TRAME

خطای اسکریپتی: پودمان «AfC submission catcheck» وجود ندارد. TRAME یا همان شبکه انتقال پیام‌ها نام دومین شبکه کامپیوتری در جهان شبیه به اینترنت بود که در یک ابزار الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت. مانند اینترنت، فناوری پایه سوئیچینگ بسته بود. توسط شرکت برق ENHER در بارسلونا توسعه یافته‌است. توسط همین ابزار ابتدا در کاتالونیا و آراگون اسپانیا و بعداً در جاهای دیگر مستقر شد. توسعه آن در سال ۱۹۷۴ آغاز شد و اولین روترها که در آن زمان گره نامیده می‌شدند، تا سال ۱۹۷۸ به کار گرفته شدند. این شبکه تا سال ۲۰۱۶ به مدت ۳۸ سال با به‌روزرسانی‌های متوالی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری فعال بود.

سرآغاز[ویرایش]

در سال ۱۹۷۴، سوئیچینگ بسته یک فناوری بود که فقط در محافل تحقیقاتی شناخته شده بود. این مفهوم در سال ۱۹۶۸ با همکاری پروژه تحقیقاتی آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته ایالات متحده (ARPA) ARPANET آغاز شد. ایده بکارگیری مفهوم سوئیچینگ بسته در شبکه‌های ارتباطی کنترل تاسیسات برق اولین بار در سال ۱۹۷۴ زمانی که شرکت برق سوئدی Vattenfall شروع به ایجاد شبکه سوئیچینگ بسته TIDAS خود کرد و توسط شرکت برق اسپانیایی دنبال شد، ظاهر شد. ENHER، که هدف آن کنترل از راه دور و خودکار کردن شبکه برق فشار قوی آن بود. برای این منظور، ENHER یک تیم خاص از افراد ایجاد کرد تا هم شبکه سوئیچینگ بسته و هم سیستم کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده (SCADA) را که سیستم کنترل از راه دور نیز نامیده می‌شود، توسعه دهند. تا سال ۱۹۷۸، چهار روتر TRAME اول در دسترس بودند و تا سال ۱۹۸۰، هشت مورد از آنها مستقر و فعال شدند. بردهای مدار چاپی (PCB) که خطوط ارتباطی را کنترل می‌کنند به یک PCB حافظه مشترک متصل شده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد داده‌ها و پیام‌ها را مبادله کنند. این پروژه همراه با برنامه اصلی آن، سیستم تله کنترل یا SCADA SICL توسعه یافته‌است که در ابتدا سخت‌افزار بسیار مشابهی با آن به اشتراک گذاشتند. حداکثر ظرفیت پیوند ۹۶۰۰ بیت بر ثانیه بود که در سال ۱۹۸۰ حداکثر ظرفیت ممکن در یک کانال صوتی با فرکانس ۴ کیلوهرتز در آن زمان بود. این کانال‌ها واحد اصلی سیستم‌های ارتباطی آنالوگ در حال استفاده بودند. در آن زمان، شرکت‌های برق از تماس‌های تلفنی یا پیوندهای اختصاصی با سرعت پایین (زیر ۱۲۰۰ بیت بر ثانیه) برای کنترل از راه دور استفاده می‌کردند، که معمولاً بین ده پست برق فشار قوی به اشتراک گذاشته می‌شد.

خدمات[ویرایش]

خدمات اساسی ارائه شده توسط شبکه SCADA برای خودکار کردن شبکه برق فشار قوی بود، در نتیجه کارایی عملیاتی را بهبود می‌بخشد، که تا آن زمان به صورت دستی با ارتباط تلفنی بین اپراتورهای انسانی کار می‌کرد. هر روتر TRAME با یک یا چند واحد پایانه راه دور (RTUs) سیستم کنترل از راه دور SICL مرتبط بود و همچنین دارای صفحه‌های متصل و بعداً رایانه‌های شخصی بود که در پست‌های برق برای تبادل پیام‌ها بین آنها و با مرکز کنترل واقع در بارسلونا قرار داشتند. این به نوعی سلف ایمیل امروزی بود. بعداً، در دهه ۱۹۹۰، پروتکل‌های دیگری (X.25، IP) توسعه یافتند که شامل پایانه‌های فناوری اطلاعات شرکت (IT)، سیستم‌های نظارت فیزیکی شرکت و سایر خدمات می‌شد. علاوه بر این، برنامه‌ها و پایانه‌هایی برای انتقال صدا و تصویر از طریق شبکه TRAME توسعه داده شدند.

