Attached Resource Computer NETwork ( ARCNET o ARCnet ) es un protocolo de comunicaciones para redes de área local . [1] ARCNET fue el primer sistema de redes ampliamente disponible para microcomputadoras ; se hizo popular en la década de 1980 para tareas de automatización de oficinas. Más tarde se aplicó a sistemas integrados donde ciertas características del protocolo son especialmente útiles.
ARCNET fue desarrollado por el ingeniero de desarrollo principal John Murphy en Datapoint Corporation en 1976 bajo la dirección de Victor Poor , y anunciado en 1977. [2] Originalmente fue desarrollado para conectar grupos de sus terminales Datapoint 2200 para comunicarse con un sistema de disquete compartido de 8". Fue el primer sistema de agrupamiento basado en LAN acoplado de forma flexible, que no hacía suposiciones sobre el tipo de computadoras que se conectarían. Esto contrastaba con los sistemas informáticos contemporáneos más grandes y más costosos, como DECnet o SNA , donde un grupo homogéneo de computadoras similares o propietarias se conectaban como un clúster .
El protocolo de bus de paso de tokens de esa red de intercambio de dispositivos 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 podía desarrollar una aplicación en DATABUS, el lenguaje propio de Datapoint, similar a COBOL , y desplegarla en una única computadora con terminales tontas. Cuando el número de usuarios superaba la capacidad de la computadora original, se podían conectar computadoras de recursos de "computación" adicionales a través de ARCNET, ejecutando las mismas aplicaciones y accediendo a los mismos datos. Si se necesitaba más almacenamiento, también se podían 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 IBM PC en 1981), más de diez mil instalaciones de LAN ARCNET estaban en uso comercial en todo el mundo, y Datapoint se había convertido en una compañía de Fortune 500. A medida que las microcomputadoras se apoderaban de la industria, la probada y confiable ARCNET también se ofreció como una LAN económica para estas máquinas.
ARCNET siguió siendo propietario hasta principios y mediados de los años 1980. Esto no causó preocupación en ese momento, ya que la mayoría de las arquitecturas de red eran propietarias. El paso 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 el IEEE y la ISO. IBM respondió proponiendo Token Ring como una alternativa a Ethernet, pero mantuvo un control tan estricto sobre la estandarización que los competidores se mostraron cautelosos a la hora de usarlo. ARCNET era menos costoso que ambos, más confiable, más flexible y, a fines de los años 1980, tenía una participación de mercado aproximadamente igual a la de Ethernet. [ cita requerida ] Tandy/Radio Shack ofrecía ARCNET como una aplicación y un medio para compartir archivos para sus modelos de computadora TRS-80 Modelo II , Modelo 12 , Modelo 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. [3] [4] [5]
Cuando Ethernet pasó del cable coaxial al par trenzado y a una topología de cableado de "estrellas interconectadas" basada en concentradores activos , se volvió mucho más atractiva. Un cableado más sencillo, combinado con la mayor velocidad bruta de Ethernet ( 10 Mbit/s , en comparación con los 2,5 Mbit/s de ARCnet) ayudó a aumentar la demanda de Ethernet y, a medida que más empresas entraron en el mercado, el precio de Ethernet comenzó a caer y los volúmenes de ARCNET (y Token Ring) disminuyeron.
En respuesta a las mayores necesidades de ancho de banda y al desafío que representaba Ethernet, Datapoint desarrolló un nuevo estándar llamado ARCnet Plus, que se presentó en 1992. ARCnet Plus funcionaba a 20 Mbit/s y era compatible con los equipos ARCnet originales. Sin embargo, cuando los productos ARCnet Plus estuvieron listos para el mercado, Ethernet ya había captado la mayor parte del mercado de redes y los usuarios tenían pocos incentivos para volver a utilizar ARCnet. Como resultado, se fabricaron muy pocos productos ARCnet Plus. Los que se fabricaron, principalmente por Datapoint, eran caros y difíciles de encontrar.
