Войти
| Стек протоколов | |
| Назначение | LAN |
|---|---|
| Разработчик (и) | Xerox |
| Представлен | 1977; 43 года назад (1977) |
| Под влиянием | 3 + Share, Net / One, IPX / SPX, VINES |
| Hardware | Ethernet |
Xerox Сетевые системы (XNS ) - это набор протоколов для компьютерных сетей , разработанный Xerox в рамках Xerox Network Systems Architecture. . Он обеспечивал сетевую связь общего назначения, межсетевую маршрутизацию и доставку пакетов, а также функции более высокого уровня, такие как надежный поток и удаленные вызовы процедур. XNS предшествовал и повлиял на развитие сетевой модели Open Systems Interconnection (OSI) и оказал большое влияние на локальные сети в 1980-х годах. Однако это мало повлияло на TCP / IP, который был разработан ранее.
XNS был разработан отделом разработки систем Xerox в начале 1980-х годов, которому было поручено вывести на рынок исследования Xerox Parc. XNS был основан на более раннем (и не менее влиятельном) пакете PARC Universal Packet (PUP) конца 1970-х годов. Некоторые из протоколов в наборе XNS были слегка модифицированными версиями протоколов в пакете Pup. В XNS добавлена концепция номера сети, позволяющая создавать более крупные сети из нескольких более мелких, с маршрутизаторами, контролирующими поток информации между сетями.
Спецификации набора протоколов для XNS были помещены в общественное достояние в 1977 году. Это помогло XNS стать каноническим протоколом локальной сети, скопированным в различной степени практически все сетевые системы, используемые в 1990-е годы. XNS использовался без изменений 3Com 3 + Share и Ungermann-Bass Net / One. Он также использовался с изменениями в качестве основы для Novell NetWare и Banyan VINES. XNS использовался в качестве основы для системы AppleNet, но она никогда не была коммерциализирована; при замене AppleNet был использован ряд решений XNS для общих проблем, AppleTalk.
По сравнению с Модель OSI состоит из 7 уровней, XNS представляет собой пятиуровневую систему, как и более поздний пакет Интернет-протоколов.
Физический уровень и уровень канала передачи данных модели OSI соответствуют физическому уровню (уровень 0) в XNS, который был разработан для использования транспортного механизма базового оборудования и не разделял канал передачи данных. В частности, физический уровень XNS - это система Ethernet локальной сети, также разрабатываемая Xerox в то же время, и ряд ее проектных решений отражают этот факт. Система была разработана, чтобы позволить замену Ethernet какой-либо другой системой, но это не было определено протоколом (да и не должно было быть).
Основная часть XNS - это определение внутреннего транспортного уровня (уровень 1), который соответствует сетевому уровню OSI, и именно здесь определяется основной протокол межсетевого взаимодействия, IDP. XNS объединил сессионный и транспортный уровни OSI в единый уровень межпроцессного взаимодействия (уровень 2). Уровень 3 - это управление ресурсами, аналогичное представлению OSI.
Наконец, поверх обеих моделей находится уровень приложений, хотя эти уровни не были определены в стандарте XNS.
Основным межсетевым уровнем протоколом является протокол дейтаграмм Интернета (IDP ). IDP является близким потомком межсетевого протокола Pup и примерно соответствует уровню Internet Protocol (IP) в наборе интернет-протоколов.
IDP использует 48- битовый адрес в качестве основы для собственной сетевой адресации, обычно с использованием MAC-адреса аппарата в качестве основного уникального идентификатора. К этому добавлен еще один 48-битный адресный раздел, предоставляемый сетевым оборудованием; Маршрутизаторы предоставляют 32 бита для идентификации номера сети в объединенной сети, а еще 16 битов определяют номер сокета для выбора услуги в пределах одного хоста. Часть адреса, содержащая номер сети, также включает специальное значение, означающее «эта сеть», для использования хостами, которые (пока) не знают свой сетевой номер.
В отличие от TCP / IP, номера сокетов являются частью полный сетевой адрес в заголовке IDP, так что протоколам верхнего уровня не нужно реализовывать демультиплексирование; IDP также предоставляет типы пакетов (опять же, в отличие от IP). IDP также содержит контрольную сумму, покрывающую весь пакет, но это необязательно, а не обязательно. Это отражает тот факт, что локальные сети обычно имеют низкий уровень ошибок, поэтому XNS удалил коррекцию ошибок из протоколов нижнего уровня, чтобы повысить производительность. Исправление ошибок может быть дополнительно добавлено на более высоких уровнях стека протоколов, например, в собственном протоколе SPP XNS. Из-за этой примечания к дизайну XNS считался более быстрым, чем IP.
В соответствии с подключениями к локальной сети с низкой задержкой, на которых он работает, XNS использует небольшой размер пакета, что улучшает производительность в случае низкой частоты ошибок и короткие сроки выполнения работ. Пакеты IDP имеют длину до 576 байт, включая 30-байтовый заголовок IDP . Для сравнения, IP требует, чтобы все хосты поддерживали как минимум 576, но поддерживает пакеты до 65 Кбайт. Отдельные пары хостов XNS в конкретной сети могут использовать пакеты большего размера, но для их обработки не требуется маршрутизатор XNS, и не определен механизм для определения того, поддерживают ли промежуточные маршрутизаторы пакеты большего размера. Кроме того, пакеты нельзя фрагментировать, как в IP.
