Valtion tietokonekeskuksen yhtenäisen tietokoneverkon suunnittelu

TIETOKONEVERKON SUUNNITTELU DIPLOMITYÖ

Teknillinen korkeakoulu Teknillisen fysiikan osasto Asko Marttila

TEKNH.L ! NE N KORKE AKOULB TEKNiLU ; -i у Yd! i KAN OSASTO KIRJASTO

O TAKA ARI 3 A

«62160 ESPOO 16

Diplomityön teettäjänä on ollut valtion tieto­

konekeskus , käytön esikunta. Työ on tehty val­

tion tietokonekeskuksen tiloissa ja kustannuk­

sella .

Työn johtajana on toiminut vs. prof. Olli Simula Työn ohjaajana ja valtion tietokonekeskuksen edustajana on ollut dipl. ins. Risto Laukkanen.

Kiitän edellä mainittuja hyvästä yhteistyöstä.

Lisäksi haluan kiittää työtovereitani valtion tietokonekeskuksessa arvokkaista tiedoista ja neuvoista työni eri vaiheissa sekä IBM : n edus­

tajia, erityisesti yhtenäistä tietoliikennerat­

kaisua (SNA) koskevista tiedoista.

Tässä yhteydessä haluan myös kiittää konekirjoit tamon henkilökuntaa käytännön avusta työn laa­

timisessa .

