Worldlex Wiki L'architecture de réseau système ( SNA ) est l'architecture réseau propriétaire d' IBM , créée en 1974 Il s'agit d'une pile de protocoles complète permettant l'interconnexion d'ordinateurs et de leurs ressources. La SNA décrit des formats et des protocoles, mais n'est pas un logiciel en soi. Sa mise en œuvre se fait par le biais de divers modules de communication, notamment la méthode d'accès aux télécommunications virtuelles (VTAM), le progiciel central de gestion des communications SNA.
Histoire
Le SNA a été rendu public dans le cadre de l'annonce « Advanced Function for Communications » d'IBM en septembre 1974, qui comprenait la mise en œuvre des protocoles SNA/SDLC ( Synchronous Data Link Control ) sur de nouveaux produits de communication :
- Terminal de communication IBM 3767 (imprimante)
- Système de communication de données IBM 3770
Ils étaient pris en charge par les contrôleurs de communication IBM 3704/3705 et leur programme de contrôle réseau (NCP), ainsi que par le système System/370 et son VTAM, et d'autres logiciels tels que CICS et IMS. Cette annonce fut suivie d'une autre en juillet 1975, qui présenta la station de saisie de données IBM 3760 , le système de communication IBM 3790 et les nouveaux modèles du système d'affichage IBM 3270.
L'architecture SNA a été conçue à une époque où l'industrie informatique n'avait pas encore pleinement adopté le concept de communication par couches. Applications, bases de données et fonctions de communication étaient alors intégrées au sein d'un même protocole ou produit, ce qui rendait sa maintenance et sa gestion complexes. L'architecture SNA a été principalement développée par le laboratoire de la division de développement des systèmes d'IBM à Research Triangle Park , en Caroline du Nord (États-Unis), avec l'aide d'autres laboratoires ayant mis en œuvre le cycle de vie du développement logiciel (SDLC) SNA. IBM a par la suite publié les détails dans ses manuels de la bibliothèque de référence système et dans l' IBM Systems Journal .
Il est encore largement utilisé dans les banques et autres réseaux de transactions financières, ainsi que dans de nombreuses agences gouvernementales. En 1999, on estimait à 3 500 le nombre d'entreprises possédant 11 000 ordinateurs centraux SNA . L'un des principaux composants matériels, le contrôleur de communication 3745/3746 , a été retiré du marché par IBM . IBM continue d'assurer la maintenance du matériel et de fournir des fonctionnalités de microcode aux utilisateurs. Un marché dynamique de petites entreprises continue de proposer les systèmes 3745/3746, leurs fonctionnalités, leurs pièces détachées et leurs services. IBM prend également en charge VTAM et le NCP requis par les contrôleurs 3745/3746.
En 2008, une publication d'IBM indiquait :
Avec la popularité et la croissance du protocole TCP/IP, l'architecture SNA évolue d'une véritable architecture réseau vers ce que l'on pourrait appeler une « architecture d'application et d'accès aux applications ». En d'autres termes, de nombreuses applications ont toujours besoin de communiquer au sein d'une architecture SNA, mais les protocoles SNA requis sont acheminés sur le réseau par IP.
Objectifs de l'analyse des réseaux sociaux (ARS)
Au milieu des années 1970, IBM se considérait avant tout comme un fournisseur de matériel informatique ; de ce fait, toutes ses innovations de cette période visaient à accroître ses ventes de matériel. L’objectif de SNA était de réduire les coûts d’exploitation d’un grand nombre de terminaux et, par conséquent, d’inciter les clients à développer ou à étendre des systèmes interactifs basés sur des terminaux plutôt que des systèmes de traitement par lots . Le développement de ces systèmes interactifs augmenterait les ventes de terminaux et, plus important encore, d’ordinateurs centraux et de périphériques, en partie grâce à l’augmentation du volume de travail effectué par les systèmes et en partie parce que le traitement interactif requiert une puissance de calcul par transaction supérieure à celle du traitement par lots.
