Beim Anschluß von 3270-Endgeräten an IBM-Großrechner führen mittlerweile mehrere Wege zum Ziel. Klaus Brandstätter und Ernst Petermann* skizzieren zunächst die historische Entwicklung des 3270-Umfeldes mit seinen Steuereinheiten als zentralen Bausteinen und wenden sieh dann den klassischen Alternativen des Peripheriegeräte-Anschlusses über LANs, WANs und Gateways zu.
Das Szenario des typischen 3270-Anwenders ist geprägt von PCs und Terminals, die über Koax-Karten sternförmig mit dem Host verbunden sind. Im Rechenzentrum stehen einige Steuereinheiten und nicht selten führen Hunderte von Koax-Kabeln zum Rechenzentrum. In diesem Wust von Kabeln verliert der Benutzer häufig den Überblick. Multiplexer können zwar bedingt Abhilfe verschaffen; die Anzahl der Kabel zum RZ wird aber auf diese Weise nur geringfügig verkleinert.
Über ein weiteres Übel klagen vor allem Systemprogrammierer und Systembetreuer: Die Steuereinheiten müssen von Zeit zu Zeit umgeneriert werden, und dies kann nur erfolgen, wenn alle Benutzer inaktiv sind. Die Systembetreuer müssen also diese Arbeiten nach dem Feierabend ausführen.
3270-Bildschirme ohne Mikroprozessoren
Wie ist nun die Steuereinheit in eine zentrale Rolle hineingewachsen? Zur Zeit der Entwicklung des 3270-Bildschirm-Systems gab es noch keine Mikroprozessoren. Eine Recheneinheit war sehr teuer und konnte daher nicht in jedes Terminal eingebaut werden. Als erheblicher Kostenfaktor fielen damals auch die Speicherbausteine ins Gewicht.
Dies führte zur Festlegung einer Arbeitsteilung. Bis zur Steuereinheit 3274, welche erst vor wenigen Jahren durch die Steuereinheit 3174 abgelöst wurde, befand sich das Bild alleine im Bildwiederholungsspeicher des Bildschirms, alle Operationen des 3270-Datenstroms wurden aber durch das Rechenwerk der Steuereinheit ausgeführt.
Es war erforderlich, über Koaxialkabel Befehle wie Attribut-Suche zu übertragen, sie durch die Logik des 3270-Terminals ausführen zu lassen und dann das Ergebnis vom Terminal zur Steuereinheit zu übermitteln. Dabei mußte die Steuereinheit die Daten vom Host noch vom länderspezifischen Ebcdic-Code in den sogenannten Device-Buffer-Code übersetzen. Die eingegebenen Daten ließen sich nicht im Bildschirm verarbeiten, sondern wurden sofort zur Steuereinheit gesendet und gelangten danach als Echo zum Bildschirm.
Diese Methode des Arbeitens legte das CUT-Protokoll fest, im Gegensatz zum später definierten DFT-Protokoll, bei dessen Einsatz die Steuereinheit nur noch die Daten zum PC oder zum intelligenten Terminal durchreicht. Beim Einsatz der DFT-Norm werden die Host-Protokolle ebenso wie die durch Tastendruck eingegebenen Befehle bereits von einem Mikroprozessor im Terminal abgearbeitet.
Mit dem Vordringen der DFT-Verfahren wird jedoch die Steuereinheit nicht überflüssig, da sie nach wie vor Verteil-Funktionen übernimmt. Zu bedenken gilt es auch, daß eine Steuereinheit eine beträchtliche Investition darstellt. Bei einer lokalen Steuereinheit muß man mit Kosten von 1000 Mark pro angeschlossenem Terminal rechnen, während zum Beispiel die Gateway-Funktion für nur 20 Prozent dieses Betrags realisiert werden kann.
Token-Ring dominiert im Großrechner-Umfeld
Die klassische Anschlußtechnik von lokal, das heißt direkt an den Kanal, oder remote über Stand- oder Wählleitungen angeschlossenen Cluster-Controllern zur Steuerung von Bildschirmen und Druckern im 3270-Feld findet man heute in ihrer Reinkultur in keinem größeren Unternehmen mehr vor. Ergänzt und zum Teil abgelöst wurde und wird dieses Verkabelungskonzept durch den Siegeszug der lokalen Netzwerke innerhalb der letzten Dekade. Insbesondere im Umfeld der Großrechner hat sich hier der vom Marktführer favorisierte Token-Ring beeindruckend durchgesetzt. Im Großrechnerumfeld zunächst eingeführt, um die Verkabelung der Endgeräte weniger aufwendig zu gestalten und Steuereinheiten dezentral vor Ort ohne aufwendige und unflexible Kanalverlängerung aufstellen zu können, kamen die LANs auch hier verstärkt zur Vernetzung von PCs, Workstations und für die Anbindung von Hostrechnern zum Einsatz.
