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20.02.1981 - 

Am Beispiel von Decnet, Internet und DNA:

Was DV-Netzwerke schon können und künftig leisten werden

Die Digital Equipment Cooperation (DEC) hat kürzlich ihr erstes "Packetnet System Interface" (PSI) für Europa zum Vertrieb freigegeben. Es ermöglicht Betreibern von DEC-Computern den Zugang zum französischen Paketvermittlungsnetzwerk Transpac. Die Paketvermittlung über ein öffentliches Netzwerk ist noch am Anfang und eine neue Variante unter den Netzwerk-Architekturen. Ihr Hauptvorteil werden niedrigere Leitungskosten, die die Datenfernverarbeitung wirtschaftlicher machen, und die Eliminierung bestimmter Kompatibilitätsprobleme sein. Neuen Benutzergruppen wird sich der Zugang zur DFV und zur dezentralen Datenverarbeitung eröffnen. Am Beispiel von Digital Equipment ist darstellbar, was Netzwerkprodukte heute schon leisten und was künftig möglich sein wird.

Von dezentraler oder "verteilter" Datenverarbeitung - neudeutsch "Distributed Processing" - redet heute praktisch jeder sich auf dem DV-Markt tummelnde Anbieter und hat dafür in mehr oder weniger großem Umfang Hard- und Softwareprodukte anzubieten. Digital setzte schon vor rund 20 Jahren, als andere gerade begannen, auf der "zentralen" Klaviatur zu spielen, auf die benutzernahe DV. Deshalb sieht sich DEC als Pionier der dezentralisierten Datenverarbeitung mit einem breiten Produktspektrum für die verschiedensten DV-Aufgaben bei Anwendern jeder Größenordnung. Auch auf dem Gebiet der Netzwerk-Architektur, durch die verschiedene dezentrale Systeme wieder zusammengeschlossen werden können, war Digital ein Frontrenner. Die neuen Aktivitäten auf dem Sektor der Paketvermittlungstechnik zeigen, daß man auch künftig die Nase vorn haben will. Richard Woods, Product Manager, kommentierte die beiden ersten PSI-Releases (das erste war für das kanadische Paketvermittlungsnetz) mit den Worten: "This shows our determination to remain leader in destributed processing" - was man frei mit "wir sind entschlossen vorn zu bleiben" übersetzen kann.

Generelles Ziel einer Netzwerk-Architektur ist es, "entfernte" Rechnersysteme miteinander kommunizieren zu lassen, wobei es darum geht, die Leitungskosten niedrig, die Antwortzeiten kurz und die DV-Verfügbarkeit hoch zu halten. Grundsätzlich kann zwischen drei Arten der Netzwerkverbindung unterschieden werden:

- Verbindung von Computern des gleichen Herstellers.

- Verbindung von Computern unterschiedlicher Hersteller.

- Verbindung von Computern über ein öffentliches Netzwerk.

Der "direkte Draht" läßt sich bei "lokalen" Netzen unter Umständen durch eine eigene Verkabelung, sonst aber nur unter Einschaltung der Post herstellen. Dabei kann zwischen einer Standleitung (ständige feste Verbindung über eine Quasi-Telefonleitung), einer Wählleitung oder demnächst dem Datex-P-Netz gewählt werden. Bei Stand- oder Wählleitungen wird bit- oder zeichenorientiert übertragen, bei Datex-P in Datenblöcken, wobei gewisse Normen zu beachten sind. Für Datex-P läuft seit August 80 der offizielle Probebetrieb. Anwender und Hersteller können vorerst kostenlos den Betrieb über das Datex-P-Netz beziehungsweise ihre hierfür erforderlichen Interfaces testen. Die Schnittstellen-Hard- und Software benötigt eine Postzulassung. Mitte 1981 soll es dann richtig mit Datex-P losgehen.