Espoossa 15.5.1979

Asko Marttila

Jämeräntaival 11 H 168 02150 Espoo 15

Sivu

LYHENTEET ... i

1 JOHDANTO ... 1

1.10 Valtion tietokonekeskuksesta ... 1

1.20 Valtionhallinnon tietojenkäsittelypalvelun kehittämissuunnitelmista ... 2

1.30 Tietokoneverkoista ... 5

1.4 0 Työn tarkoitus ... 8

2 YHTENÄISEN TIETOLIIKENNERATKAISUN YLEISKUVAUS ... 9

2.10 Päämäärät ... 9

2.20 Rakenne ... 9

2.30 Tämänhetkinen toteutus ... 11

2.40 Arkkitehtuurin arviointi ... 13

2.50 Kehitys ... 15

3 VERKOLLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET ... 17

3.10 Suunnittelulähtökohta ... 17

3.11 Hajakeskitetty malli ... 18

3.20 Hajakeskitetyn mallin tiedonsiirron yhteys­ tarpeet ... 20

3.30 Suora- ja etäeräkäyttösovellusten yleiset vaatimukset tiedonsiirrolle ... 24

3.40 Suora- ja etäeräkäyttösovellusten tiedonsiir- tomäärät ... 25

4 LÄÄNEITTÄIN HAJAKESKITETYN MALLIN TIETOKONEVERKKO 28 4.10 Verkkorakenteen suunnittelu ... 28

4.11 Verkkorakenteen vaatimukset tiedonsiirrolle 32 4.12 Varmistukset ... 33

4.20 Tietokoneverkon laitteistot ... 33

4.21 Keskuslaitteistot ... 34

4.22 Tietoliikenneohjaimet ... 37

4.23 Päätelaitteet ... 37

4.30 Tietokoneverkon ohjelmistot ... 38

4.31 Isäntäkoneiden varusohjelmistot ... 38

4.32 Tietoliikenneohjainten ohjelmistot ... 40

4.33 Sovellusohjelmistot ... 40

4.34 Päätelaiteohjelmistot ... 41

4.40 Tietoliikennetoteutus ... 41

4.41 Tiedonsiirtolinjojen mitoitus ... 41

4.42 Tietoliikenneohjainten mitoitus ... 48

5 MALLIRATKAISUN TARKASTELU ... 49

5.10 Mallin testaus ja verkon yleiset vaatimukset 50 5.20 Sovellusvaatimukset ... 51

5.30 Ohjelmistot ... 53

5.31 Varusohjelmistot ... .•... 54

5.32 Nykyiset ohjelmistot ja niiden muuttaminen 55 5.33 Uusi ohjelmakehitys ... 56

5.40 Laitteistot ... 56

5.41 Ostetut keskuslaitteistot ja niiden käyttö 57 5.42 Pien- ja mikrotietokoneiden käyttö ... 58

5.43 Päätelaitteistot ... 59

5.51 Valvonnan ja ohjauksen keskittäminen ... 60

5.52 Siirtoyhteyden ohjaussäännöstö ... 61

5.53 Yleisen dataverkon ja pakettikytkentäisten verkkojen käyttö ... 62

5.60 Hajautuskehitys ... 63

6 KUSTANNUKSET ... 65

6.10 Kustannuskehitys ... 66

6.20 Malliratkaisun kustannusarvio ... 67

6.21 Laitteistot ... 67

6.22 Ohjelmistot ... 68

6.23 Tiedonsiirto ... 68

6.30 Kustannuskehitys ja malliratkaisu ... 70

7 YHTEENVETO ... 72

7.10 Työ ... 72

7.20 Tulokset ... 72

7.30 Johtopäätökset ... 73

7.40 Toimenpide-ehdotus ... 73

KIRJALLISUUSLUETTELO

LIITTEET 1 Tietokoneverkon keskuslaitteistokustunnukset 2 Päätelaitteistokustunnukset

3 Tietokoneverkon varusohjelmistokustunnukset 4 Datasiirtoyhteyksistä perittävät maksut 5 Yleisen datasiirtoverkon alustavat tariffit TIIVISTELMÄ

LYHENTEET

ACF ADVANCED COMMUNICATIONS FUNCTION ANSI AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE APL A PROGRAMMING LANGUAGE

ARK AUTOREKISTERIKESKUKSEN SOVELLUS

ASCII AMERICAN NATIONAL STANDARD CODE FOR INFORMATION INTERCHANGE

ATMS ADVANCED TEXT MANAGEMENT SYSTEM

BSC BINARY SYNCHRONOUS COMMUNICATION/IBM ВТАМ BASIC TELECOMMUNICATIONS ACCESS METHOD CA CHANNEL ADAPTER

CCITT COMITÉ CONSULTATIF INTERNATIONAL TËLËGRAPHIGUE ET TÉLÉPHONIQUE

CICS CUSTOMER INFORMATION CONTROL SYSTEM COBOL COMMON BUSINESS ORIENTED LANGUAGE CPU CENTRAL PROCESSING UNIT

CRT CATODE RAY TUBE

CS COMMUNICATION SCANNER DATEL DATA/TELE PALVELU DB DATA BASE

DBMS DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM DC DATA COMMUNICATION

DCA DISTRIBUTED COMMUNICATIONS ARCHITECTURE/UNIVAC DCE DATA CIRCUIT-TERMINATING EQUIPMENT

DEC DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION

DECNET DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION NETWORK DLC DATA LINK CONTROL

DNA DISTRIBUTED NETWORK ARCHITECTURE/UNIVAC DOS DISK OPERATING SYSTEM

DSN DISTRIBUTED SYSTEMS NETWORK/HP DTE DATA TERMINAL EQUIPMENT

EBCDIC EXTENDED BINARY-CODED DESIMAL INTERCHANGE CODE EP EMULATION PROGRAM

FAS VALTION TIETOKONEKESKUKSESSA KEHITETTY KONERIIPPUMATON OHJELMOINTIKIELI

FDX FULL DUPLEX

FEP FRONT END PROCESSOR FM FUNCTION MANAGEMENT

HDLC HIGH-LEVEL DATA LINK CONTROL/CCITT HDX HALF DUPLEX

HP HEWLETT-PACKARD

IBM INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES

IDMS INTEGRATED DATABASE MANAGEMENT SYSTEM

ISO INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION JES JOB ENTRY SUBSYSTEM