Das Netzwerk stellt dabei - einer Autobahn vergleichbar - das Transport-Medium für die Daten zur Verfügung. Es wird nicht zur Kommunikation von PCs untereinander verwendet, sondern bietet auch ideale Zugangsmöglichkeiten der Endgeräte zum Host. Bei dieser Art des Betriebs führt nur noch ein Kabel zum Gateway im Rechnerraum, aber überall nahe dem Endanwender werden Verteiler aufgestellt. Dadurch verringert sich der Verkabelungsaufwand erheblich; außerdem lassen sich Umzüge problemlos bewältigen.
LANs reduzieren den Verkabelungsaufwand
Während mit der typischen 3270-Verkabelung fast immer neue Kabel gezogen werden mußten und sich oft auch eine Umgenerierung des Hosts nicht vermeiden ließ, muß bei einem LAN idealerweise nur noch der Datenstecker im alten Büro abgezogen und dann im neuen Büro in die Datensteckdose eingesteckt werden. Ändert sich ein Endgerät, so kann man im Gegensatz zu früher auf eine Umgenerierung der Steuereinheit verzichten, da sich die entsprechenden Eigenschaften im Endgerät selbst festlegen und bei Bedarf auch während der Bürostunden ändern lassen. Das Gateway selbst übernimmt nur die Umsetzung der Daten von einem Medium (Host-Kanal) in ein anderes (Netzwerk, LAN). Die Notwendigkeit zur Umgenerierung entfällt bei Gateway-Einsatz.
Ein Nebeneffekt dieser Anwendung ergibt sich, wenn mehrere Hosts in Betrieb sind: Mußte man früher von jedem Host ein Kabel zum Arbeitsplatz ziehen, benötigt man nun nur noch einen Anschluß ans LAN, über das sich dann ja alle Hosts erreichen lassen.
Ausgefeilte Backbone- und Back-up-Strategien ermöglichen es heute, daß ein Benutzer nur dann nicht mit dem Host-Rechner arbeiten kann, wenn der Computer beziehungsweise das Endgerät, an dem er sitzt, ausfällt. Alle dazwischenliegenden Komponenten wie Netzwerkelemente, Gateways und Bridges können fehlertolerant ausgelegt werden. Beim Anschluß von lokalen Netzen an Hosts kommen heute andere Komponenten als reine Cluster-Controller zum Zuge, so in erster Linie Gateway, Bridges und Router.
Auch IBM stellt sich immer mehr auf diesen Trend ein und offeriert außer den anfangs angebotenen Token-Ring-Gateway-Aufrüstungen von Terminalsteuereinheiten 3174 und Datenverarbeitungssteuereinheiten 37xx spezielle Gateways wie die Einheiten 3172, 3745, Modell 130, oder 3174 90R für den Remote-Betrieb. Dazu kommen Bridges wie die 8209, die auch den Übergang von Ethernet zum Token-Ring gestatten, um dem technischen und dem Fertigungsbereich von Unternehmen eine bessere Anbindungsmöglichkeit zu bieten.
Erforderlich wird der Einsatz der Gateways dadurch, daß PCs außer der Kommunikation untereinander als sogennante PC-Netzwerke auch alternativ oder gleichzeitig mit Hostrechnern kommunizieren sollen. Auf diese Art und Weise benötigen diese keine 3270-Koax-Karte und PC-Netzwerkkarte, sondern beide Kommunikationsarten laufen über die gleiche Netzwerkkarte im PC.
Weiterhin existieren am Markt Terminals, die direkt an lokale Netzwerke angeschlossen werden können und im Token-Ring-Umfeld keine Steuereinheit benötigen beziehungsweise im Ethernet-Bereich ohne Terminalserver auskommen. Auch Drucker gibt es bereits mit integriertem LAN-Anschluß. Dies ist die logische Konsequenz aus der immer höheren Integration von Schaltkreisen, die es den Endgeräten kostengünstig ermöglicht, Funktionen, die sonst die Cluster-Controller für Endgeräte ausführen, selbst wahrzunehmen und damit diese Controller im Down-Stream-Bereich überflüssig zu machen. Der Anwender braucht also für Controller kein Geld mehr auszugeben und auch keine möglicherweise durch diese Geräte entstehenden Ausfallzeiten in Kauf zu nehmen.
SNA-Gateways für den Token-Ring-Anschluß
Vorsicht in Hinblick auf den Gateway-Einsatz ist jedoch im Remote-Bereich beim Anschluß an IBM-Hostrechner geboten. Hier kann prinzipiell zwischen PC-Gateways, an die andere PCs über ein PC-Netzwerkprotokoll wie zum Beispiel Netbios von IBM oder SPX/IPX von Novell angeschlossen werden können, oder Gateways, die über den Token King SNA Physical Units ansprechen, unterschieden werden .