Netzwerk-Architekturen werden von Mainframern wie IBM, Sperry Univac, Honeywell Bull, aber auch von MDT-Anbietern wie Nixdorf und Philips sowie von "klassischen" Minicomputerherstellern wie Digital Equipment und Hewlett-Packard angeboten. Die bisher am weitesten entwickelte Netzwerkstruktur ermöglicht den Zusammenschluß von Rechnern desselben Herstellers, die auf gemeinsame Dateien, Programme und Betriebsmittel zugreifen. Die einschlägige Netzwerksoftware von Digital heißt Decnet. Bisher wurden drei Releases freigegeben. Phase I wurde 1975 eingeführt und bietet unter anderem folgende Funktionen:

- Task-to-Task-Übertragungen.

Programme eines Systems können interaktiv mit Programmen eines anderen Systems kommunizieren.

- Punkt-zu-Punkt-Übertragungen.

Hier verkehren zwei Systeme über eine zuvor festgelegte physikalische Verbindung miteinander.

- Down-Line-System-Loading. Ein System mit Plattenspeicher kann ein System ohne Plattenspeicher laden, damit sind auch kleinere Systeme ohne Massenspeicher an ein Netz anschließbar.

- Down-Line-Task-Loading. Ein Programm kann an einem Ort, der vom Einsatzort des Programmes weit entfernt, ist entwickelt, gespeichert und gepflegt und in den Rechner am Einsatzort geladen werden.

Decnet Phase II wurde im März 1978 angekündigt und erweiterte die Funktionen der Phase I auf heterogene Netze. Wenn vorher nur DEC-Computer mit dem gleichen Betriebssystem zusammenarbeiten konnten, so war das jetzt auch für Digital-Rechner mit unterschiedlichen Betriebssystemen (zum Beispiel RT-11, VAX/VMS) möglich. Bei Decnet Phase II kamen weitere Funktionen hinzu, die häufig in kleinen Netzwerken benötigt werden wie:

- Übertragung von Dateien. Files können von einem System zum anderen "remote" transportiert werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß beide die gleiche Befehlsstruktur verwenden. Decnet übersetzt die Befehle automatisch.

- Zugriff zu entfernten Ressourcen. Der Benutzer eines Systems verwendet die Ressourcen (Dateien, Drucker, Plattenspeicher oder sonstige Peripheriegeräte) eines andern Systems, als ob sie Teil des lokalen Systems wären.

- Befehlsferneingabe. Ein System weist ein anderes "entferntes" an, ein bestimmtes Programm auszuführen und kann dann den Output sich übermitteln und auf der eigenen Peripherie ausgeben lassen.

Im Frühjahr 1980 kündigte Digital Equipment Decnet Phase III an, deren zusätzliche Fähigkeiten laut Hersteller große Netzwerke praktischer und kosteneffizienter machen. Das geschieht durch verbesserte Verwaltungssoftware, Verringerung der Leitungskosten und Erhöhung von Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzwerkes.

Neue Funktionen sind:

- Adaptive Wahl des Übertragungsweges. Der kostengünstigste Übertragungsweg wird automatisch ermittelt. Bei Leitungs- oder Systemstörungen werden die Wege dynamisch geändert, wobei die Integrität der Nachricht intakt bleibt und Störfälle für den Benutzer transparent sind.

- Multipoint-Kommunikation. Eine einzelne Leitung wird von mehreren Netzwerksystemen gemeinsam benutzt.

- Netzwerk-Befehlsterminal. Ein Terminalbenutzer kann alle Standarddienstprogramme des "entfernten" mit dem gleichen Betriebssystem arbeitenden Computers und des Netzwerkes benutzen, die vom "Dialogpartner" unterstützt werden.

- Erweiterte Netzwerkverwaltung. Die Produkte von Decnet Phase III ermöglichen Netzwerkmanagern den Zugriff zu statistischen und Fehlerinformationen über die Funktion von Systemen und Verbindungsleitungen an jedem beliebigen Punkt des Netzwerkes. Hard- und Softwareprobleme werden über umfangreiche Rückschleifeneinrichtungen lokalisiert. Der Netzwerkmanager kann dann (unbemerkt vom Netzwerkbenutzer) bis zur Durchführung der Reparatur die Wahl der Übertragungswege und anderer Verbindungspfade dynamisch steuern, um die Fehlerpunkte zu umgehen.