Par conséquent, SNA visait à réduire les principaux coûts non informatiques et autres difficultés liées à l'exploitation de grands réseaux utilisant d'anciens protocoles de communication. Ces difficultés comprenaient :
- Souvent, une ligne de communication ne pouvait être partagée par des terminaux de types différents, car ils utilisaient des variantes des protocoles de communication existants. Jusqu'au début des années 1970, les composants informatiques étaient si coûteux et encombrants qu'il était impossible d'intégrer des cartes d'interface de communication universelles aux terminaux. Chaque type de terminal disposait d'une carte de communication câblée , compatible uniquement avec un seul type de terminal et non avec les autres terminaux connectés à la même ligne.
- Les protocoles pris en charge par les cartes de communication primitives étaient inefficaces. Chaque ligne de communication mettait plus de temps à transmettre des données que les lignes modernes.
- À l'époque, les lignes de télécommunications étaient de bien moindre qualité. Par exemple, il était quasiment impossible d'atteindre un débit supérieur à 19 200 bits par seconde avec une connexion commutée, en raison du taux d'erreur extrêmement élevé, contre 56 000 bits par seconde aujourd'hui ; et au début des années 1970, rares étaient les lignes louées qui dépassaient les 2 400 bits par seconde (ces faibles débits s'expliquent par la loi de Shannon dans un contexte technologique relativement rudimentaire).
Par conséquent, la gestion d'un grand nombre de terminaux nécessitait beaucoup plus de lignes de communication qu'aujourd'hui, notamment pour la prise en charge de différents types de terminaux ou pour l'utilisation de diverses applications (par exemple, sous CICS ou TSO) depuis un même emplacement. Sur le plan purement financier, les objectifs de SNA étaient d'accroître les dépenses des clients en systèmes basés sur des terminaux et, simultanément, la part d'IBM dans ces dépenses, principalement au détriment des opérateurs de télécommunications.
L'architecture SNA visait également à pallier une limitation inhérente aux mainframes System/370 d'IBM , héritées du System/360 . Chaque processeur pouvait se connecter à un maximum de 16 canaux d'E/S , et chaque canal pouvait gérer jusqu'à 256 périphériques, soit un maximum de 4 096 périphériques par processeur. À l'époque de la conception de SNA, chaque ligne de communication était comptabilisée comme un périphérique. Le nombre de terminaux avec lesquels ces puissants mainframes pouvaient communiquer était donc limité.
Composants principaux et technologies
Les progrès réalisés dans le domaine des composants informatiques ont permis de concevoir des terminaux dotés de cartes de communication plus performantes, capables d'exécuter un protocole de communication standard unique plutôt qu'un protocole allégé adapté à un seul type de terminal. De ce fait, plusieurs protocoles de communication multicouches ont été proposés dans les années 1970, parmi lesquels les protocoles SNA d'IBM et X.25 de l' UIT-T se sont imposés par la suite.
Les éléments les plus importants de l'analyse des réseaux sociaux (ARS) comprennent :
- Le programme de contrôle réseau IBM (NCP) est un programme de communication fonctionnant sur les processeurs de communication 3705 et 37xx ultérieurs qui, entre autres, implémente le protocole de commutation de paquets défini par SNA. Ce protocole remplissait deux fonctions principales :
- Il s'agit d'un protocole de transfert de paquets permettant aux processeurs de communication 37xx de fonctionner comme des routeurs , en acheminant les paquets de données vers le nœud suivant, qui peut être un ordinateur central, un terminal ou un autre processeur 37xx. Ces processeurs de communication ne prenaient en charge que les réseaux hiérarchiques avec un ordinateur central, contrairement aux routeurs modernes qui prennent en charge les réseaux pair à pair dans lesquels une machine en bout de ligne peut être à la fois client et serveur .
- Il s'agit d'un multiplexeur qui connectait plusieurs terminaux à une seule ligne de communication vers le processeur, levant ainsi les contraintes liées au nombre maximal de lignes de communication par processeur. Un 3705 pouvait prendre en charge un plus grand nombre de lignes (352 initialement), mais n'était comptabilisé que comme un seul périphérique par les processeurs et les canaux. Depuis le lancement de SNA, IBM a introduit des processeurs de communication améliorés, dont le plus récent est le 3745 .