KY KÄSITTELY-YKSIKKÖ

KKY/A TUHATTA KÄSITTELY-YKSIKKÖÄ VUODESSA MVS MULTIPLE VIRTUAL STORAGE

NAU NETWORK ADDRESSABLE UNIT

NCCF NETWORK COMMUNICATION CONTROL FACILITY NCP NETWORK CONTROL PROGRAM

NCR NATIONAL CASH REGISTER

NPDA NETWORK PROBLEM DETERMINATION AID NPDN NORDIC PUBLIC DATA NETWORK

NTO NETWORKING TERMINAL OPTION

OPI OIKEUS- JA POLIISIHALLINNON INFORMAATIOSYSTEEMI OS OPERATING SYSTEM

PC PATH CONTROL

PDN PUBLIC DATA NETWORK

PDP PROGRAMMABLE DIGITAL PROCESSOR PEP PARTIONED EMULATION PROGRAM

PS PACKET SWITCHING

QTAM QUEUED TELECOMMUNICATIONS ACCESS METHOD RES REMOTE ENTRY SERVICES

RJE REMOTE JOB ENTRY

ROSCOE REMOTE OS CONVERSATIONAL OPERATING ENVIRONMENT RPL REMOTE PROGRAM LOADER

RTAM REMOTE TERMINAL ACCESS METHOD ses SNA CHARACTER STREAM

SDLC SYNCHRONOUS DATA LINK CONTROL/IBM SNA SYSTEMS NETWORK ARCHITECTURE/IBM ss START/STOP

SSCP SYSTEMS SERVICES CONTROL POINT TC TRANSMISSION CONTROL

TCAM TELECOMMUNICATIONS ACCESS METHOD TISI TIEDONSIIRTORYHMÄ

TLO TIETOLIIKENNEOHJAIN TP TELEPROCESSING

TSO TIME SHARING OPTION TTY TELETYPE

UNIVAC UNIVERSAL AUTOMATIC COMPUTER

VAAKSA VALTIONHALLINNON ATK-PALVELUN ALUEELLISEN KEHITTÄMISEN SUUNNITTELUTYÖRYHMÄ

VS VIRTUAL STORAGE, VIRTUAL SYSTEM

VTAM VIRTUAL TELECOMMUNICATIONS ACCESS METHOD VTKK VALTION TIETOKONEKESKUS

V. 24 YLEISTEN PUHELINVERKKOJEN LIITÄNTÄSUOSITUS/CCITT YDV YLEINEN DATAVERKKO

YPV YLEINEN PUHELINVERKKO

YTSV YLEINEN TIEDONSIIRTOVERKKO

X. 21 PIIRIKYTKENTÄISTEN YLEISTEN DATAVERKKOJEN LIITÄNTÄ- SUOSITUS

X. 25 PAKETTIKYTKENTÄISTEN YLEISTEN DATAVERKKOJEN LII- TÄNTÄSUOSITUS

Tietokoneiden käytön laajentuessa on yhä suurempi osa tietojen syötöstä ja tulostuksesta hajautettu lähemmäksi tiedon synty- ja käyttöpaikkaa. Viime vuosien laitteistokehityksen myötä on myös yhä

suurempi osa tietojen käsittelystä viety lähemmäksi tiedon käyttäjää. Erillisten laitteistojen välillä tarvitaan kuitenkin lähes aina tiedon siirtopalveluja.

Valtion tietokonekeskuksessakin on nähtävissä tieto­

jen etäiskäytön lisääntymisestä ja mahdollisesta laitteistokapasiteetin hajauttamisesta aiheutuva tosiaikaisen tietojen siirtotarpeen kasvu. Käytettä­

vät tiedonsiirron menetelmät ovat tällä hetkellä sovel­

luskohtaisia erillisratkaisuja, eivätkä ne sellaise­

naan sovellu laajenevaan etäiskäyttöön ja kehittyvien laitteistojen hyväksikäyttöön.

Tämä työ käsittelee valtion tietokonekeskuksen pal­

velujen edellyttämän tietokoneverkon periaatesuun- nittelua. Työssä suunnitellaan erään esitetyn pal­

velumallin tietokoneverkko yhtenäisen tietoliikenne- ratkaisun mukaan.

1.10 Valtion tietokonekeskuksesta

Valtion tietokonekeskus on v 1964 perustettu laitos, jonka tehtävänä on tarjota atk-palveluja valtion vi­

rastoille ja laitoksille sekä liiketaloudellisesti perusteltuna myös yksityisille yrityksille.

Tällä hetkellä (1979) valtion tietokonekeskuksella on kuusi toimipistettä; Espoossa, Jyväskylässä, Kouvolassa, Oulussa, Tampereella ja Turussa. Taulu­

kossa on esitetty kunkin toimipisteen henkilöstö

(1978) ja käytettävät tietokonelaitteistot (1.5.1979).

