Эх, яблочко, куда ты катишься...

Новая сетевая архитектура Open Transport позволит значительно усовершенствовать средства соединения в следующем поколении операционных систем для Apple.

Пока Microsoft покоряет мир Windows 95, Apple предпринимает ряд столь же значительных, хотя и менее заметных шагов по разработке новой стратегии операционной системы. С помощью продвинутой операционной системы следующего поколения Apple рассчитывает вывести свои Power Mac на базе RISC-архитектуры на передовую линию и обеспечить им успех в будущем. Компания наметила маршрут постепенного перехода от нынешней ОС System 7.5 к MacOS Copland, а затем и к операционной системе под кодовым названием Gershwin.

Apple преобразовала ядро MacOS. Новая ОС Copland сохранит характерную для MacOS простоту использования и дополнит ее новым, оптимизированным под RISC-архитектуру микроядром. Copland станет первой "родной" операционной системой с RISC-архитектурой для персональных компьютеров, способной работать с приложениями дня сегодняшнего и завтрашнего.

APPLE ИЗНУТРИ

Новое микроядро операционной системы Copland использует разделенную кооперативную и вытесняющую многозадачную модель. Вытесняющая многозадачность необходима для подпроцессов приложений и сервисов операционной системы нижнего уровня (среди них система ввода/вывода, файловая система, сетевые службы и системные расширения). Модель совместной обработки служит для обеспечения обратной совместимости с существующими Мас-приложениями. Таким образом, заказчики, сохраняя свои прежние вложения в программное обеспечение, могут без промедления воспользоваться выгодами многозадачности на уровне операционной системы.

Кроме того, Copland увеличивает надежность системы за счет новой модели защиты памяти, предотвращающей нежелательное взаимодействие микроядра, файловой системы, системы ввода/вывода и сетевых служб с приложениями. Приложения получают выгоду от этого механизма защиты при запуске порожденных процессов, работающих как фоновые в своих собственных защищенных областях памяти. Кроме механизма защиты памяти Copland предлагает новую модель управления памятью, поддерживающую динамическое "связывание и загрузку" для выполняемых модулей и библиотек.

Компания Apple приняла состоящий из четырех пунктов план технологического обеспечения разработки операционной системы Copland (см. Рис. 1). Во-первых, в качестве базовых технологий выбраны RISC-архитектура и компонентное программное обеспечение OpenDoc. OpenDoc - это разработанная Apple объектно-ориентированная архитектура ПО для различных платформ, обеспечивающая взаимодействие на уровне операционной системы и приложений. На втором этапе компания планирует расширить возможности средств, в которых Mac традиционно силен: дружественного пользовательского интерфейса, графики и мультимедиа, а также средств организации работы в рамках рабочей группы. Третья часть плана предполагает организацию поддержки других платформ и открытое лицензирование ОС. В результате системы на базе MacOS должны стать лучшими из имеющихся клиентов сети, гарантируя при этом их "бесшовную" интеграцию с доминирующими стандартными сетевыми сервисами и архитектурами. Эта статья посвящена в основном четвертому пункту плана.

Технология Open Transport, включенная в проект Copland, стала краеугольным камнем в построении средств соединения. Open Transport - это современная сетевая и коммуникационная подсистема для Macintosh. С середины 80-х Apple встраивает сетевые функции в свои основные операционные системы, стараясь сделать средства соединения как можно более дружественными для пользователей. Open Transport, развиваясь в том же направлении, предлагает новый уровень сетевых средств соединения, управления и совместимости, сохраняя при этом встроенную поддержку простых в использовании сетевых технологий.

Технология Open Transport ориентирована на сегодняшние нужды рынка: она отвечает промышленным стандартам и поддерживает коммуникационные технологии с высокой пропускной способностью (в этом ее привлекательность для рынка высокопроизводительных мультимедиа-систем); администраторы сетей получают гибкую модель администрирования с возможностью как централизованного, так и децентрализованного управления, а межплатформенные API и инструментарий для разработки позволяют разработчикам при минимальных вложениях создавать приложения для самого разного контингента пользователей.