- Le contrôle de liaison de données synchrone (SDLC), un protocole qui a considérablement amélioré l'efficacité du transfert de données sur une seule liaison :
- Il s'agit d'un protocole à fenêtre glissante , qui permet aux terminaux et aux processeurs de communication 3705 d'envoyer des trames de données l'une après l'autre sans attendre un accusé de réception de la trame précédente – les cartes de communication disposaient d'une mémoire et d'une capacité de traitement suffisantes pour se souvenir des 7 dernières trames envoyées ou reçues, demander la retransmission uniquement des trames contenant des erreurs et insérer les trames retransmises au bon endroit dans la séquence avant de les transmettre à l'étape suivante.
- Ces trames avaient toutes le même type d'enveloppe (en-tête et queue de trame) qui contenait suffisamment d'informations pour que les paquets de données provenant de différents types de terminaux soient envoyés le long de la même ligne de communication, laissant à l'ordinateur central le soin de gérer les différences de formatage du contenu ou des règles régissant les dialogues avec différents types de terminaux.
- Les terminaux distants (par exemple, ceux connectés à l'ordinateur central par des lignes téléphoniques) et les processeurs de communication 3705 seraient équipés de cartes de communication compatibles SDLC.
- Il s'agit du précurseur de la communication par paquets qui a finalement évolué vers la technologie TCP/IP actuelle . Le SDLC lui-même a évolué vers le HDLC , l'une des technologies de base pour les circuits de télécommunications dédiés.
- VTAM [ est un progiciel assurant les services de connexion, de gestion de session et de routage au sein du mainframe. Un utilisateur se connecte via VTAM à une application ou un environnement applicatif spécifique (par exemple, , IMS , DB2 ou TSO / ISPF ) . Un périphérique VTAM achemine ensuite les données de ce terminal vers l'application ou l'environnement applicatif approprié jusqu'à ce que l'utilisateur se déconnecte et, éventuellement, se reconnecte à une autre application. Les premières versions du matériel IBM ne permettaient de maintenir qu'une seule session par terminal. Dans les années 1980, des logiciels ultérieurs (principalement de fournisseurs tiers) ont permis à un terminal d'avoir des sessions simultanées avec différentes applications ou environnements applicatifs.
Avantages et inconvénients
SNA a retiré le contrôle de liaison du programme d'application et l'a placé dans le NCP. Cela présentait les avantages et les inconvénients suivants :
Avantages
- La localisation des problèmes sur le réseau de télécommunications était facilitée par le fait qu'une quantité relativement restreinte de logiciels gérait les liaisons de communication. Il existait un système unique de signalement des erreurs.
- L'ajout de capacités de communication à un programme d'application était beaucoup plus facile car le domaine complexe des logiciels de contrôle de liaison, qui nécessite généralement des processeurs d'interruption et des minuteries logicielles, était relégué au logiciel système et au NCP .
- Avec l'avènement des réseaux pair-à-pair avancés (APPN), la fonction de routage était assurée par l'ordinateur et non plus par le routeur (comme pour les réseaux TCP/IP). Chaque ordinateur gérait une liste de nœuds définissant les mécanismes de transfert. Un type de nœud centralisé, appelé nœud réseau, gérait des tables globales répertoriant tous les autres types de nœuds. L'APPN a rendu inutile la gestion des tables de routage APPC ( Advanced Program-to-Program Communication ) qui définissaient explicitement la connectivité de bout en bout. Les sessions APPN acheminaient le trafic vers les points de terminaison via d'autres types de nœuds autorisés jusqu'à atteindre leur destination. Ce fonctionnement est similaire à celui des routeurs pour le protocole Internet (IP) et le protocole NET (Netware Internetwork Packet Exchange) . (APPN est parfois désigné par PU2.1 ou Unité Physique 2.1. APPC, également parfois désigné par LU6.2 ou Unité Logique 6.2, était le seul protocole défini pour les réseaux APPN, mais faisait initialement partie des nombreux protocoles pris en charge par VTAM/NCP, avec LU0, LU1, LU2 (Terminal 3270) et LU3. APPC était principalement utilisé entre les environnements CICS, ainsi que pour les services de bases de données, car il contactait les protocoles de validation en deux phases). Les unités physiques étaient PU5 (VTAM), PU4 (37xx) et PU2 (Cluster Controller). Une PU5 était la plus performante et considérée comme principale pour toutes les communications. Les autres unités physiques pouvaient demander une connexion à une PU5, qui pouvait l'établir ou non. Les autres types d'unités physiques ne pouvaient être que secondaires par rapport à la PU5. Une PU2.1 a ajouté la possibilité à une PU2.1 de se connecter à une autre PU2.1 dans un environnement pair à pair. )
Inconvénients
- La connexion aux réseaux non-SNA était difficile. Une application nécessitant l'accès à un protocole de communication non pris en charge par la version actuelle de SNA aurait rencontré des obstacles. Avant l'intégration de la prise en charge X.25 (NPSI) dans SNA par IBM, la connexion à un réseau X.25 était complexe. La conversion entre les protocoles X.25 et SNA pouvait être assurée soit par des modifications du logiciel NCP, soit par un convertisseur de protocole externe .
