ARCNET: protokol za lokalna omrežja – zgodovina, delovanje in uporaba

Attached Resource Computer NETwork (skrajšano ARCNET ali ARCnet) je komunikacijski protokol za lokalna omrežja. ARCNET je bil eden prvih široko dostopnih omrežij za mikroračunalnike in je v osemdesetih letih 20. stoletja postal priljubljen pri nalogah pisarniške avtomatizacije. Kasneje so ga zaradi prostorske in časovne determinističnosti pogosto uporabljali v vgrajenih sistemih in industrijski avtomatizaciji. Prvi praktični sistemi so se pojavili konec sedemdesetih; protokol je zasnovan tako, da omogoča enostavno namestitev in zanesljivo komunikacijo med napravami.

Zgodovina

ARCNET je bil razvit kot poceni in enostavna rešitev za povezovanje mikroračunalnikov v času, ko so bile alternative šele v razvoju. Zaradi preprostosti in nizkih zahtev po strojni opremi je hitro našel pot v pisarnah in kasneje v industrijskih izdelkih. Čeprav sta ji kasneje konkurirala Ethernet in drugi moderni protokoli, je ARCNET vztrajal v nišah, kjer sta bila pomembna determinističnost in odpornost na motnje.

Zgradba omrežja in topologija

ARCNET je zasnovan za zvezdasto (star) topologijo, kar pomeni, da so vse naprave povezane preko centralne enote ali razdelilnika. To je poenostavilo gradnjo in vzdrževanje omrežij v primerjavi z nekaterimi vodilnimi topologijami, uporabljenimi pri drugem zgodnjem omrežju. Fizikalni sloj je sprva temeljil na koaksialnih kablih in običajnih BNC priključkih, kasneje pa so se pojavile tudi izvedbe za parico (twisted pair) in optično vlakno. Centralna enota pogosto deluje kot aktivni ali pasivni vozlišče, ki omogoči povezavo več stanic v star topologiji, pri čemer je fizična povezava videti kot zvezda, vendar logično še vedno podpira posredovanje žetona med napravami.

Delovanje protokola

ARCNET uporablja mehanizem posredovanja žetona (token passing). To pomeni, da ima pravico do oddajanja vedno le ena naprava — tista, ki ima v danem trenutku žeton. Žeton kroži med napravami po vnaprej določenem vrstnem redu; naprava, ki ima žeton, lahko pošlje podatke in jih nato pred iztekom časa preda naprej. Ta način preprečuje trke paketov (kolizije), zato je komunikacija deterministična in predvidljiva, kar je ključnega pomena za številne industrijske aplikacije.

Naslavljanje je enostavno: običajno gre za 8-bitne naslove vozlišč, kar omogoča teoretično do 255 aktivnih vozlišč (odvisno od rezerviranih naslovov in implementacij). Poleg osnovnega žetona obstajajo tudi mehanizmi za ponovno vzpostavitev žetona, obravnavanje napak in diagnostiko, kar povečuje zanesljivost omrežja.

Hitrost in različice

Prvotne izvedbe ARCNET so bile načrtovane kot nizkohitrostna omrežja z omejeno prepustnostjo, kar je bilo v tistem času zadostno za deljenje datotek in tiskalnikov. Kasneje so se pojavile izboljšane variante, med njimi tudi znana izvedba ARCNET Plus, ki je dosegala bistveno višje hitrosti (do približno 20 Mbit/s). Kljub temu je tudi približno 20 Mbit/s manj od današnjih standardov Ethernet v omrežjih LAN, vendar pogosto zadostuje za krmilne in telemetrične aplikacije.

Prednosti in slabosti

• Prednosti: determinističnost komunikacije (brez kolizij), enostavna topologija in upravljanje, dobra odpornost v industrijskem okolju, nizke stroške strojne opreme v primerjavi z nekaterimi drugimi rešitvami v času nastanka.
• Slabosti: nižja prepustnost v primerjavi z modernim Ethernetom, manjša razširjenost in podpora pri novih omrežnih napravah, omejitve pri velikosti in zmogljivosti omrežij za sodobne podatkovno intenzivne aplikacije.

Uporaba in sodobno stanje

ARCNET je bil široko uporabljen v pisarniških okoljih v osemdesetih in je kasneje našel stabilno mesto v industrijskih sistemih, avtomatizaciji zgradb, SCADA, vgrajenih krmilnikih in napravah, kjer so pomembni natančni časovni odzivi in zanesljivost. Danes je ARCNET v veliki meri zamenjal Ethernet za splošne potrebe LAN, a se še vedno uporablja v nekaterih specializiranih in naslonjenih sistemih zaradi svoje deterministične narave in dolgotrajne izkušenosti v industriji.

Zaključek

ARCNET predstavlja zgodovinsko pomembno rešitev za lokalna omrežja, ki je prinesla preprosto, zanesljivo in deterministično komunikacijo v zgodnje mikroračunalniške sisteme in industrijske aplikacije. Čeprav ga je deloma nadomestil Ethernet in drugi hitrejši protokoli, ostaja v uporabi tam, kjer so ključne lastnosti, kot so odsotnost trkov in predvidljivost komunikacijskih zamud.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je ARCNET?

V: Kdaj je bil ARCNET prvič splošno dostopen?

V: Za kaj se je prvotno uporabljal ARCNET?

V: Kje se ARCNET uporablja še danes?

V: Kakšno vrsto topologije uporablja ARCNET?

V: Kakšno vrsto mehanizma uporablja ARCNET?

V: Kako se ARCNET po hitrosti primerja z drugimi omrežnimi protokoli?

Išči po črki