СМЕШИВАЯ ЯБЛОКИ С АПЕЛЬСИНАМИ

С помощью Open Transport Apple собирается обеспечить независимость транспортировки, что в случае с Mac означает возможность работы любой сервисной системы AppleTalk по любому транспортному протоколу, тем самым скрывая от заказчика сложность организации многопротокольной сети.

Приложения, как правило, привязаны к конкретным сетевым технологиям, а это приводит к конфликтам между конечными пользователями, выбирающими приложения по принципу их функциональности и легкости использования, и администраторами сети, заинтересованными в сети надежных и экономически эффективных сервисных систем. При этом разработчикам для поддержки различных протоколов необходимо написать несколько версий приложений.

Независимость транспортировки Open Transport означает отказ от традиционной парадигмы привязки приложений к архитектуре сети. Это на руку сервисам сети, поскольку им в первую очередь нужны сервисные средства AppleTalk (файловая система, печать, электронная почта, каталоги, защита, резервное копирование, календарь и т.п.), а не сам протокол AppleTalk. AppleTalk не слишком хорош для межсетевого взаимодействия - он имеет репутацию "болтливого" протокола с излишней широковещательностью и малыми значениями максимального размера передаваемого блока данных (MTU).

Помимо этого, независимость транспортировки позволяет разработчикам использовать стандартные, а не разные наборы API, как в случае различных протоколов. Используя в качестве модели уровни OSI, Open Transport располагается между такими технологиями, как ODI компании Novell и NDIS компании Microsoft на канальном уровне, а также архитектурой AnyNet компании IBM на транспортном уровне и уровне приложений. Данная концепция аналогична принятой в NetWare/IP.

КОРНИ UNIX

В качестве основы для Open Transport компания Apple выбрала технологию Unix. Выбор архитектуры Unix для разработки и развертывания приложений, независимых от транспортного протокола в Macintosh OS, был вполне закономерен, т.к. Unix отличается стабильностью и надежностью. Кроме того, Unix дает Apple чистый машинно-независимый исходный код, основанный на той же самой RISC-технологии, для которой разрабатывалась ОС Copland.

Одной из составляющих, которые Apple заимствовала у Unix, являются опирающиеся на стандарты связующие межплатформенные API для всех сетевых и коммуникационных протоколов, что дает разработчикам единый интерфейс, вне зависимости от протокола. Традиционно модель программирования в MacOS опиралась на драйверы устройств; разработчики писали сетевые протоколы для Mac во многом так же, как и драйверы для графических карт и жестких дисков. Подобная модель трудна для понимания и не вполне машинно-независима.

С самого начала работы над проектом Open Transport Apple подыскивала более приемлемую, нежели драйверы устройств, модель. Она взяла и перенесла сетевое ядро Unix System V Release 4.2 - "испытанную и верную" среду Streams - в MacOS. Затем Apple втиснула Streams между другим заимствованием из Unix - дополняющей технологией нижнего уровня Data-Link Provider Interface (DLPI) и интерфейсом прикладного программирования высокого уровня под названием X/Open Transport Interface (XTI), заимствованным у X/Open Group (см. Рис. 2).

Теперь разработчики драйверов сетевых плат, сетевых протоколов и сетевых приложений получили стандартный интерфейс, для которого они могут писать программы быстрее, проще и эффективнее. В результате число приложений, поддерживающих большее количество протоколов, должно значительно возрасти.

С включением сетевого интерфейсного уровня DLPI сразу же появилась возможность поддерживать встроенные сетевые адаптеры шин, PCI и PCMCIA для LocalTalk и Ethernet от Apple и независимых поставщиков. Команда разработчиков Open Transport продолжает сотрудничать с производителями сетевых плат в разработке высокопроизводительных драйверов DLPI для высокоскоростных каналов передач и данных Fast Ethernet, FDDI и ATM, причем работа ведется как над драйверами, так и над Open Transport.