Протокол информации о маршрутизации (RIP), потомок протокола информации о шлюзах Pup, используется в качестве системы обмена информацией о маршрутизаторах и (слегка изменен, чтобы соответствовать синтаксису адресов других наборов протоколов), по-прежнему используется сегодня в других наборах протоколов, таких как набор интернет-протоколов.
XNS также реализует простой протокол эха на межсетевом уровне, аналогичный IP ping, но работает на более низком уровне сетевого стека. Вместо добавления данных ICMP в качестве полезной нагрузки в IP-пакет, как в ping, эхо XNS поместило команду непосредственно в базовый пакет IDP. То же самое может быть достигнуто в IP путем расширения поля ICMP Protocol заголовка IP.
Существует два основных протокола транспортного уровня, оба сильно отличаются от своих предшественников Pup:
XNS, как и Pup, также использует EP, протокол ошибок, в качестве системы отчетов для таких проблем, как потерянные пакеты.. Это обеспечило уникальный набор пакетов, которые можно фильтровать для поиска проблем.
В исходной концепции Xerox протоколы приложений, такие как удаленная печать, хранение, отправка по почте и т. д., использовали протокол удаленного вызова процедур с именем Courier . Courier содержал примитивы для реализации большинства функций вызова функций языка программирования Xerox Mesa. Приложениям приходилось вручную сериализовать и десериализовать вызовы функций в Courier; не было автоматического средства преобразования кадра активации функции в RPC (т.е. не было "компилятора RPC"). Поскольку Courier использовался всеми приложениями, в документах протокола приложений XNS указаны только интерфейсы вызова функций Courier и кортежи привязки модуля + функции. В Courier было специальное средство, позволяющее вызову функции отправлять или получать объемные данные.
Первоначально определение местоположения службы XNS выполнялось посредством широковещательной передачи удаленных вызовов процедур с использованием серии широковещательных рассылок по расширяющемуся кольцу (по согласованию с локальный маршрутизатор, чтобы получить сети на увеличивающихся расстояниях.) Позже была создана трехуровневая служба каталогов протокола центра обмена информацией для определения местоположения службы, и широковещательные рассылки по расширяющемуся кольцу использовались только для определения местоположения начальной службы обмена информацией.
Срок из-за тесной интеграции с Mesa в качестве базовой технологии многие из традиционных протоколов более высокого уровня не были частью самой системы XNS. Это означало, что все поставщики, использующие протоколы XNS, создали свои собственные решения для совместного использования файлов и поддержки принтеров. Хотя многие из этих сторонних продуктов теоретически могут взаимодействовать друг с другом на уровне пакетов, возможности вызова сервисов приложений друг друга были ограничены или отсутствовали. Это привело к полной фрагментации рынка XNS и было названо одной из причин того, что IP легко вытеснил его.
Протоколы XNS также включают протокол аутентификации и службу аутентификации чтобы поддержать это. После обращения в службу аутентификации для получения учетных данных этот протокол предоставил облегченный способ цифровой подписи вызовов процедур Courier, чтобы получатели могли проверять подпись и аутентифицировать отправителей через Интернет XNS без необходимости повторно связываться со службой аутентификации в течение протокол сеанса связи.
Язык печати Xerox, Interpress, был стандартом двоичного формата для управления лазерными принтерами. Разработчики этого языка Джон Варнок и Чак Гешке позже покинули Xerox PARC и основали Adobe Systems. Перед отъездом они осознали сложность задания двоичного языка печати, где функции сериализации задания печати были громоздкими и затрудняли отладку ошибочных заданий печати. Чтобы понять ценность задания как программируемого, так и легко отлаживаемого задания на печать в ASCII, Уорнок и Гешке создали язык Postscript в качестве одного из своих первых продуктов в Adobe.
Поскольку все 8000+ компьютеров в корпоративной интрасети Xerox использовали архитектуру Wildflower (разработанную Батлером Лэмпсоном), для микрокода существовал протокол удаленной отладки. По сути, функция просмотра и нажатия может останавливать и управлять состоянием микрокода машины серии C или D в любом месте на Земле, а затем перезапускать машину.
Также был протокол удаленной отладки для отладчика всемирной подкачки. Этот протокол может через «кусок» отладчика заморозить рабочую станцию, а затем просмотреть и вытащить различные части памяти, изменить переменные и продолжить выполнение. Если бы символы отладки были доступны, неисправную машину можно было бы удаленно отлаживать из любой точки Земли.