Taulukko 1: Valtion tietokonekeskuksen toimipisteet

Toimipiste Henkilöstö Tietokoneet

Yhteensä Systeemi­

työ

Käyttö

Espoo 464 200 167 IBM 370/168 +

370/145 + Jyväskylä

PDF 11/35 + 2 kpl PDP 11/34

71 18 53 IBM 370/148

Oulu 55 23 32 IBM 360/50

Kouvola 13 5 8 PDP 11/40

Tampere 16 13 3 PDP 11/34

Turku 17 8 9 PDP 11/34

Yhteensä 636 267 272

iI

Palvelumuotoja ovat erä-, etäerä- ja suorakäyttö, joista suorakäyttö on keskittynyt Espooseen ja Jyväs­

kylään, muita palveluja tarjotaan kaikissa toimipis­

teissä .

Tulevana kehityssuuntana voidaan nähdä etäerä- ja suorakäytön hyvin voimakkaan laajentumisen nykyisten sovellusten kehittyessä ja varsinkin uusien sovellusten syntyessä. Nopeasti kehittyvinä palveluinjeina voidaan pitää mm tekstinkäsittelyohjelmistojen sekä ROSCOE- ja APL-pääteohjelmointipalvelun käyttöä.

1.20 Valtionhallinnon tietojenkäsittelypalvelun kehittämis­

suunnitelmista

Valtionhallinnon atk-palvelun alueellisen kehittämi­

sen suunnittelutyöryhmä (VAAKSA) on muistiossaan /1/

tarkastellut valtionhallinnon atk-palvelun kehit­

tämistarvetta ja mahdollisia palvelun toteuttamis­

vaihtoehtoja. Työryhmä ei esittänyt kehittämisen to­

teutussuunnitelmaa, vaan muistiota käsitellään eh­

dotuksena .

Atk-käyttöpalvelun kehitystä on tarkasteltu lähinnä seuraavien, kahdeksan suurimman valtakunnallisen so­

velluksen sekä muiden, yhtenä ryhmänä käsiteltävien alueellisten ja paikallisten sovellusten osalta : - verohallinnon tietojärjestelmät

- väestörekisterikeskuksen rekisterit - kiinteistötietorekisteri

- työvoimahallinnon tietojärjestelmä - autorekisterikeskuksen rekisterit

- oikeus- ja poliisihallinnon tietojärjestelmä - kuukausipalkkasysteemi

- ulkomaankaupan yhtenäistetty tietojärjestelmä.

1980-luvulla odotettavissa olevaa laajaa tekstinkä­

sittelyä ym toimistotehtävien automatisointia ei selvityksessä ole voitu arvioida.

Taulukossa 2 on esitetty VAAKSA-työryhmän arviot

sovellusten atk-käytön määrästä ja rakenteesta vuonna 1982 /1/.

Taulukko 2: Sovellusten atk-käyttö /1/

E г S- Suon.- Tiedostot Tietojen Suorakäyttö S-icrakaytto- Kirjoitetut

Sovellus käsittely tiedostot 1 CM tapaht

H 000 ky 1 000 ky

1 Verohallinnon tietojärjestelmät 12 000 3 000 13 000 2 900 2 500 1 500 53 750 2 Väestörekisterikeskuksen rekis-

terit 8 900 2 700 2 200 650 330 1 100 76 102

3 Kiinteistötietorekisteri 6 000 9 000 3 500 3 000 85 3 500 242 10

4 Työvoimahallinnon tietojärjes-

telmä 300 5 200 100 100 . 220 2 600 50 10

5 Autorekisterikeskuksen rekis-

terit 1 900 1 200 2 700 1 100 460 2 450 81 60

6 Oikeus- ja poliisihallinnon

tietojärjestelmä 5 000 2 500 2 000 1 000 1 000 5 000 83 20

7 Kuukausipalkkasysteemi 7 000 1 000 30 120

8 Ulkomaankaupan yhtenäistetty

tietojärjestelmä _{1 300 550 350 10 240 700 2} 60

Valtakunnalliset sovellukset

yhteensä 42 400 24 200 24 850 8 750 4 850 16 850 506 1 100

Muut sovellukset 15 000 8 000 8 550 2 850 2 150 5 450 94 400

Yhteensä 57 400 32 200 33 400 11 600 7 300 22 300 600 1 500

Järjestelmien ylläpito 14 300 8 100

Tietokonekäsittely yhteensä 71 700 40 300

Tietokonekäsittely on arvioitu VTKK:n IBM-tietokoneiden käytön rekisteröinnissä ja laskutuksessa sovelletta­