Что касается протоколов сетевого уровня, Apple уже создала стеки AppleTalk и TCP/IP, в соответствии со спецификациями Open Transport. Мало того, вместе с независимыми разработчики Apple работает над другими пакетами протоколов, включая IPX/NDS, DECNet и NetBIOS/Server Messenger Block (SMB).

МАССА ДОСТОИНСТВ

Помимо обеспечения независимости от транспортного протокола, Open Transport имеет и другие важные преимущества. Например, архитектура Streams хорошо согласуется с архитектурой памяти Copland. Комбинация двух архитектур позволила Apple разработать новые модульные стеки протоколов AppleTalk и TCP/IP.

Как Open Transport/AppleTalk, так и Open Transport/TCP были реализованы в виде модулей Open Transport Streams и "родных" кодов на ПК Power Macintosh. Они поддерживают новые XTI API, и благодаря новой архитектуре памяти в Copland их разделяемые библиотеки могут по мере необходимости динамически загружаться, компоноваться и выгружаться.

Комбинация Streams и модели памяти Copland позволяет также осуществлять динамическую реконфигурацию стеков без перезагрузки, а это, можно сказать, дар божий для вечно спешащих, поддерживающих несколько локальных сетей администраторов сетей и нетерпеливых пользователей. Интерфейс для конфигурации сети тоже усовершенствован так, что совсем не сложен для пользователей, а сама конфигурация защищена от нежелательного доступа конечных пользователей. Администраторы сети могут настраивать IP-устройства в расчете на среднестатистического пользователя, в результате он может включаться в различные подсети без необходимости изменения или понимания схемы адресов.

Еще одно достоинство Open Transport заключается в увеличении производительности приложений. Так как исходный код ведет свое происхождение от Unix и RISC, Open Transport будет хорошо работать, когда запускается как "родной" в RISC-блоках PowerPC с приложениями, поддерживающими его интерфейсы XTI.

Имеющиеся сетевые приложения, вероятно, не заметят никакого улучшения производительности за счет Open Transport, поскольку для работы с этими приложениями Open Transport вынуждена использовать режим эмуляции для "обратной совместимости", что сводит на нет выигрыш в производительности, достигнутый в обработке протоколов низкого уровня. Тем не менее при использовании стека Open Transport/ТСР с существующими приложениями пользователи TCP/IP все-таки смогут заметить некоторое увеличение производительности, особенно при передаче больших блоков данных.

Производительность сервера, однако, будет повышаться по мере реализации высокопроизводительных, "родных" для RISC-архитектуры средств соединения, которые призвана обеспечить Open Transport. Open Transport также дает возможность одновременной установки нескольких сетевых соединений при использовании одного и того же протокола. Эта особенность называется соединением multihoming и позволяет серверам обслуживать большее число клиентов, с более высокой производительностью и надежностью.

РАСШИРЯЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

Внедрив Open Transport, Apple, похоже, сделала правильный выбор архитектуры, сохранив присущую Macintosh особенность - дружественный интерфейс пользователя. Apple составила также внушительный список независимых поставщиков для обеспечения поддержки Open Transport (см. врезку "Кто поддерживает Open Transport"). Однако, чтобы достичь намеченной цели - выдвижения PowerMac на передовые рубежи, Apple необходимо переработать все свои популярные приложения для поддержки других транспортных протоколов. А так как лучше всего в мире "идет" TCP/IP, то заказчикам Apple необходимы более всего сервисные продукты для обеспечения взаимодействия с IP.

Для Apple завершение Open Transport/TCP, полного 32-разрядного стека TCP/IP класса "рабочей станции" для MacOS, совместимого со старым стеком MacTCP, - значительный шаг вперед.

Open Transport/TCP является полной реализацией набора TCP/IP и поддерживает динамическое определение максимально допустимого блока данных на пути от источника к адресату, Dinamic Host Configuration Protocol (DHCP), групповую IP-адресацию и полные реализации SLIP и PPP, совместимые с любым провайдером услуг Internet.

