возможности, как блокировка файлов и общесетевой каталог. Стен Питере, вице-президент фирмы Mollard по маркетингу, говорит: «Для малого предприятия может оказаться вовсе не по карману при передвижении какого-либо устройства каждый раз ломать пол и прокладывать новые провода», поэтому фирма Mollard разработала свой вариант построения сети специально для малых и средних конторских помещений.

Если для малых предприятий — пользователей локальных сетей сломать пол — целая проблема, то можно лишь выразить соболезнование тем фирмам и организациям, которым приходится прокладывать каналы передачи данных через улицу или к зданию, находящемуся в соседнем квартале. Если удается получить разрешение на то, чтобы разрыть улицу и проложить коаксиальный или волоконно-оптический кабель, и если предполагается, что сеть будет использоваться в течение длительного времени (т.е. стоит из экономических соображений пойти на подобные затраты вместо того, чтобы арендовать каналы у телефонной или другой связной компании), то можно начинать рыть тротуары. Однако, как говорит Лоррен Шеленберджер, управляющий маркетингом фирмы American Laser Systems Inc. (Голета, шт.Калифорния), «временно связывать отдельные здания наиболее целесообразно при помощи оптических каналов передачи данных; подобные каналы позволяют надежно передавать данные на небольшие расстояния в пределах прямой видимости, и именно здесь смогут получить наибольшие доходы поставщики соответствующего оборудования».

Лазерный канал

Разработчики из фирмы American Laser создали канал, который в случае отсутствия тумана или смога — этих проклятий судьбы для оптической передачи данных в пределах прямой видимости — позволяет передавать данные на расстояния до 16 км с помощью лазерных передатчиков. При этом, однако, скорости передачи ограничиваются величиной 9,6 кбит/с. При более коротких расстояниях, например около 2,5 км, может быть использована система, построенная на базе светодиодов и обеспечивающая передачу данных со скоростями до 3 Мбит/с; такая система может оказаться привлекательной для соединения территориально разнесенных процессоров-концентраторов или даже локальных сетей, которым необходимо в той или иной мере обмениваться данными друг с другом. Оптические системы передачи данных в пределах прямой видимости изготавливают фирмы Modular Technology Ltd. (Бистер, Англия), Light Communications Corp. (Ист-Норуолк, шт.Коннектикут), LED Systems Inc. (Меканиксберг, шт.Пенсильвания), Datapoint Corp. и другие.

Еще один способ соединения вычислительных установок и устройств, которые вышли за пределы одного здания, особенно если в данном месте часто бывают туманы, — это использование СВЧ-канала. Поскольку в настоящее время увеличилось число доступных частот в диапазоне 23 ГГц, требуемую Федеральной комиссией связи лицензию можно получить проще и быстрее. Оборудование СВЧ-каналов поставляют такие фирмы, как General Electric Co. (отделение СВЧ-изделий, Оуэнсборо, шт.Кентукки) и Racon Inc. (Сиэтл, шт.Вашингтон).

Дочерние статьи:

Европа строит собственные локальные сети

Когда шина — звезда

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.15 (696), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.91

ElectronicsWeek Vol.57 No.15 July 23, 1984 A McGraw-Hill Publication

ElectronicsWeek Vol.57 No.17 August 06, 1984 A McGraw-Hill Publication

Robert Rosenberg, Terry E. Feldt. Local nets arrive in force, No.17, pp.67—73.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Локальные сети





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:55 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1984/D19840806Elc068.shtml