ARCNET se estandarizó finalmente como ANSI ARCNET 878.1. Parece que fue entonces cuando el nombre cambió de ARCnet a ARCNET. Otras empresas entraron en el mercado, en particular Standard Microsystems, que produjo sistemas basados en un solo chip VLSI , desarrollado originalmente como LSI personalizado para Datapoint, pero que luego Standard Microsystems puso a disposición de otros clientes. Datapoint finalmente se encontró en problemas financieros y finalmente pasó a la videoconferencia y (más tarde) a la programación personalizada en el mercado integrado.
Aunque ARCNET ya no se utiliza con frecuencia para nuevas redes generales, la base instalada, cada vez más reducida, aún requiere apoyo y conserva un nicho en el control industrial. [6]
El ARCNET original utilizaba 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 la época de su mayor popularidad, esta era una ventaja significativa de ARCNET sobre Ethernet. Un bus con cableado en estrella era mucho más fácil de construir y expandir (y su mantenimiento era más sencillo) que el engorroso bus lineal Ethernet de la época. La topología de cableado en "estrellas interconectadas" facilitaba la adición y eliminación de nodos sin derribar toda la red, y facilitaba mucho el diagnóstico y aislamiento de fallas dentro de una LAN compleja.
Otra ventaja significativa que tenía ARCNET sobre Ethernet era la distancia del cable. Los cables coaxiales de ARCNET podían extenderse 610 m (2000 pies) entre concentradores activos o entre un concentrador activo y un nodo final, mientras que el cable Ethernet RG-58 (50Ω) "delgado" más utilizado en ese momento estaba limitado a una distancia máxima de 185 m (607 pies) de extremo a extremo. [7]
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 delgada permitía que los nodos estuvieran espaciados en cualquier lugar a lo largo del cable coaxial lineal. Sin embargo, los concentradores pasivos ARCNET eran muy económicos, ya que 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 puede verse como una ventaja, a menudo el costo de un concentrador pasivo ARCNET de 4 puertos era menor que el costo de los 4 conectores BNC en T y 2 terminadores que requiere Ethernet delgada para conectar 4 computadoras, y a diferencia de los conectores BNC en T que a veces podían ser difíciles de obtener en los primeros días de Ethernet, un concentrador pasivo ARCNET podía 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 podía conectarse 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 en su interior. Ethernet Thin también requiere terminadores casi idénticos en los dos extremos terminales, la única diferencia es que Ethernet utiliza una resistencia de 50 ohmios.
Para reducir los costos, permitiendo al mismo tiempo la cobertura en un área amplia, una práctica común era utilizar uno o más concentradores activos interconectados, cada uno de los cuales proporcionaba cobertura para nodos que no estuvieran a más de 60 m (200 pies) de distancia. Se tendía un cable desde cada puerto de los concentradores activos hasta una ubicación diferente a no más de 30 m (100 pies) de distancia. Luego se conectaba un concentrador pasivo al extremo del cable y se tendían cables localmente desde el concentrador pasivo, lo que permitía la conexión de hasta tres nodos. De esta manera, se podía utilizar un solo concentrador activo de 8 puertos para conectar 24 dispositivos en red en un área que no excediera los 120 m (400 pies) de diámetro.
ARCNET sólo permitía 255 nodos por red. Los identificadores de nodo para las estaciones de trabajo de LAN se configuraban normalmente mediante interruptores DIP en la tarjeta de interfaz de red. Las redes más grandes debían dividirse en redes más pequeñas y conectarse entre sí. La pequeña cantidad de nodos posibles y la necesidad de configurar manualmente los identificadores eran una desventaja en comparación con Ethernet, en particular a medida que las redes empresariales de gran tamaño se volvían comunes.