- Il était nécessaire de préconfigurer et de stocker de manière centralisée un ensemble de chemins alternatifs entre chaque paire de nœuds du réseau. Le choix de ces chemins par l'analyse des réseaux de neurones (SNA) était rigide et ne tirait pas parti des charges de liaison en temps réel pour une vitesse optimale.
- L'installation et la maintenance d'un réseau SNA sont complexes, et les produits réseau SNA sont (ou étaient) onéreux. Les tentatives de simplification des réseaux SNA par l'ajout de la fonctionnalité IBM Advanced Peer-to-Peer Networking ( APPN) n'ont pas rencontré le succès escompté, notamment en raison de la complexité de la migration du SNA traditionnel vers le SNA/APPN, sans réelle valeur ajoutée, du moins initialement. Les licences logicielles SNA (VTAM) peuvent coûter jusqu'à 10 000 $ par mois pour les systèmes haut de gamme. Quant aux contrôleurs de communication IBM 3745 pour SNA , leur prix dépasse généralement les 100 000 $. Le protocole TCP/IP était encore considéré comme inadapté aux applications commerciales, notamment dans le secteur financier, jusqu'à la fin des années 1980, avant de s'imposer rapidement dans les années 1990 grâce à sa technologie de réseau pair à pair et de communication par paquets.
- L'architecture de connexion de SNA s'appuyait sur une logique d'automate à états complexes pour assurer le suivi de l'ensemble des opérations. APPN a enrichi cette logique avec son concept de différents types de nœuds. Bien que robuste lorsque tout fonctionnait correctement, le système nécessitait encore une intervention manuelle. Des tâches simples, comme la surveillance des sessions de points de contrôle, devaient être effectuées manuellement. APPN n'était pas exempt de problèmes ; à ses débuts, de nombreuses entreprises l'ont abandonné en raison de difficultés rencontrées avec son support. Avec le temps, la plupart de ces problèmes ont été résolus, mais pas avant que TCP/IP ne devienne de plus en plus populaire au début des années 1990, marquant ainsi le début du déclin de SNA.
Sécurité
L'architecture SNA a été conçue pour permettre d'encapsuler différentes couches de connexion dans un système de sécurité performant. Pour communiquer au sein d'un environnement SNA, il faut d'abord se connecter à un nœud, puis établir et maintenir une connexion au réseau. Il faut ensuite négocier une session et gérer les flux au sein de cette session. À chaque niveau, différents contrôles de sécurité régissent les connexions et protègent les informations de session.
Unités adressables par réseau
Les unités adressables au réseau dans un réseau SNA sont tous les composants auxquels on peut attribuer une adresse et qui peuvent envoyer et recevoir des informations. Elles sont distinguées plus en détail comme suit :
- un point de contrôle des services système (SSCP) fournit la gestion des ressources et d'autres services de session (tels que les services d'annuaire) pour les utilisateurs d'un réseau de sous-zone ;
- Une unité physique est une combinaison de composants matériels et logiciels qui contrôlent les liens vers d'autres nœuds.
- une unité logique sert d'intermédiaire entre l'utilisateur et le réseau.
Unité logique (UL)
L'architecture SNA offre essentiellement une communication transparente : les spécificités des équipements n'imposent aucune contrainte à la communication entre unités logiques. Elle permet toutefois de distinguer les types d'unités logiques, l'application devant tenir compte des fonctionnalités de l'équipement terminal (par exemple, la taille et la disposition de l'écran).