Man spricht einmal von Split-Stack-Gateways, die zur Hostseite den SNA-Protokollumfang fahren und zum Token-Ring-Endgerät eine herstellerspezifische Endgeräte-Emulationssteuerung über Netbios, SPX oder andere PC-Netzwerkprotokolle. Demgegenüber sind die sogenannten Down-Stream-PU-Gateways zu nennen, bei denen sowohl am Host als auch bei den Endgeräten am Ring der SNA-Protokollstack behandelt wird. Er ist für das Gateway nahezu transparent. Über diese Gateways können alle Endgeräte vom Typ PU 2 am Token Ring angeschlossen werden. Sie sind entgegen den Split-Stack-Gateways nicht an einen Hersteller und eine Produktlinie, das heißt einen PC, gebunden. Es besteht vielmehr Offenheit für alle Geräte, die sich am Ring wie eine SNA PU Typ Y verhalten.
Dazu zählen Terminalsteuereinheiten, PCs mit 3270- Emulation von nahezu allen bekannten Anbietern und auch direkt an den Token Ring anschließbare 3270-Bildschirme mit Drukkerunterstützung.
Bei der Beschaffung von Split-Stack-Gateways ist vorher zu entscheiden, ob man mit den Endgeräte-Emulationen des Gateway-Herstellers auch für die Zukunft auskommt, ob eventuell OS/2-Clients eingebunden und unterstützt werden sollen oder ob an einigen Stellen Grafik erforderlich ist. Im Zusammenhang mit grafischen Darstellungen gilt es allerdings zu bedenken, daß gute einschlägige Emulationen immer noch nicht die Qualität eines Grafikbildschirms aufweisen.
Der Hauptgrund für den Einsatz der Split-Stack-Gateways liegt in ihrem relativ geringen Speicherbedarf im Falle von Client-Systemen. Sie stellen dadurch einen größeren Anteil des 640-KByte-Speichers unter DOS für PC-Anwendungsprogramme zur Verfügung. Die Kommunikationsprotokolle werden soweit wie möglich auf dem Gateway-PC abgearbeitet. Die PCs agieren aus Sicherheits und Speichergründen in aller Regel als dedizierte Systeme und stehen für andere PC-Anwendungen nicht zur Verfügung. Der DOS-Speicher in den Client-Systemen hat jedoch an Bedeutung verloren, da mit dem preisgünstigen Windows 3.0 das DOS-Speicherproblem nicht mehr existiert.
In Hinblick auf die Geschwindigkeit eines Token-Ring-Netzwerkes bleibt anzumerken, daß 4 Mbit/s bei weitem ausreichen. Damit können im Gegensatz zu 16 Mbit/s größere Ring-Ausdehnungen realisiert werden, ohne Repeater oder Bridges einsetzen zu müssen. Bewegt sich eine Installation in der Größenordnung, daß ein Backbone-Ring sinnvoll ist, so sollte dieser mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 16 Mbit/s betrieben werden. An diesen Backbone Ring lassen sich dann über Bridges dezentrale Ringe ankoppeln, deren Geschwindigkeit dann anwendungsabhängig gewählt werden kann.
LAN-Verkabelung bringt Kostenvorteile mit sich
Die LAN-Verkabelung bringt also eine Menge Vorteile mit sich. Dies gilt auch für die anfallenden Kosten. Bei der Verwendung von lokalen Netzen läßt sich eine Verkabelung kostengünstiger realsieren. Dabei ist eine Token-Ring-Lösung mit 4 Mbit/s, wenn der geforderte Durchsatz es erlaubt, dem schnellen Token Ring vorzuziehen. Die Gründe: Die Komponenten für den 4-Mbit/s-Ring sind preiswerter und im Falle eines Repeater-Einsatzes werden weniger dieser Geräte benötigt. Auch die Infrastruktur, so zum Beispiel Steuergeräte, wird billiger. Verhältnismäßig teuer sind dagegen noch die Chipsätze speziell für den Token-Ring. Es ist jedoch abzusehen, daß diese Bausteine durch entsprechend hohe Stückzahlen billiger werden und in wenigen Jahren ein Preisniveau wie Koax-Chipsätze erreichen.
Als Resümee läßt sich festhalten, daß Cluster-Controller bereits viel von ihrer ursprünglichen Bedeutung verloren haben. Ihre Aufgaben übernehmen immer stärker die verschiedenen Gateway- und Bridge-Produkte und intelligenten Endgeräte. Trotzdem werden die Cluster-Controller nie ganz überflüssig werden. So behalten sie ihre Bedeutung im Bereich der Konsolen und der kleineren Host-Rechner, die ohne SNA und VTAM betrieben werden. Auch bei bestehenden Koax-Verkabelungslösungen werden LANs nur bedarfsgesteuert die Lösung ersetzen.
* Klaus Brandstätter ist Inhaber und Geschäftsführer des Unternehmens HOB Electronic in Zirndorf.
Ernst Petermann ist seit 1987 Leiter der dortigen Entwicklungsabteilung für Kommunikationstechnik.