На последнем курсе Гарвардского университета, Боб Меткалф начал интервью в Джерри Элкинд и Боб Тейлор в Xerox PARC оказали теплый прием нескольким компаниям, которые начинали работать над объединенными в сеть компьютерными рабочими станциями, которые впоследствии стали Xerox Alto. Он согласился присоединиться к PARC в июле после защиты диссертации. В 1970 году, катаясь на диване в доме Стива Крокера во время посещения конференции, Меткалф взял со стола копию Proceedings of the Fall Joint Computer Conference. с целью заснуть во время чтения. Вместо этого он был очарован статьей о ALOHAnet, более ранней глобальной сетевой системе. К июню он разработал свои собственные теории сетей и представил их своим профессорам, которые отвергли их, и он был «выброшен мне на задницу».
Меткалф был принят в PARC, несмотря на его неудачную диссертацию, и Вскоре началась разработка того, что тогда называлось «ALOHAnet in a wire». Он объединился с Дэвидом Боггсом, чтобы помочь с электронной реализацией, и к концу 1973 года они создали работающее оборудование со скоростью 3 Мбит / с. Затем пара начала работать над простым протоколом, который будет работать в системе. Это привело к разработке системы PARC Universal Packet (Pup), и к концу 1974 года Pup успешно работал в сети Ethernet. Они подали патент на концепцию, Меткалф добавил несколько других имен, потому что он считал, что они заслуживают упоминания, а затем представили документ по концепции в Связи ACM на тему «Ethernet: распределенная коммутация пакетов для локального компьютера» Сети », опубликованный в июле 1976 года.
К 1975 году, задолго до того, как ПНП была завершена, Меткалф уже раздражался под жестким руководством Xerox. Он считал, что компании следует немедленно запустить Ethernet в производство, но не нашел особого интереса среди высшего руководства. Знаменательное событие произошло, когда профессора из знаменитой Лаборатории искусственного интеллекта MIT обратились к Xerox в 1974 году с намерением купить Ethernet для использования в своей лаборатории. Руководство Xerox отказалось, полагая, что Ethernet лучше использовать для продажи собственного оборудования. Затем лаборатория искусственного интеллекта продолжит создание своей собственной версии Ethernet, Chaosnet.
Меткалф в конце концов покинул Xerox в ноябре 1975 года и перешел в Transaction Technology, подразделение Citibank, которому было поручено продвинуть разработку продуктов. Однако семь месяцев спустя его заманил обратно в Xerox Дэвид Лиддл, который недавно организовал в Xerox подразделение разработки систем специально для вывода на рынок концепций PARC. Меткалф немедленно начал перепроектировать Ethernet для работы на скорости 20 Мбит / с и начал попытки переписать Pup в производственной версии. В поисках помощи по «Щенку» Меткалф обратился к Йогину Далалу, который в то время завершал диссертацию под руководством Винта Серфа в Стэнфордском университете. Далала также активно нанимала команда Боба Кана ARPANET (работающая над TCP / IP), но когда Серф ушел, чтобы присоединиться к DARPA, Далал согласился переехать в PARC и начал там в 1977 году.
Далал создал команду, в которую вошли Уильям Кроутер и Хэл Мюррей, и начал с полного обзора Pup. Далал также попытался продолжить работу по TCP, проводимую в DARPA, но в конце концов сдался и полностью сосредоточился на Pup. Далал объединил свой опыт работы с ARPANET с концепциями Pup, и к концу 1977 года они опубликовали первый проект спецификации Xerox Network System. По сути, это была версия Pup с добавленной концепцией сокетов и объединенной сети, которая позволяла маршрутизаторам пересылать пакеты через подключенные сети.
К началу 1978 года новая система работала, но руководство все еще не предпринимало никаких действий. коммерциализировать это. Как выразился Меткалф:
Когда я вернулся в Xerox в 1976 году, у нас было около двух с половиной лет с момента поставки продукта, а в 1978 году у нас было около двух с половиной лет с момента поставки продукта.
Когда никаких дальнейших действий не было. В ближайшее время Меткалф покинул компанию в конце 1978 года.
Последний раз использовался Xerox для связи с издательской системой DocuTech 135, XNS больше не используется. use, из-за повсеместного распространения IP. Тем не менее, он сыграл важную роль в развитии сетевых технологий в 1980-х годах, побудив поставщиков программного и аппаратного обеспечения серьезно задуматься о необходимости вычислительных платформ для одновременной поддержки нескольких стеков сетевых протоколов.
Большое количество проприетарных сетевых систем были непосредственно основаны на XNS или предлагали незначительные вариации по теме. Среди них были Net / One, 3+, Banyan VINES и Novell IPX / SPX. Эти системы добавили свои собственные концепции поверх системы адресации и маршрутизации XNS; VINES добавила службу каталогов среди других служб, а Novell NetWare добавила ряд служб, ориентированных на пользователя, таких как печать и совместное использование файлов. AppleTalk использовал маршрутизацию, подобную XNS, но имел несовместимые адреса с использованием более коротких номеров.
XNS также помог проверить проект сетевой подсистемы 4.2BSD, предоставив второй набор протоколов, который значительно отличался от протоколов Интернета; реализуя оба стека в одном ядре, исследователи из Беркли продемонстрировали, что конструкция подходит не только для IP. В конечном итоге потребовались дополнительные модификации BSD для поддержки всего диапазона протоколов Open Systems Interconnection (OSI).