Au sein du SNA, il existe trois types de flux de données pour connecter les terminaux d'affichage et les imprimantes locales ; il y a la chaîne de caractères SNA (SCS), utilisée pour les terminaux LU1 et pour la connexion à un réseau SNA avec les services système non formatés (USS), il y a le flux de données 3270 principalement utilisé par les ordinateurs centraux tels que le System/370 et ses successeurs, y compris la famille zSeries , et le flux de données 5250 principalement utilisé par les mini-ordinateurs/serveurs tels que le System/34 , le System/36 , le System/38 et l'AS/400 et ses successeurs, y compris le System i et les systèmes IBM Power exécutant IBM i .
SNA définit plusieurs types de dispositifs, appelés types d'unités logiques :
- LU0 permet de gérer les périphériques non définis ou de créer votre propre protocole. Il est également utilisé pour les périphériques non-SNA 3270 pris en charge par TCAM ou VTAM.
- Les périphériques LU1 sont des imprimantes ou des combinaisons de claviers et d'imprimantes.
- Les périphériques LU2 sont des terminaux d'affichage IBM 3270.
- Les périphériques LU3 sont des imprimantes utilisant les protocoles 3270.
- Les appareils LU4 sont des terminaux de traitement par lots.
- LU5 n'a jamais été défini.
- LU6 fournit des protocoles entre deux applications.
- LU7 permet les sessions avec les terminaux IBM 5250.
Les principaux protocoles utilisés sont LU1, LU2 et LU6.2 (un protocole avancé pour les conversations entre applications).
Unité physique (UP)
- Les nœuds PU1 sont des contrôleurs de terminaux tels que l'IBM 6670 ou l'IBM 3767.
- Les nœuds PU2 sont des contrôleurs de cluster exécutant des programmes de prise en charge de la configuration tels que IBM 3174 , IBM 3274 ou le contrôleur de branche peer-to-peer (APPN).
- PU3 n'a jamais été défini.
- Les nœuds PU4 sont des processeurs frontaux exécutant le programme de contrôle réseau (NCP), tels que la série IBM 37xx.
- Les nœuds PU5 sont des systèmes informatiques hôtes
Le terme 37xx désigne la famille de contrôleurs de communication SNA d'IBM. Le 3745 prend en charge jusqu'à huit circuits T1 haut débit , le 3725 est un nœud à grande échelle et un processeur frontal pour un hôte, et le 3720 est un nœud distant qui fonctionne comme concentrateur et routeur .
SNA sur Token-Ring
Les nœuds VTAM/NCP PU4 connectés aux réseaux IBM Token Ring peuvent partager la même infrastructure de réseau local avec les stations de travail et les serveurs. NCP encapsule les paquets SNA dans des trames Token Ring, permettant ainsi le transit des sessions sur un réseau Token Ring. L'encapsulation et la désencapsulation proprement dites sont effectuées par le routeur 3745.
SNA sur IP
Face à la recherche d'alternatives aux réseaux basés sur les systèmes centraux 37XX, IBM s'est associé à Cisco au milieu des années 1990 pour développer la commutation de liaison de données (DLSw). DLSw encapsule les paquets SNA dans des datagrammes IP, permettant ainsi le transit des sessions sur un réseau IP. L'encapsulation et la désencapsulation sont effectuées par des routeurs Cisco à chaque extrémité d'une connexion DLSw. Au niveau du système central, le routeur utilise une topologie Token Ring pour se connecter nativement à VTAM. À l'extrémité distante (utilisateur), un émulateur PU de type 2 (tel qu'un serveur passerelle SNA) se connecte au routeur homologue via son interface LAN. Les terminaux utilisateurs sont généralement des PC équipés d'un logiciel d'émulation 3270 configuré sur la passerelle SNA. La définition VTAM/NCP PU de type 2 devient un nœud majeur commuté qui peut être local à VTAM (sans NCP), et une connexion « ligne » peut être définie à l'aide de diverses solutions possibles (telles qu'une interface Token Ring sur le 3745, une station de canal Lan 3172 ou un processeur d'interface de canal compatible Cisco ESCON ).