Para mediar el acceso al bus , ARCNET, al igual que Token Ring, utiliza un esquema de paso de tokens , en lugar del enfoque de acceso múltiple con detección de portadora de Ethernet. Cuando los pares están inactivos, se pasa un único mensaje de "token" por la red de una máquina a otra, y ningún par puede utilizar el bus a menos que tenga el token. Si un par en particular desea enviar un mensaje, espera a recibir el token, envía su mensaje y luego pasa el token a la siguiente estación. Debido a que ARCNET está implementado como una estrella distribuida, el token no se puede pasar de una máquina a otra en un anillo. En cambio, a cada nodo se le asigna una dirección de 8 bits (normalmente a través de interruptores DIP) y, cuando un nuevo nodo se une a la red, se produce una "reconfiguración", en la que cada nodo aprende la dirección del nodo inmediatamente superior. A continuación, el token se pasa directamente de un nodo al siguiente.
Históricamente, cada enfoque tenía sus ventajas: ARCNET agregó un pequeño retraso en una red inactiva mientras una estación de envío esperaba para 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 de la época procesaran y se recuperaran de las colisiones. [ cita requerida ] ARCNET tuvo un rendimiento de mejor caso ligeramente menor (visto por una sola transmisión), pero fue mucho más predecible. ARCNET también tiene la ventaja de que logró su mejor rendimiento agregado bajo la carga más alta, acercándose asintóticamente a su rendimiento máximo. Si bien el rendimiento del mejor caso fue menor que el de Ethernet, el caso general fue equivalente y el peor caso fue dramáticamente mejor. Una red Ethernet podría colapsar cuando está demasiado ocupada debido a colisiones excesivas. Una 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 (según la fuente). Aunque ARCNET de 2,5 Mbit/s pudo en algún momento superar a Ethernet de 10 Mbit/s en una oficina concurrida y procesadores lentos, ARCNET finalmente cedió el paso a Ethernet a medida que las velocidades mejoradas de los procesadores redujeron el impacto de las colisiones en el rendimiento general y los costos de Ethernet disminuyeron. [ cita requerida ]
A principios de los años 80, ARCNET era mucho más barato que Ethernet, en particular para PC. Por ejemplo, en 1985, SMC vendía tarjetas ARCNET por unos 300 dólares , mientras que una tarjeta Ethernet Ungermann-Bass más un transceptor podía costar 500 dólares .
Otra diferencia significativa es que ARCNET proporciona al remitente un acuse de recibo 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 desperdicia tiempo de 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 del bus.
Otra ventaja de ARCNET sobre Ethernet basado en colisiones es que garantiza un acceso equitativo al bus para todos los usuarios de la red. Aunque puede llevar poco tiempo obtener el token dependiendo de la cantidad de nodos y el tamaño de los mensajes que se están enviando, siempre lo recibirá dentro de un tiempo máximo predecible; por lo tanto, es determinista . Esto hizo de ARCNET un sistema de red en tiempo real ideal , lo que explica su uso en los mercados de sistemas integrados y control de procesos. Token Ring tiene cualidades similares, pero es mucho más costoso de implementar que ARCNET.
A pesar del funcionamiento determinista de ARCNET y su idoneidad histórica para entornos en tiempo real como el control de procesos, la disponibilidad general de Ethernet gigabit conmutada y las capacidades de calidad de servicio en los conmutadores Ethernet han eliminado prácticamente a ARCNET en la actualidad.
Al principio, el sistema se implementó utilizando un cable coaxial RG-62/U (que se utiliza habitualmente en entornos de mainframe de IBM para conectar terminales y controladores 3270 ), pero más tarde se agregó compatibilidad con medios de par trenzado y 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 admitían tramos de cable 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 denominada TCNS basada en el protocolo ARCNET, que también admitía medios RG-62, par trenzado y fibra óptica. [8] TCNS disfrutó de cierto éxito hasta que la disponibilidad de Ethernet de 100 Mbit/s de menor costo puso fin a la implementación general de ARCNET como protocolo LAN.
Sin embargo, debido a su naturaleza simple y robusta, los controladores ARCNET todavía se venden y utilizan en aplicaciones industriales, integradas y automotrices.