Xerox Network Systems¶

Xerox Network Systems (XNS) — это семейство сетевых протоколов, разработанное корпорацией Xerox в конце 1970-х — начале 1980-х годов для использования в локальных вычислительных сетях (LAN). XNS стал одной из первых коммерческих реализаций концепции многоуровневой сетевой архитектуры, основанной на модели OSI, и оказал значительное влияние на развитие более поздних сетевых технологий, включая Novell NetWare (IPX/SPX) и протоколы Ethernet.

¶История

¶Предпосылки создания

В середине 1970-х годов исследовательский центр Xerox PARC (Palo Alto Research Center) разработал ряд ключевых технологий, ставших основой современных компьютерных сетей. Среди них были Ethernet (1973), протоколы передачи данных и операционная система Alto. Для объединения компьютеров Alto и принтеров в единую сеть требовалась стандартизированная сетевая архитектура, способная обеспечить надёжную передачу данных, разделение ресурсов и поддержку распределённых вычислений.

¶Разработка и внедрение

Первая версия XNS была разработана в 1979 году и включала три основных протокола: Internet Datagram Protocol (IDP), Sequenced Packet Protocol (SPP) и Routing Information Protocol (RIP). В 1980 году Xerox выпустила спецификацию XNS как открытый стандарт, что позволило другим компаниям, в том числе Novell, использовать его в своих продуктах. К 1983 году XNS был реализован на многих платформах, включая компьютеры Xerox Star, а также рабочих станциях от Sun Microsystems и IBM.

¶Упадок и наследие

С развитием протокола TCP/IP, который стал стандартом для Интернета, и появлением более простых и эффективных решений, таких как IPX/SPX от Novell, популярность XNS начала снижаться. К середине 1990-х годов большинство производителей перешли на TCP/IP, и Xerox прекратила активную поддержку XNS. Тем не менее, многие концепции, заложенные в XNS, были заимствованы и адаптированы в других протоколах, что делает его важным этапом в истории сетевых технологий.

¶Архитектура и протоколы

¶Модель OSI и XNS

XNS был спроектирован в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI), хотя на практике реализовывал только четыре уровня: физический, канальный, сетевой и транспортный. Прикладные протоколы, такие как Couriers, работали поверх транспортного уровня.

¶Основные протоколы

¶Internet Datagram Protocol (IDP)

IDP — протокол сетевого уровня, отвечающий за маршрутизацию и доставку дейтаграмм (пакетов) между узлами сети. Он обеспечивал негарантированную доставку (без подтверждения получения) и поддерживал адресацию, основанную на 32-битных сетевых адресах, разделённых на номер сети, номер узла и номер сокета. IDP стал прототипом для протокола IP в стеке TCP/IP.

¶Sequenced Packet Protocol (SPP)

SPP — протокол транспортного уровня, обеспечивающий надёжную, упорядоченную доставку данных с установлением соединения. Он гарантировал, что пакеты будут доставлены в правильном порядке, без дублирования и потерь. SPP был прямым предшественником протокола SPX (Sequenced Packet Exchange) в Novell NetWare.

¶Routing Information Protocol (RIP)

RIP — протокол динамической маршрутизации, используемый для обмена информацией о маршрутах между маршрутизаторами. В XNS RIP использовал алгоритм вектора расстояния (distance-vector) и поддерживал до 15 хопов (переходов) между узлами. Позднее RIP был адаптирован для TCP/IP (RFC 1058) и стал одним из первых протоколов маршрутизации в Интернете.

¶Дополнительные протоколы

• Error Protocol — протокол для передачи сообщений об ошибках, аналогичный ICMP в TCP/IP.
• Echo Protocol — протокол для проверки доступности узла (аналог Ping).
• Couriers — протокол прикладного уровня, обеспечивающий удалённый вызов процедур (RPC) и передачу файлов.

¶Адресация и формат пакета

¶Адресация

Каждый узел в сети XNS имел уникальный 48-битный адрес, состоящий из трёх частей:

• Номер сети (32 бита) — идентификатор логической сети.
• Номер узла (48 бит) — физический адрес сетевого интерфейса (например, MAC-адрес).
• Номер сокета (16 бит) — идентификатор приложения или процесса на узле.

¶Структура пакета IDP

Пакет IDP имел фиксированный заголовок длиной 30 байт, включающий:

• Контрольную сумму (2 байта) — опционально.
• Длину пакета (2 байта).
• Управляющую информацию (1 байт) — тип пакета (например, данные, маршрутная информация).
• Адрес назначения (12 байт) — сеть, узел, сокет.
• Адрес источника (12 байт) — сеть, узел, сокет.
• Поле данных (до 546 байт).

¶Применение

¶Локальные сети Xerox

XNS использовался в первую очередь для объединения компьютеров Xerox Star, Alto и других рабочих станций в корпоративных сетях. Он обеспечивал доступ к сетевым принтерам, файловым серверам и базам данных, а также поддерживал распределённые вычисления.

¶Влияние на Novell NetWare

Наиболее известное применение XNS получил в операционной системе Novell NetWare, где он был адаптирован и переименован в протоколы IPX (Internetwork Packet Exchange) и SPX (Sequenced Packet Exchange). IPX/SPX сохранили основные принципы XNS, но были оптимизированы для работы в локальных сетях и получили широкое распространение в 1980-х и 1990-х годах.

¶Другие реализации

Некоторые компании, такие как 3Com, Ungermann-Bass и Banyan Systems, использовали XNS в своих сетевых продуктах. Однако с ростом популярности TCP/IP и Ethernet, XNS постепенно вытеснялся из коммерческого использования.

¶Критика и ограничения

¶Сложность реализации

XNS требовал значительных вычислительных ресурсов и памяти, что делало его менее привлекательным для недорогих персональных компьютеров того времени. В отличие от более простых протоколов, таких как NetBEUI, XNS был сложен в настройке и администрировании.

¶Закрытость экосистемы

Хотя Xerox опубликовала спецификации XNS, фактическая поддержка и развитие протокола были сосредоточены внутри компании. Это ограничивало его распространение и интеграцию с продуктами других производителей.

¶Ограниченная масштабируемость

Алгоритм маршрутизации RIP, используемый в XNS, имел ограничение в 15 хопов, что делало его непригодным для крупных глобальных сетей. Кроме того, отсутствие механизмов агрегации маршрутов приводило к росту таблиц маршрутизации в больших сетях.

¶Интересные факты

• XNS был одним из первых протоколов, реализовавших концепцию «сокетов» (портов) для идентификации приложений.
• Протокол RIP, разработанный для XNS, до сих пор используется в некоторых сетях, хотя и в модифицированном виде (RIP версии 2 для IPv4).
• Xerox не получала лицензионных отчислений за использование XNS в Novell NetWare, что способствовало его быстрому распространению.

¶Источники

• Douglas E. Comer. «Internetworking with TCP/IP: Principles, Protocols, and Architecture» (6th edition). — Pearson, 2013.
• Andrew S. Tanenbaum. «Computer Networks» (5th edition). — Pearson, 2010.
• Xerox Corporation. «Xerox Network Systems Architecture». — Xerox, 1984.
• RFC 1058 — Routing Information Protocol (RIP). — Internet Engineering Task Force, 1988.
• James Martin. «Local Area Networks: Architectures and Implementations». — Prentice Hall, 1989.