Concurrents
L'architecture réseau propriétaire des mainframes Honeywell Bull est VIP . L'accès client à DSA n'est plus pris en charge. Les mainframes Bull sont équipés de TCP/IP et les périphériques VIP sont remplacés par GCOS 8 prend en charge Univac était l'architecture de calcul distribué (DCA), et celle des mainframes Burroughs , l'architecture réseau Burroughs (BNA). Après leur fusion pour former Unisys , ces deux architectures étaient fournies par la nouvelle entité. Elles étaient largement obsolètes dès 2012. International Computers Limited (ICL) fournissait alors son architecture de traitement de l'information (IPA).
DECnet est une suite de protocoles réseau créée par Digital Equipment Corporation , initialement publiée en 1975 pour connecter deux mini-ordinateurs PDP-11 . Elle a évolué pour devenir l'une des premières architectures de réseau pair à pair , transformant ainsi DEC en un acteur majeur des réseaux dans les années 1980.
SNA était également en concurrence avec l'Open Systems Interconnection ( OSI ) de l'ISO , une tentative de créer une architecture réseau indépendante des fournisseurs qui a échoué en raison des problèmes liés à une conception collégiale . Les systèmes OSI sont très complexes et les nombreuses parties prenantes exigeaient une grande flexibilité, ce qui a nui à l'interopérabilité des systèmes OSI, qui était pourtant l'objectif principal initial.
Pendant de nombreuses années, IBM n'a pas considéré la suite TCP/IP comme une alternative sérieuse, notamment en raison du manque de contrôle sur la propriété intellectuelle. La publication en 1988 de la RFC 1041 , rédigée par Yakov Rekhter , qui définit une option pour exécuter des sessions IBM 3270 via Telnet , reconnaît explicitement la demande des clients en matière d'interopérabilité dans les centres de données. Par la suite, l'IETF a approfondi ces travaux avec plusieurs autres RFC. Le protocole TN3270 (Telnet 3270), défini par ces RFC, prend en charge les connexions client-serveur directes avec le mainframe grâce à un serveur TN3270 installé sur le mainframe et un émulateur TN3270 installé sur le poste de l'utilisateur final. Ce protocole permet aux applications VTAM existantes (CICS, TSO) de fonctionner avec peu ou pas de modifications par rapport à l'architecture SNA traditionnelle, en prenant en charge le protocole de terminal 3270 standard via la session TCP/IP. Ce protocole est largement utilisé pour remplacer la connectivité SNA traditionnelle, plus que la commutation de liaison de données (DLSw) et d'autres technologies de remplacement de la SNA. Une variante similaire, TN5250 (Telnet 5250), existe pour l' IBM 5250 .
Implémentations SNA non IBM
Les logiciels SNA non-IBM permettaient à des systèmes autres que ceux d'IBM de communiquer avec les ordinateurs centraux et les ordinateurs de milieu de gamme AS/400 d'IBM en utilisant les protocoles SNA.
Certains fournisseurs de systèmes Unix, tels que Sun Microsystems avec sa gamme de produits SunLink SNA, y compris le serveur PU2.1, et Hewlett-Packard / Hewlett Packard Enterprise , avec leur produit SNAplus2, ont fourni des logiciels SNA.
Microsoft a introduit SNA Server pour Windows en 1993 ; il s’appelle désormais Microsoft Host Integration Server .
Digital Equipment Corporation disposait de VMS/SNA pour VMS . Des progiciels SNA tiers pour VMS, tels que les produits VAX Link de Systems Strategies, Inc., étaient également disponibles.
Hewlett-Packard proposait SNA Server et SNA Access pour ses systèmes HP 3000.
Brixton Systems a développé plusieurs progiciels SNA, vendus sous le nom de «Brixton ", tels que Brixton BrxPU21, BrxPU5, BrxLU62 et BrxAPPC, pour des systèmes tels que les stations de travail de Hewlett-Packard , et Sun Microsystems .
IBM a pris en charge l'utilisation de plusieurs implémentations logicielles non-IBM d' APPC/PU2.1/LU6.2 pour communiquer avec z/OS , notamment SNAplus2 pour les systèmes HP , Brixton 4.1 SNA pour Sun Solaris , et SunLink SNA 9.1 Support pour Sun Solaris.