Zwischen den Netzwerkprodukten von Decnet Phase II und III besteht Kompatibilität, das heißt in ein bestehendes Netzwerk können neue Funktionen eingefügt werden, ohne vorhandene Anwendungen ändern zu müssen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Netzwerkprodukten, die zur Unterstützung einer einzigen Kommunikationsschnittstelle ausgelegt sind, wurden die Decnet-Produkte für einen breiten Bereich verschiedener Schnittstellen entwickelt. Der Anwender hat dadurch die Möglichkeit Kommunikationsverbindungen auf der Basis von Kostenüberlegungen und tatsächlichen Datenverkehrs-Volumen einzurichten.

Die Decnet-Systemarchitektur ermöglicht es, daß sämtliche DEC-Computer remote miteinander kommunizieren können. Die Betriebssysteme RT-11 (CTS-300), RSX-11N, RSTS/E (CTS-500), VMS (VAX), TOPS-10, TOPS-20 sind alle mit Decnet-Funktionalität ausgestattet.

Internet schlägt Brücke zu anderen Computern

Mit der Internet-Produktfamilie hat Digital Equipment die Brücke zu Systemen anderer Hersteller geschlagen, nach dem Gesetz der großen Zahl vor allem für IBM-Computer. Internet arbeitet mit Standard-Kommunikationsprotokollen. Der SNA-Protokoll-Emulator ebnet Digital-Computern den Zugriff zu SNA-Netzwerken und zwar auf Task-to-Task-Basis. Eine Vielzahl von 32171-Protokoll-Emulatoren gestatten das Zusammenarbeiten verschiedenster DEC-Systemprodukte mit großen IBM-Rechnern, die mit IMS/VS und CICS/VS laufen (/370-115 bis -168, 3031, 3032, 3033), unter dem Zugriff von BTAM, TCAM oder VTAM. Eine Auswahl von Bisync-Protokoll-Emulatoren für Stapelverarbeitung erlaubt Digital-Systemen jeder Größenordnung die Netzwerk-Verbindung zu IBM-Mainframes beziehungsweise zu IBM-kompatiblen Systemen, die unter RES, JES, Power und/oder HASP betrieben werden. Im Stapelverarbeitungs-Modus können Transaktionen ausgeführt werden zur Datenübertragung, zur Programmentwicklung und zur Steuerung von Programmen (Jobferneingabe). Es sind auch Internet-Produkte verfügbar, die Übertragungsprotokolle von Control Data, Univac und Siemens emulieren. Internet ist vor allem für jene Anwender interessant, die Großrechner mit Minis koppeln wollen, wobei natürlich auch eine "Paarung" Mini zu Mini möglich ist.

- Paketvermittlungsnetze. Die Paketvermittlung arbeitet mit sogenannten logischen beziehungsweise virtuellen Verbindungen.

Bei einer festen virtuellen Verbindung sind zwei Datenstationen logisch ständig miteinander verbunden. Es kann auch eine "gewählte" virtuelle Verbindung hergestellt werden. Die Anschlüsse lassen sich durch Adressenmultiplex vielfach nutzen. Theoretisch können bis zu 4096 logische Kanäle an einen physikalischen Anschluß "angekoppelt" werden. Bei der Paketvermittlung werden Daten zu Blöcken, unterschiedlicher Länge zusammengefügt, die mit Zieladressen und Steuerinformationen versehen sind. Die Datenblöcke werden dann als "Paket" über das Netz gesendet.