vina käsittely-yksikköinä (ky) /2/.

Sovellusten käytön paikallistumisaste organisaatiotason (keskus-, lääni- ja paikallishallinto) mukaan on ny­

kyisten selvitysten perusteella hajautunut toiminnoit­

tain taulukon 3 mukaan.

Taulukko 3: Sovellusten käyttö eri organisaatiota­

soilla /1/

Sovellus Tietojen synty

%

Suorakäyttö

%

Suorak pisteitä kpl

Tulosrivien käyttö

%

K L P K L p K L P K L P

1 Verohallinnon tietojärjestelmät 10 90 100 53 100

2 Väestörekisterikeskuksen rekis­

terit 1 99 55 45 13 63 70 30

3 Kiinteistötietorekisteri 1 99 5 10 85 2 11 229 50 25 25

4 Työvoimahallinnon tietojärjes­

telmä 100 100 50 100

5 Autorekisterikeskuksen rekis­

terit 100 40 60 ix ) 80x> 20 80

6 Oikeus- ja poliisihallinnon

tietojärjestelmä 2 98 10 90 3X> 80x> 90 10

7' Kuukausipalkkasysteemi 5 5 90 5 5 90

8 Ulkomaankaupan yhtenäistetty

tietojärjestelmä 5 95 100 2 45 55

Valtakunnalliset sovellukset

yhteensä 7 8 85 13 6 81 18 13 475 13 5 82

K « keskitetty taso x) yhteisiä suorakäyttöpisteitä L = läänitaso

P = paikallistaso

Sovellusten tietojenkäsittelyn volyymin lääni- ja paikallishallinnossa on VAAKSA-työryhmä arvioinut jakaantuvan eri lääneihin seuraavasti :

Taulukko 4: Lääni- ja paikallishallinnon tietojen­

käsittely /1/

Käsittely Yksikkö Lääneittäinen jakauma

Yht ULj TPL1 HL KYL ML KSL VL OL 1 KUL PKL LL" AL Tietojen synty milj merkkejä 4500 1040 700 610 330 210 240 400 360 230 180 180 20 Suorakäyttö 1000 tapahtumia 14600 3550 2110 1870 1150 680 770 1420 1090 800 610 520 30 Suorakäyttö-

pisteitä kpl 488 72 83 58 40 32 27 60 36 32 22 24 2

Tulosrivien

käyttö milj rivejä 960 250 130 120 70 55 50 80 75 50 35 40 5

Tallennus milj merkkejä 3200 740 500 430 240 150 170 280 260 160 130 130 1 10

Tietokonekäsittelyn keskittämisen/hajauttamisen poh­

jalta on muodostettu seuraavat käyttöpalvelun kehit­

tämisvaihtoehdot :

1 Keskitetty malli (VAAKSA 1)

Konekäsittely ja rekisterit on keskitetty kahteen palvelupisteeseen.

2 Sovelluksittain keskitetty malli (VAAKSA 2)

Konekäsittely ja rekisterit on keskitetty sovelluksittain viiteen toimipisteeseen sekä muilta osin yhteen palvelupisteeseen.

3 Lääneittäin hajakeskitetty malli (VAAKSA 3)

Konekäsittely ja rekisterit on osittain haja­

keskitetty 11 läänin palvelupisteeseen ja osittain keskitetty kahteen valtakunnalliseen palvelupisteeseen, jotka ovat samalla läänin­

pä lvelupi s teitä . 4 Hajautettu malli (VAAKSA 4)

Konekäsittely ja rekisterit on hajautettu osittain 500 käyttäjätoimipisteeseen, osit­

tain keskitetty kahteen palvelupisteeseen.

