Мережа Arcnet

Мережа Arcnet (або ARCnet від англійського Attached Resource Computer Net, комп’ютерна мережа з’єднаних ресурсів) – це одна з найстарших мереж. Вона була розроблена компанією Datapoint Corporation ще в 1977 році. Міжнародні стандарти на цю мережу відсутні, хоча саме вона вважається родоначальницею методу маркерного доступу. Незважаючи на відсутність стандартів, мережа Arcnet донедавна (в 1980 – 1990 р.р.) користувалася популярністю, навіть серйозно конкурувала з Ethernet. Велика кількість компаній (наприклад, Datapoint, Standard Microsystems, Xircom й ін.) робили апаратуру для мережі цього типу. Але зараз виробництво апаратури Arcnet практично припинено.

Серед основних достоїнств мережі Arcnet у порівнянні з Ethernet можна назвати обмежену величину часу доступу, високу надійність зв’язку, простоту діагностики, а також порівняно низьку вартість адаптерів. До найбільш істотних недоліків мережі відносяться низька швидкість передачі інформації (2,5 Мбіт/с), система адресації й формат пакета.

Для передачі інформації в мережі Arcnet використовується досить рідкий код, у якому логічній одиниці відповідає два імпульси протягом бітового інтервалу, а логічному нулю – один імпульс. Очевидно, що це код, що самосинхронізується, що вимагає ще більшої пропускної здатності кабелю, чим навіть манчестерський.

Як середовище передачі в мережі використовується коаксіальний кабель із хвильовим опором 93 Ом, приміром, марки RG-62A/U. Варіанти із крученою парою (екранованою і неекранованою) не одержали широкого поширення. Були запропоновані й варіанти на оптоволоконому кабелі, але й вони також не врятували Arcnet.

Як топологія мережа Arcnet використає класичну шину (Arcnet-BUS), а також пасивну зірку (Arcnet-STAR). У зірці застосовуються концентратори (хабы). Можливе об’єднання за допомогою концентраторів шинних і зоряних сегментів у деревоподібну топологію (як й в Ethernet). Головне обмеження – у топології не повинно бути замкнутих шляхів (петель). Ще одне обмеження: кількість сегментів, з’єднаних послідовним ланцюжком за допомогою концентраторів, не повинна перевищувати трьох.

Концентратори бувають двох видів:

• Активні концентратори (відновлюють форму входячих сигналів і підсилюють їх). Кількість портів – від 4 до 64. Активні концентратори можуть з’єднуватися між собою (каскадуватися).
• Пасивні концентратори (просто змішують входячі сигнали без посилення). Кількість портів – 4. Пасивні концентратори не можуть з’єднуватися між собою. Вони можуть зв’язувати тільки активні концентратори й/або мережні адаптери.

Шинні сегменти можуть підключатися тільки до активних концентраторів.

Мережні адаптери також бувають двох видів:

• Високоімпедансні (Bus), призначені для використання в шинних сегментах:
• Низькоімпедансні (Star), призначені для використання в пасивній зірці.

Низькоімпедансні адаптери відрізняються від високоімпедансних тим, що вони містять у своєму составі 93-омні термінатори. При їхньому застосуванні зовнішнє узгодження не потрібно. У шинних сегментах низькоімпедансні адаптери можуть використатися як оконечні для узгодження шини. Високоімпедансні адаптери вимагають застосування зовнішніх 93-омных термінаторів. Деякі мережні адаптери мають можливість перемикання з високоімпедансного стану в низькоімпедансний, вони можуть працювати й у шині, і в зірці.

Основні технічні характеристики мережі Arcnet наступні.

• Середовище передачі – коаксіальний кабель, кручені пари.
• Максимальна довжина мережі – 6 кілометрів.
• Максимальна довжина кабелю від абонента до пасивного концентратора – 30 метрів.
• Максимальна довжина кабелю від абонента до активного концентратора – 600 метрів.
• Максимальна довжина кабелю між активним і пасивним концентраторами – 30 метрів.
• Максимальна довжина кабелю між активними концентраторами – 600 метрів.
• Максимальна кількість абонентів у мережі – 255.
• Максимальна кількість абонентів на шинному сегменті – 8.
• Мінімальна відстань між абонентами в шині – 1 метр.
• Максимальна довжина шинного сегмента – 300 метрів.
• Швидкість передачі даних – 2,5 Мбіт/с.

При створенні складних топологій необхідно стежити за тим, щоб затримка поширення сигналів у мережі між абонентами не перевищувала 30 мкс. Максимальне загасання сигналу в кабелі на частоті 5 Мгц не повинно перевищувати 11 дб.

У мережі Arcnet використається маркерний метод доступу (метод передачі права), але він трохи відрізняється від аналогічного в мережі Token-Ring. Ближче всього цей метод до того, що передбачений у стандарті IEEE 802.4. Послідовність дій абонентів при даному методі:

1. Абонент, що бажає передавати, чекає приходу маркера.
2. Одержавши маркер, він надсилає запит на передачу абонентові-приймачу інформації (запитує, чи готовий приймач прийняти його пакет).
3. Приймач, одержавши запит, посилає відповідь (підтверджує свою готовність).
4. Одержавши підтвердження готовності, абонент-передавач посилає свій пакет.
5. Одержавши пакет, приймач посилає підтвердження прийому пакета.
6. Передавач, одержавши підтвердження прийому пакета, закінчує свій сеанс зв’язку. Після цього маркер передається наступному абонентові один за одним по убуванню мережних адрес.

Таким чином, у цьому випадку пакет передається тільки тоді, коли є впевненість у готовності приймача прийняти його. Це істотно збільшує надійність передачі.

Так само, як й у випадку Token-Ring, конфлікти в Arcnet повністю виключені. Як і будь-яка маркерна мережа, Arcnet добре тримає навантаження й гарантує величину часу доступу до мережі (на відміну від Ethernet). Повний час обходу маркером всіх абонентів становить 840 мс. Відповідно, цей же інтервал визначає верхню межа часу доступу до мережі.

Маркер формується спеціальним абонентом – контролером мережі. Їм є абонент із мінімальною (нульовою) адресою.

Якщо абонент не одержує вільний маркер протягом 840 мс, то він посилає в мережу довгу бітову послідовність (для гарантованого знищення зіпсованого старого маркера). Після цього виробляється процедура контролю мережі й призначення (при необхідності) нового контролера.

Розмір пакета мережі Arcnet становить 0,5 Кбайта. Крім поля даних у нього входять також 8-бітні адреси приймача й передавача й 16-бітна циклічна контрольна сума (CRC). Такий невеликий розмір пакета виявляється не занадто зручним при високій інтенсивності обміну по мережі.

Адаптери мережі Arcnet відрізняються від адаптерів інших мереж тим, що в них необхідно за допомогою перемикачів або перемичок установити власну мережну адресу (усього їх може бути 255, тому що остання, 256-а адреса застосовується в мережі для режиму широкого віщання). Контроль унікальності кожної адреси мережі повністю покладається на користувачів мережі. Підключення нових абонентів стає при цьому досить складним, тому що необхідно задавати ту адресу, що ще не використовулася. Вибір 8-бітного формату адреси обмежує припустиму кількість абонентів у мережі – 255, що може бути недостатньо для великих компаній.

У результаті все це привело до практично повної відмови від мережі Arcnet. Існували варіанти мережі Arcnet, розраховані на швидкість передачі 20 Мбіт/с, але вони не одержали широкого поширення.