Ein Paketvermittlungsnetz weist Schnittstellen auf, die mit Hilfe von Protokollen den Datentransport einheitlich regeln. Diese Protokolle sind für den westeuropäischen Bereich von der CCITT festgelegt worden. Allerdings sind die Schnittstellen-Empfehlungen nur grob gefaßt. So variiert die X.25-Schnittstelle, über die Systeme an das Paketvermittlungsnetz anschließbar sind, unter anderem in den einzelnen Ländern in der Länge der Datenblöcke und in den Steuerinformationen. Deshalb sind die Hardware-Hersteller gezwungen, für jedes nationale Paketvermittlungsnetz ein eigenes X.25-Interface zu entwickeln. Mit Hilfe einer PAD (Packet Assembler/Disassembler Facility) können auch Terminals direkt an das Netz angeschlossen werden. (Die Schnittstellen sind in den CCITT-Empfehlungen X.3, X.28 und X.29 definiert). Dabei sind einige Restriktionen zu beachten. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt maximal 1200 Bits/s. (über eine X.25 Schnittstelle bis zu 48 000 Bit/ s.). Beim PAD-Zugang können keine Mehrfachanschlüsse hergestellt und keine festen virtuellen Verbindungen aufgebaut sowie keine Teilnehmerbetriebsklassen gebildet und es kann nicht mit Subadressen gearbeitet werden.

Die für den Netzwerkbetrieb erforderlichen Protokolle können in zwei Gruppen unterteilt werden, in Transportprotokolle und "höhere" Protokolle, die sich in verschiedene Ebenen einteilen lassen. Die Bundespost bietet über Datex-P nur die Leistungsmerkmale der ersten drei Levels (Ebenen der physikalischen Verbindung, der Datenkommunikation und der eigentlichen Übertragung). Für diese drei Ebenen gibt es sogenannte X.-Empfehlungen des CCITT, die für jeden verbindlich sind, der an Datex-P partizipieren will. Wenn davon die Rede ist, daß über das Datex-P-Netz nichtkompatible Rechner miteinander kommunizieren können, so geht das vorerst nur bis zum Level 3 der ISO-Klassifizierung. Für Funktionen wie End-zu-End-Kontrolle, Steuerung von logischen Verbindungen zwischen Prozessen, Datenbereitstellung und Anpassung an die Steuermechanismen der Verarbeitungsprozesse (Protokollebenen 4 bis 7) fühlt sich die Post bisher nicht zuständig und wohl auch künftig nicht, da sie für den reinen Datentransport über das Paketnetz nicht erforderlich sind. Von Level 4 bis 7 sind "benutzerseitige Vereinbarungen" zu treffen, wie es die Post nennt. Und hier liegt eine gewisse Gefahr, daß die Kommunikation zwischen nicht miteinander kompatiblen Systemen doch nicht so allumfassend sein wird, wie apostrophiert. Bei den sogenannten höheren Ebenen geht es um Funktionen, die beispielweise Decnet bereits bietet wie Übertragung von Dateien, Nutzung von entfernten Ressourcen. CCITT-Empfehlungen gibt es für Level 4 bis 7 noch nicht, Hersteller wie DEC wollen jedoch schon jetzt Interfaces erstellen, die höhere Ebenen über Datex-P ermöglichen. Das Problem ist dabei mit den Schnittstellen möglichst nahe an die künftigen X.-Empfehlungen heranzukommen. Für Level 4 (End-zu-End-Kontrolle) zeichnet sich der Inhalt des Protokolls schon klar ab.

Öffentliche Paketvermittlungsnetze sind bereits in Betrieb oder befinden sich in Planung oder Aufbau in USA (Telenet), Großbritannien (PSS), Holland (DN1) und der Bundesrepublik Deutschland (Datex-P). Ein weiteres Netz ist Euronet, das vorrangig die Bedürfnisse der Kommission der Europäischen Gemeinschaften decken soll. Die Bundespost möchte den von der Kommission nicht beanspruchten Teil der Netzkapazitäten für den grenzüberschreitenden Datenverkehr benutzen, wobei in bezug auf höhere Protokolle die gleiche Situation wie bei den nationalen Paketvermittlungsnetzen gegeben ist. Euronet soll vor allem den Zugang zu Datenbanken erleichtern, was benutzerseitige Definitionen und Normierungen der "höheren" Schnittstellen erfordert. Zwischen den einzelnen nationalen Netzen soll künftig auf der X.25-Basis ebenfalls kommuniziert werden können.

