ARCNET

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 y se popularizó en la década de 1980 para tareas de automatización de oficinas. Posteriormente , se aplicó a sistemas embebidos, donde ciertas características del protocolo resultan especialmente útiles.

La versión original de ARCNET utilizaba cable coaxial RG-62/U con una impedancia de 93 Ω y concentradores pasivos o activos en una topología de bus en estrella . En su apogeo, esto representó una ventaja significativa de ARCNET sobre Ethernet delgada ( 10BASE2 ). La topología en estrella facilitaba la construcción, expansión y mantenimiento en comparación con el bus Ethernet lineal de la época. Esta topología de cableado en "estrellas interconectadas" permitía añadir y eliminar nodos fácilmente sin interrumpir la conexión de toda la red, y facilitaba enormemente el diagnóstico y el aislamiento de fallos en una LAN compleja.

Otra ventaja significativa que ARCNET tenía sobre Ethernet era la distancia del cable. Los cables coaxiales de ARCNET podían extenderse hasta 610 m (2000 pies) entre concentradores activos o entre un concentrador activo y un nodo final, mientras que el cable Ethernet delgado RG-58 (50 Ω) estaba limitado a una longitud máxima de 185 m (607 pies) de extremo a extremo. ^{[ 7 ]}     

ARCNET tenía la desventaja de requerir un concentrador activo o pasivo entre nodos si había más de dos nodos en la red, mientras que Ethernet permitía colocar los nodos en cualquier punto a lo largo del cable coaxial lineal. Sin embargo, los concentradores pasivos de ARCNET eran muy económicos, ya que consistían en una caja pequeña y sencilla sin alimentación con cuatro puertos BNC, cableados con una simple configuración en estrella de cuatro  resistencias de 47 Ω ^{[ 8 ]} , por lo que la desventaja no era significativa. Esta desventaja también puede verse como una ventaja: a menudo, el costo de un concentrador pasivo de ARCNET de 4 puertos era menor que el de los 4 conectores BNC en T y los 2 terminadores que requiere Ethernet delgado para conectar 4 computadoras. A diferencia de los conectores BNC en T, que a veces podían ser difíciles de obtener en los inicios de Ethernet, un concentrador pasivo de ARCNET se podía fabricar fácilmente en el campo con 9 piezas fácilmente disponibles: 4 conectores, 4 resistencias y una caja para alojarlos.

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. Los puertos no utilizados en ambos tipos de concentradores debían terminarse con un conector especial. Este conector especial, llamado terminador, es simplemente un conector BNC con una resistencia de 93 Ω. Ethernet delgada también requiere terminadores casi idénticos en ambos extremos, con la única diferencia de que Ethernet utiliza una resistencia de 50 Ω.    

Para reducir costos y, al mismo tiempo, mantener una amplia cobertura, era común utilizar uno o más concentradores activos interconectados, cada uno de los cuales proporcionaba cobertura a nodos ubicados a no 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. Posteriormente, se conectaba un concentrador pasivo al extremo del cable, y desde este se tendían cables localmente, lo que permitía la conexión de hasta tres nodos. De esta manera, un único concentrador activo de 8 puertos podía utilizarse para conectar 24 dispositivos en red en un área de hasta 120 m (400 pies) de diámetro.      

ARCNET solo permitía 255 nodos por red. Los identificadores de nodo para las estaciones de trabajo 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 mediante puentes. El reducido número de nodos posibles y la necesidad de configurar manualmente los identificadores suponían una desventaja en comparación con Ethernet, sobre todo a medida que las grandes redes empresariales se volvían más comunes.

Para gestionar el acceso al bus , ARCNET, al igual que Token Ring, utiliza un esquema de paso de token , en lugar del enfoque de acceso múltiple con detección de portadora de Ethernet. Cuando los pares están inactivos, se envía un único mensaje de "token" a través de la red de máquina a máquina, y ningún par puede usar el bus a menos que tenga el token. Si un par desea enviar un mensaje, espera a recibir el token, envía su mensaje y luego lo pasa a la siguiente estación. Dado que ARCNET se implementa como una estrella distribuida, el token no se puede pasar de máquina a máquina en un anillo. En cambio, a cada nodo se le asigna una dirección de 8 bits (generalmente mediante 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. El token se pasa entonces directamente de un nodo al siguiente.