VAAKSAn muistiossa on eri mallien ominaisuuksia ja kus­

tannuksia pyritty arvioimaan ja näiden pohjalta on esi­

tetty lähinnä vaihtoehtojen 1 ja 4 mukaista toteutus­

ta. Valtionhallinnon alueellisesta kehittämisestä riip­

puen tulee kuitenkin myös taloudellisesti muita kal­

liimmaksi arvioitu lääneittäin hajakeskitetty kolmas malli tarkasteltavaksi.

Palvelun kehittämisen peruslähtökohtana voidaan pitää ainakin VTKK:n nykyisten Espoon ja Jyväskylän toimi­

pisteiden säilymistä. Valtionhallinnon sovellusten ja niiden käytön luonteen mukaisesti on oleellista, käyt­

töpalvelun kehittämismallista riippumatta säilyttää myös valtakunnallisesti keskitetty palvelukapasiteetti.

VTKK : n nykyisten palvelupisteiden (Espoossa keskus, muualla Suomessa viisi aluekeskusta) toiminnan jatka­

minen ja käytön kehittäminen vastannee ominaisuuksil­

taan ja ongelmiltaan tietoliikenteen kannalta lähinnä mallin kolme mukaista hajakeskitettyä vaihtoehtoa.

Nykyisillä tiedonsiirtomenetelmillä on kaikille VAAKSA- malleille nähtävissä ongelmaksi erityisesti suora-

käyttösovellusten tiedonsiirron järjestäminen. So­

vellusten laajentuessa syntyy lukuisia sovelluskoh­

taisia verkkoja, koska nykyisin käytettävillä menetel­

millä ja ohjelmistoilla ei verkkojen ja ohjelmistojen käyttöä voida jakaa useammalle käyttäjälle.

Kehityksen mukana tulisivat nykyisillä menetelmillä mm lisääntymään sellaiset asiäkästoimipisteet, joista on usealle eri sovellukselle varattava kullekin oma pää­

telaite ja tiedonsiirtolinja samalle keskuskoneelle, vaikka parempia menetelmiä käyttäen voitaisiin tulla toimeen yhdellä päätteellä ja yhdellä linjalla.

Kehittämisen välttämättömyyttä kuvaavat lähinnä ny­

kyiseen palvelutarjontaan pohjautuvan VAAKSAn ensim­

mäisen mallin toteutusarviot nykyisiä tiedonsiirto- menetelmiä ja yleistä dataverkkoa (YDV) käyttäen. Esi­

tettyjen arvioiden /3/ mukaan tarvittaisiin tällöin palvelukeskuksissa mm noin 500 YDV-tietoliikenneliit- tymää. Käytössä olevilla menetelmillä ja laitteilla tämä ei enää ole taloudellista.

1.30 Tietokoneverkoista

Tiedonsiirto on tähän saakka ollut atk-järjestelmien kannalta vain syöttö- tai tulostuslaitteiden maantie­

teellisestä etäisyydestä aiheutuva lisätoiminto ja -kus tannuslähde. Se on liitetty käyttöjärjestelmissä ja eri käyttömuotojen tukiohjelmissa muitten toimintojen yhteyteen, jolloin yhdessä tietokoneessa on lukuisia samanlaisia tiedonsiirtoa tukevia ohjelmaosia.

1960-luvulla kehitetyt tietoliikennejärjestelmät oli­

vat sovelluskohtaisia ja ne olivat hyvin riippuvaisia käytetystä laitteistosta ja sen ominaisuuksista. Yhden sovellusohjelma- tai laitteisto-osan muuttaminen edel­

lytti muutoksia lähes kaikkiin muihinkin osiin.

Kehitys on johtanut käyttöalueiden laajenemisen ja niiden yhdistämisen sekä tutkimuksen ja standardoin­

nin kautta järjestelmiin, joissa tiedonsiirtoverkko on koko järjestelmän oleellisin osa. Tiedonsiirtoon pe­

rustuvia järjestelmiä ovat julkaisseet lähes kaikki tietokonevalmistajat. Tunnetuimpia lienevät IBM : n SNA (Systems Network Architecture) DEC:n DECNET

(DEC Network), UNIVAC: n DCA (Distributed Communications Architecture) ja HP :n DSN (Distributed Systems

Network) /4/ ja /5/.