Für Datex-P verfügt Digital Equipment bereits über ein Interface, das beim Hahn-Meitner-Institut in Berlin installiert wurde. Es ist mikroprozessorgesteuert und für DEC-Rechner mit RSX-11/M-Betriebssystemen einsetzbar. Digital selbst läßt Rechner des DEC-eigenen technischen Marketing-Centers in München und jene eines weiteren Support-Centers des Unternehmens in Frankfurt oder Köln über die Paketvermittlungstechnik miteinander kommunizieren. Damit möchte Digital Equipment im Rahmen des Datex-P-Probebetriebes die Erprobung des Produkts und Demonstrationen durchführen. Darüber hinaus ist Digital stark an Kontakten zu anderen Stellen interessiert, die ebenfalls an Paketnetzwerkinterfaces für höhere Protokollebenen "tüfteln". Im übrigen soll bei der PSI-Entwicklung den Betriebssystemen für die PDP-11 und die VAX-Computer erste Priorität zugeordnet werden. Durch die Integration von X.25 in die Digital Network Architecture (DNA) können künftig von Decnet unterstützte lokale Netzwerke mit öffentlichen X.25- Netzwerken verbunden werden. Diese Tatsache dürfte die Datenfernverarbeitungsmöglichkeiten der Netzwerk-Betreiber wesentlich erweitern.

Erste PSI-Erfahrungen in Frankreich

Bei der Gestaltung der deutschen PSIs kann DEC auf das mit dem einschlägigen französischen Release gewonnene know how aufbauen. Das dortige Interface RSX-11 PSI/FR ist ein Softwareprodukt für RSX-11M- und kann über Transpac die Verbindung zu anderen Digital-Computern und zu Computern anderer Hersteller gleichermaßen aufnehmen, wenn auf den empfangenden Systemen das X.25-Leitungsprotokoll implementiert ist. RSX-11 PSI/FR sieht außerdem den Zugriff zu RSX-11 Systemen über Terminals vor, die an eine Transpac-PAD entsprechend den X.3, X.28 und X.29 Protokollen angeschlossen sind. Das Interface von DEC unterstützt speziell X.21 auf der Ebene der physikalischen Verbindung, auf der Ebene der Datenkommunikation das Link-Access-Protokoll (LAP) von HDLC und das X.25-Paket-Protokoll auf der Ebene der Paketvermittlung für die synchrone Übertragung auf 4-Drahtleitungen, Vollduplex mit 2400, 4000 und 9600 Bits/s. Ein zusätzliches X.25-Dienstprogramm macht es dem Anwender möglich, auch zwischen Terminals Nachrichten zu senden und zu empfangen und Dateien zwischen Systemen, die unter dem Betriebssystem RSX-11 laufen, auszutauschen. Die letztgenannte Funktion entspricht der Ebene 6, die zu den höheren Protokollen gehört und unter anderem für den Zugriff auf Datenbanken benötigt wird.

Mit den künftigen PSI-Releases für das Datex-P-Netz will DEC jenen deutschen Anwendern den Zugang zur Datenfernverarbeitung ermöglichen, die hier bisher aus Kostengründen passen mußten.

Digital in München umschreibt den Hauptbenutzerkreis für Datex-P mit den Kriterien:

- geographisch verteilte Firmen,

- mittleres Datenvolumen für die Datenfernübertragung,

- keine kontinuierliche Übertragung von Daten;

- unterschiedliche Sende- und Empfangsgeschwindigkeiten der dezentralen Datenendgeräte,

- erwünschter Zugang zu bisher inkompatiblen Systemen.