پروتکل‌ها[ویرایش]

سیستم مسیریابی TRAME، مانند سیستم ARPANET اصلی، بر اساس الگوریتم بلمن-فورد بود، اما مانند شبکه TIDAS سوئدی، با «افق تقسیم»، اما با یک پیشرفت اولیه. این پروتکل اجازه می‌دهد تا مسیرهای بهینه در شبکه‌های مش شده برای هر بسته ارسالی پیدا شود و امکان استفاده مشترک از همان شبکه توسط چندین سرویس را فراهم می‌کند. در مقابل، فناوری سوئیچ مدار سنتی برای ایجاد مدارهای اختصاصی برای هر سرویس یا ارتباط استفاده می‌شود. آدرس دهی روترها و پایانه‌ها از یک سیستم اختصاصی با آدرس ۱۶ بیتی استفاده می‌کرد. این می‌تواند معادل IP معروف (پروتکل اینترنت) نسخه ۴ (IPv4) باشد که امروزه هنوز در اینترنت استفاده می‌شود و از آدرس‌های ۳۲ بیتی استفاده می‌کند. لازم است ذکر شود که در سال ۱۹۷۸، پروتکل IPv4 هنوز وجود نداشت، زیرا نسخه IPv4 مورد استفاده در اینترنت تا سال ۱۹۸۱ ظاهر نشد و در واقع تا مدت‌ها بعد در دسترس عموم قرار نگرفت.

پروتکل‌های خط نیز اختصاصی بودند و UCL (Unidad de Control de Línea) نامیده می‌شدند، "واحد کنترل خط")، که روترها را به هم مرتبط می‌کرد، و UTR (Unión TRAME-Remotas، پروتکل دسترسی. آنها برای ارائه بالاترین کیفیت خدمات مورد نیاز تابع تله کنترل/SCADA از نظر یکپارچگی داده‌ها و در دسترس بودن تنظیم شده توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیکی (IEC) IEC-870-5-1 و ANSI C37.1 طراحی شده‌اند. استانداردها، و به دلیل اینکه پروتکل مورد استفاده در آن زمان در شبکه‌های کامپیوتری شرکت‌ها، HDLC (کنترل لینک داده سطح بالا)، کیفیت کافی را برای کاربردهای صنعتی حیاتی ارائه نمی‌دهد. بعداً پروتکل‌های دیگری مانند X.25 و IP نیز با پروتکل‌های TRAME فوق‌الذکر سازگار شدند. در سال ۲۰۰۰، پروتکل UTR با استاندارد بین‌المللی IEC 60870-5-101/104 جایگزین شد.

در ابتدا کنترل جریان شبکه بر اساس مدیریت هشت اولویت داده در صف‌های انتظار سر خط (HOL) بود. بعداً و پس از چند آزمایش، یک روش کنترل جریان مبتنی بر کمی نشان‌دهنده تراکم مسیر و مدیریت شکاف بین بسته‌ها هنگام دسترسی به شبکه اتخاذ شد. این نیاز به اندازه‌گیری ظرفیت گلوگاه مسیر داشت. یک پروتکل انتها به انتها نیز برای برخی از جریان‌هایی که نیاز به حفظ نظم دارند مانند X.25 اضافه شد.

سیر تکاملی[ویرایش]

برای اینکه این فناوری ۳۸ سال دوام بیاورد، باید تکامل شدیدی را تحمل می‌کرد. ۴ نوع آن را در ادامه بررسی می‌کنیم.