На осенней выставке NetWorld+Interop 1995 года в Атланте Apple даже продемонстрировала прототип IP версии 6. Поддержка SNMP в Open Transport запланирована на 1996 год с выходом MacSNMP 1.5. Новая версия MacSNMP будет обеспечивать поддержку статистики MIB-2 из стека Open Transport/TCP, кроме того, она позволит пересылать данные SNMP через Open Transport/TCP.

РАЗБРАСЫВАНИЕ СЕМЯН

В Open Transport компания Apple заложила основу для независимости транспортировки, но отрасль по-прежнему в ожидании того, что разработчики AppleShare и QuickMail во всем мире откажутся от AppleTalk и начнут разрабатывать приложения независимо от типа транспорта.

Отделить набор приложений от его "родного" механизма транспортировки данных пытались уже не раз, но, как правило, полного успеха в этом вопросе добиться не удавалось. Причина, по всей видимости, в том, что из-за различий в протоколах некоторые сервисные функции, предлагаемые в одном наборе, зачастую невозможно повторить в другом. Это ограничение было обнаружено при попытках интеграции детерминированного протокола SNA с IP. Даже если набор протоколов поддерживает данную функцию в соответствии со спецификацией или RFC, нет никакой гарантии, что конкретная реализация ее поддерживает.

Apple создала AppleTalk таким же простым в использовании, как и сам компьютер Macintosh, но за "plug-and-play" приходиться платить. AppleTalk обладает рядом нестандартных для других наборов протоколов свойств, а также некоторыми уникальными функциями на сетевом, транспортном и сеансовом уровнях модели OSI (см. Рис. 3).

Например, чтобы облегчить пользователям просмотр и выбор сетевых сервисов, AppleTalk реализует концепцию зон. Зоной считается логическая группа узлов в сети, разбивающая сеть на участки с именами, понятными среднему пользователю. Службы наименований и отображения адресов выполняются внутри зоны. Имена зон не обязательно связаны с их физическим расположением, поэтому одно и то же имя может использоваться любым числом сетей (аналогично использованию одинаковых телефонных кодов городов в разных странах).

Очевидно, что такая схема должна поддерживаться специальными обслуживающими протоколами, и Chooser в AppleTalk с нижележащими Name Building Protocol (NBP) и Zone Information Protocol (ZIP) в этом отношении уникальны. К тому же протоколы маршрутизации AppleTalk предоставляют больше возможностей, чем другие стеки протоколов. Кроме типовых возможностей препровождения пакетов и распространения маршрутной информации, маршрутные протоколы в AppleTalk передают информацию о зонах и запросы о связывании имен. Также маршрутизаторы запускают AppleTalk Update-based Routing Protocol (AUPR), чтобы обеспечить возможность обслуживания сетей со многими организациями без центрального администрирования. Все это приводит к значительным накладным расходам, бремя которых ляжет "на плечи" других протоколов.

Пусть критики думают что угодно - Apple идет своей дорогой. По мнению Гарри Хорнбакла, менеджера серии сетевых и коммуникационных продуктов для MacOS, все основные сервисы AppleTalk, включая AppleShare, будут доступны для Open Transport не далее чем через год.

ПРОРЫВ НА РЫНОК

Apple не стала дожидаться завершения работы над Copland до начала продаж Open Transport, так что версии 1.х этого продукта уже доступны. Все они продаются в комплекте с Open Transport/AppleTalk и Open Transport/TCP. Open Transport/РРР будет предложена в качестве составной части готовящейся к выпуску серии продуктов Apple для удаленного доступа.

Хотя версии 1.х уже продаются, возможности Open Transport будут реализованы полностью только в Copland. Версия Open Transport для Copland называется Open Transport 2.0 и использует упомянутые в начале данной статьи преимущества принятой в Copland архитектуры памяти, вытесняющей многозадачности и защиты. В планы по Open Transport входит также поддержка NetWare/IPX, X.25, ISDN и ATM.

Если Apple сдержит обещания, Open Transport станет революционной технологией, обеспечивающей обратную совместимость с существующими приложениями Macintosh. И это определенно позволит Copland превзойти Windows 95, по крайней мере в том, что касается средств соединения. С появлением Copland администраторам сетей станет удобнее работать с сервисами AppleTalk.