Históricamente, cada enfoque tenía sus ventajas: ARCNET añadía un pequeño retardo en una red inactiva mientras una estación emisora ​​esperaba a recibir el token, pero el rendimiento original de Ethernet, de medio compartido con CSMA/CD, se degradaba drásticamente si demasiados pares intentaban transmitir al mismo tiempo, debido al tiempo que requerían los procesadores más lentos de la época para procesar y recuperarse de las colisiones. ^{[ 9 ]} ARCNET tenía un rendimiento ligeramente inferior en el mejor de los casos (visto por un solo flujo), pero era mucho más predecible. ARCNET también tiene la ventaja de que alcanzaba su mejor rendimiento agregado bajo la carga más alta, acercándose asintóticamente a su rendimiento máximo. Si bien el rendimiento en el mejor de los casos era inferior al de Ethernet, el caso general era equivalente y el peor caso era drásticamente mejor. Una red Ethernet podía colapsar cuando estaba demasiado ocupada debido a colisiones excesivas. Una ARCNET continuaría funcionando con un rendimiento normal (o incluso mejor). El rendimiento en una Ethernet multinodo basada en colisiones estaba limitado a entre el 40 % y el 60 % del uso del ancho de banda (dependiendo de la fuente). Si bien ARCNET de 2,5 Mbit/s llegó a superar a Ethernet de 10 Mbit/s en una oficina con mucho tráfico y procesadores lentos, ARCNET acabó cediendo terreno a Ethernet a medida que la mejora en la velocidad de los procesadores redujo el impacto de las colisiones en el rendimiento general y los costes de Ethernet disminuyeron.

A principios de la década de 1980, ARCNET era mucho más barato que Ethernet, en particular para PC. Por ejemplo, en 1985 SMC vendía tarjetas ARCNET por alrededor de 300 dólares estadounidenses , mientras que una tarjeta Ethernet Ungermann-Bass más un transceptor podía costar 500 dólares estadounidenses .

Otra diferencia significativa es que ARCNET proporciona al remitente un estado definitivo de éxito o fracaso en la entrega al receptor antes de que el token se transmita al siguiente nodo. Esto permite una recuperación de fallos mucho más rápida dentro de los protocolos de nivel superior, en lugar de tener que esperar a que se agote el tiempo de espera para las respuestas previstas. Además, ARCNET no desperdicia tiempo de red transmitiendo a un nodo que no está preparado para recibir el mensaje, ya que la consulta inicial a nivel de hardware establece que el receptor puede y está listo para recibir el mensaje completo antes de enviarlo a través del bus.

Otra ventaja de ARCNET sobre Ethernet basado en colisiones es que garantiza un acceso equitativo al bus para todos los nodos de la red. Si bien la obtención del token requiere tiempo, dependiendo del número de nodos y del tamaño de los mensajes que se envían, un nodo siempre lo recibirá dentro de un tiempo máximo predecible. Por lo tanto, es determinista . Esto convirtió a ARCNET en un sistema de red en tiempo real ideal , lo que explica su uso en los mercados de sistemas embebidos y control de procesos. Token Ring tiene cualidades similares, pero su implementación es mucho más costosa que la de 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 prácticamente han eliminado a ARCNET en la actualidad.

Inicialmente, el sistema se implementó utilizando el cable coaxial RG-62/U , comúnmente usado en entornos de mainframes IBM para conectar terminales y controladores 3270 , pero posteriormente se agregó compatibilidad con cable de par trenzado y fibra óptica. A las velocidades más bajas de ARCNET ( 2,5 Mbit/s ), el cable Cat-3 es suficiente para su funcionamiento. Algunos productos de par trenzado de ARCNET admitían tendidos de cable de más de 610 m (2000 pies ) en cable Cat-3 estándar, superando con creces cualquier alcance de Ethernet en cualquier tipo de cable de cobre.  

A principios de la década de 1990, Thomas-Conrad Corporation desarrolló una topología de 100 Mbit/s llamada TCNS basada en el protocolo ARCNET, que también admitía medios RG-62, par trenzado y fibra óptica. ^{[ 10 ]} TCNS tuvo cierto éxito hasta que la disponibilidad de Ethernet de 100 Mbit/s de menor costo puso fin al despliegue general de ARCNET como protocolo LAN.

Sin embargo, debido a su sencillez y robustez, los controladores ARCNET todavía se venden y se utilizan en aplicaciones industriales, integradas y automotrices.

• Lista de anchos de banda de los dispositivos

• Estándar ARCNET ATA 878.1-1999
• RFC 1201 Transmisión de tráfico IP a través de redes ARCNET 
• Centro de recursos de ARCNET
• SOHARD Embedded Systems GmbH - Fabricante europeo de productos ARCNET
• Historia de Datapoint, incluyendo el desarrollo de ARCnet / ARCnet Plus.