Arkkitehtuurien toteuttajat ovat perustaneet suunni­

telmansa hieman eri lähtökohdille, mutta kaikilla on ongelmien luonteen vuoksi tiettyjä yhteisiä pää­

määriä:

- mahdollistaa erilaisten ja eri sovellusten päättei­

den liittäminen yhteiseen verkkoon

- mahdollistaa useiden isäntäkoneiden tms älykkäiden laitteistojen liittäminen yhteiseen verkkoon

- saada verkko tuntumattomaksi (transparent) pääte­

käyttäjille ja sovellusohjelmoijille

- vähentää minkä tahansa verkon osan muutosten vai­

kutuksia .

Yhteisten päämäärien vuoksi on eri arkkitehtuureilla myös joitain rakenteellisia yhtäläisyyksiä. Näitä

ovat ensinnäkin verkon osien välisten yhteyksien kolme tasoa :

1 Vierekkäisten verkon solmupisteiden välinen fyysinen linjatason yhteys, jota arkkitehtuu­

reissa yleensä ohjataan jollain tiedonsiirto­

yhteyden ylätason ohjausmenetelmällä kuten HDLC (High-level Data Link Control) tai SDLC

(Synchronous Data Link Control) /6/ ja /7/.

2 Lähettäjä- ja määränpääsolmupisteen välinen reittitason yhteys, joka voi kulkea useiden välisolmujen kautta ja voi tukeutua eri lin- jakureihin eri reittiosilla. Esimerkkinä tällaisesta loogisesta reitityssääntöjen ai­

kaansaamasta yhteydestä ovat pakettikytken­

täisten (packet switching) verkkojen säännös­

töt /7/.

3 Peruskäyttäjien (tietolähteen ja -nielun) välinen yhteys. Peruskäyttäjät voivat olla päätteenkäyttäjiä tai solmupisteiden oh­

jelmia.

Toinen arkkitehtuurien rakenteellinen yhtäläisyys on kunkin verkko-osan, solmupisteen jakaminen toiminnal­

lisiin tasoihin (Layered structure):

1 Sovellustaso (Application layer) keskittyy yksinomaan peruskäyttäjän tarvitsemiin toi­

mintoihin ja se voi olla joko sovellusohjel­

ma, syöttö- tai tulostuslaite, esim pääte.

Taso ei ole tekemisissä sellaisten muotovaa­

timusten, yhteyssäännöstöjen tai toimintojen kanssa, jotka liittyvät sanoman siirtoon ver­

kossa .

2 Toimintohanintotaso (Function management layer) huolehtii peruskäyttäjien välisestä yhteydestä, toteuttaa peruskäyttäjien välis­

ten laitteistoerojen vaatimat muunnokset ja mahdollistaa täten yksinkertaisen, yhte­

näisen sovellusohjelmaliitännän. Toimintohal- lintotason palvelut ovat myös ehdottomana edellytyksenä erilaisten laitteiden kytke­

miselle yhteiseen verkkoon.

3 Siirtoalijärjestelmä (Transmission subsystem) huolehtii tiedon reitittämisestä ja siirtä­

misestä lähtöpisteen ja määränpään välillä.

Tämä taso huolehtii reitti- ja Iinjatason yhteyksistä.

Tasorakenteella pyritään eristämään verkon eri toimin­

not toisistaan ja standardoimaan eri toimintojen väli­

set liitännät, jolloin esim sovellustason toimintojen ei tarvitse huolehtia siirtotason toiminnoista. Taso- rakenteella voidaan myös toimintojen muutokset eris­

tää niin, etteivät yhden tason muutokset vaikuta mui­

hin tasoihin.

Nyttemmin on myös kansainvälisellä tasolla pyritty standardoimaan tietokoneverkkojen arkkitehtuuria.

Tällä hetkellä kuvan 1 mukainen ehdotus on käsitel­

tävänä ANSI : n (American National Standards Institute) ja ISO : n (International Organization for Standardi­

zation) alajärjestöissä /4/.