TRAME 1[ویرایش]

این پروژه در سال ۱۹۷۴ آغاز شد و در سال ۱۹۷۸ اولین شبکه با چهار روتر قبلاً در شرکت برق ENHER نصب و در حال بهره‌برداری بود. در سال ۱۹۸۰، شبکه دارای هشت گره در حال کار بود. این سخت‌افزار مبتنی بر پردازنده Zilog Z80 بود و ساختار چند پردازنده ای با ۱۶ پردازنده با حافظه مشترک داشت. این نرم‌افزار در دفتر مرکزی ENHER واقع در بارسلونا توسعه یافته‌است و نحوه کار آن با استفاده از زبان اسمبلی Z80. بعد از سال ۱۹۸۰ نرم‌افزار شروع به نوشتن به زبان برنامه‌نویسی C کرد و برای این منظور از شبیه‌ساز HP64000 Logic Development System استفاده شد. سخت‌افزار توسط ISEL، یک INI (Instituto Nacional de Indústria) تولید شده‌است) شرکت.

سیستم مسیریابی یک نوع بلمن-فورد با افق تقسیم بود. این یک بهبود سیستم اصلی مسیریابی شبکه ARPA بود که از یک روش به روز رسانی اصلی تشکیل شده بود که امکان واکنش سریعتر به تغییرات را فراهم می‌کرد. تابع فاصله تعداد بسته‌های موجود در صف‌های انتظار خروجی به اضافه یک بود.

پروتکل‌های خط (UCL برای خطوط داخلی اتصال دهنده روترها و UTR برای دسترسی به شبکه) برای برآوردن الزامات سختگیرانه تنظیم شده برای کنترل از راه دور (SCADA) شبکه‌های برق فشار قوی (استانداردهای IEC-870-5-1 و ANSI C37.1) طراحی شده‌اند).

در ابتدا، آدرس‌ها تنها ۱۴ بیت برای آدرس دهی به روترها (که در آن زمان گره نامیده می‌شد) و دستگاه‌های متصل به آن‌ها بودند. آنها از دو فیلد تشکیل شده بودند، یک فیلد ۸ بیتی برای آدرس دهی روتر و یک آدرس فرعی ۶ بیتی برای آدرس دادن به پایانه‌های متصل به آن. آدرس گره به گره‌ها اختصاص داده شد و نه به انتهای پیوندها مانند اینترنت.

مزایای اساسی TRAME نسبت به سایر فناوری‌های مورد استفاده در تأسیسات برق در آن زمان تا حدی به دلیل خود فناوری بسته بود: توانایی مدیریت هر توپولوژی شبکه، سازگاری خودکار با تغییرات توپولوژیکی و ترافیک، ادغام فناوری‌های مختلف پیوند (دیجیتال). یا آنالوگ) و ظرفیت‌ها در یک شبکه واحد، ارتباط باز و غیرمتمرکز بین کاربران و دستگاه‌ها، ارتباط همزمان با چندین کاربر و مکان از یک اتصال فیزیکی واحد، و نظارت یکپارچه شبکه. در واقع، شبکه از همان ابتدا با یک مرکز نظارت متشکل از یک کامپیوتر و یک هیئت سینوپتیک واقع در دفتر مرکزی شرکت ارائه شد.

TRAME 2[ویرایش]

در سال ۱۹۹۰، TRAME 2 به‌طور کامل مستقر شد و TRAME 1 جایگزین شد. پردازنده سخت‌افزار جدید اینتل ۸۰۲۸۶ بود و ساختار سخت‌افزاری و ظاهر خارجی روترها بسیار شبیه به TRAME 1 بود. نرم‌افزار به زبان C نوشته شده بود و شبیه‌ساز فوق‌الذکر همچنان مورد استفاده قرار می‌گرفت.

پیشرفت‌هایی که نسبت به TRAME 1 ایجاد شد، معرفی پروتکل دسترسی استاندارد X.25 برای فعال کردن اتصال پایانه‌های شرکتی به شبکه، توانایی مدیریت ۶۴ کیلوبیت بر ثانیه خطوط دیجیتال جدید، افزایش ظرفیت سوئیچینگ، و معرفی پایان بود. پروتکل به انتها برای جلوگیری از از دست دادن بسته و درهم ریختگی همان‌طور که توسط X.25 مورد نیاز است.

یک پیشرفت مهم امکان استفاده از هومینگ دوگانه برای افزایش در دسترس بودن ترمینال بود. آنها می‌توانند توسط دو نقطه دسترسی به شبکه متصل شوند. برای این منظور، پایانه‌ها دارای دو آدرس، یک اولیه و یک ثانویه بودند.

در مورد آدرس دهی، در سال ۱۹۹۱ دو بیت برای نشان دادن شبکه به آدرس دهی اضافه شد؛ بنابراین فضای آدرس به ۱۶ بیت افزایش یافت و به این ترتیب، حداکثر چهار شبکه می‌توانستند آزادانه مانند یک شبکه به هم متصل شوند. این طرح آدرس دهی در نسخه‌های بعدی TRAME حفظ شد.

TRAME 3[ویرایش]

این سخت‌افزار دوباره یک ساختار چند پردازنده ای با ۱۶ پردازنده بود که یک حافظه مشترک داشتند، اما دومی یک PCB جداگانه نبود، بلکه بین 16 PCB توزیع شد تا از نقاط خرابی جلوگیری شود. اتصال متقابل PCBها با یک گذرگاه مولتی مستر با ظرفیت مشترک ۴۰ مگابیت بر ثانیه که توسط DIMAT, SA طراحی و ساخته شده‌است، انجام شد. همچنین شامل یک کانال سریال برای نگهداری، نظارت، برنامه‌ریزی مجدد و تنظیم مجدد ماژول‌های مختلف از طریق یک ترمینال متصل به آنها بود. این نرم‌افزار توسط ENHER با همکاری DIMAT, SA توسعه یافته‌است.

الگوریتم مسیریابی یکسان باقی ماند، اما تابع فاصله به یک تابع کمتر پویا تغییر یافت. یک روش کنترل جریان بر اساس اندازه‌گیری تراکم مسیر و نشان دادن معکوس به منبع معرفی شد.

بهبودهایی در TRAME2 شامل پشتیبانی IPv4، معرفی یک عامل نظارت بر SNMP، یک سیستم کنترل جریان جدید، یک متریک فاصله بهبود یافته‌است که سیستم را کمتر پویا می‌کند، و یک کار اجرایی خودکار برای بررسی دوره‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار.

TRAME+[ویرایش]

طراحی سخت‌افزار با حرکت به معماری واحد پردازشگر در هر گره، برخلاف سخت‌افزار سنتی TRAME، به‌طور اساسی اصلاح شد. دارای دو ماژول پایه جایگزین با ظرفیت‌های مختلف مبتنی بر پردازنده‌های Intel i960 CA و i960 RM با گذرگاه ۱ گیگابیت بر ثانیه برای ارتباط بین بردهای روتر مختلف. تعداد اینترفیس‌های فیزیکی تنها ده (هشت سریال + دو اترنت (10B2 یا 10BT)) بود، زیرا اترنت امکان اتصال چندین دستگاه را در یک شبکه LAN واحد فراهم می‌کرد. کانال سریال سرویس جلو هم داشت. با از دست دادن افزونگی (یک پردازنده در هر روتر)، گره مقداری در دسترس بودن را نسبت به نسخه‌های قبلی TRAME از دست داد. این به دلایل اقتصادی ناشی از این واقعیت انجام شد که شبکه به پست‌های کوچک‌تری که محدودیت‌های هزینه بیشتر است، گسترش می‌یابد. خانه‌سازی دوگانه می‌تواند در مکان‌هایی با شرایط دسترسی دقیق‌تر کمک کند.

پیشرفت‌هایی که نسبت به TRAME 3 انجام شد، توانایی مدیریت لینک‌های ظرفیت ۲ مگابیت بر ثانیه، روترهای کوچکتر و ارزان‌تر، دسترسی به اترنت و پروتکل‌های استاندارد و تغییر از پروتکل اختصاصی UTR به پروتکل‌های استاندارد بین‌المللی برای سیستم‌های اسکادا (IEC 60870-5-) بود. ۱۰۱ و IEC 60870-5-104) با انطباق اصلی با شبکه‌های سوئیچ بسته‌است. رده:شبکه‌های رایانه‌ای رده:صفحه‌های با ترجمه بازبینی‌نشده

This article "TRAME" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:TRAME. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.