Solmu

Ohjaus- Solmu

Л- ISO- ja ANSI - ehdotus

Es inter kk i toteutuksia

SNA DECNET

Function Management

Data Flow Control

Transmission Control

Path Control

Synchronous Data

Link Control

V. 24

IBM Kuva 1: Tietokoneverkkojen arkkitehtuurit ja standardointi

Data Access Protocol

Data Access Protocol

Network Service Protocol

Network Service Protocol Digital Data Communication Message Protocol

V. 24

DEC

Kuvassa 1 on pyritty esittämään myös muiden tiedon- siirtoalan standardien liittymistä tähän arkkiteh­

tuuriin ja kahden laitevalmistajan omaan arkkiteh­

tuuriin .

Eri laitevalmistajien kesken on kuitenkin huomattavia eroja suhtautumisessa kansainväliseen tiedonsiirto- alan standardointiin. Kaikki laitevalmistajat tuke­

vat nykyisin käytössä olevia CCITT: n (Comité

Consultatif International Télégraphique et Téléphonique) V-sarjan standardeja (V.24), jotka on tarkoitettu

liitännäksi yleisten puhelinverkkojen yhteyksille /8/.

Piirikytkentäisten yleisten tiedonsiirtoverkkojen (circuit-switched public data network) liitäntästan- dardiksi tarkoitetun X.21-liitännän käyttöä /7/

eivät laitevalmistajat sen sijaan vielä tue. Poh­

joismaissa vuoden 1979 lopulla käynnistyvässä ylei­

sessä dataverkossa (YDV) /9/ käytettävälle X.21- liittymälle lupaavat tuen useat laitevalmistajat ja mm IBM on aktiivisesti seurannut verkon kehitystä.

Pakettikytkentäisten (packet-switched) yleisten tie­

donsiirtoverkkojen liitännäksi tarkoitetun X.25- suosituksen /7/ tuessa on myös huomattavia eroja.

Osa arkkitehtuurien toteutuksista perustuu suoraan esitettyihin standardeihin (X.21 ja X.25), osalla taa­

sen standardien tukea vasta valmistellaan, mutta

tuki ei toteutuessaan ehkä mahdollista standardien mu­

kaisten palvelujen tehokasta käyttöä. Yleisten da­

taverkkojen kehittyessä voidaan X.25-suosituksen ja Suomen olosuhteissa etenkin X.21-suosituksen tukea pitää välttämättömänä.

Laitevalmistajien arkkitehtuurien oleellisimmat erot liittyvät verkon ohjauksen toteutukseen ja sen isäntä- koneriippuvuuteen. Osa arkkitehtuureista on hierarki- sesti ja keskitetysti ohjattavia verkkoja, jotka niin ollen ovat vikatapauksissa haavoittuvampia kuin eri verkkokomponenteille hajautettuun ohjaukseen ja reititykseen perustuvat systeemit /4/. Nykyisissä SNA-toteutuksissa on verkon valvonta keskitetty isäntäkoneeseen, joten arkkitehtuuri ei luo eräiden muiden toteutusten (esim DCA) tapaista sovellus- koneista riippumatonta verkkoalijärjestelmää.

Arkkitehtuurien mukaisia ohjelmisto- ja laitteistotuot teita julkistetaan jatkuvasti, mutta eri laitetoimit­

tajien arkkitehtuurien valmiudet eroavat huomattavasti osa on julkistettu jo v 1974 ja järjestelmiä on ny­

kyään käytössä jo runsaasti /10/, suurin osa on jul­

kistettu vasta viime vuosina eikä valmiina ole vielä yhtään käyttökelpoista toteutusta /4/. Kaikkien

valmistajien arkkitehtuurit ja etenkin niiden toteu- tusvalmius kehittyvät kuitenkin ripeästi koko ajan.

1.40 Työn tarkoitus

Nykyisessä tiedonsiirrossa esiintyvien puutteiden ja varsinkin esitettyjen kehitysennusteiden (VAAKSA) pe­

rusteella on valtion tietokonekeskuksessa todettu välttämättömäksi kehittää nykyisin käytettyjä tiedon­

siirtomenetelmiä. Tästä johtuen on jo pitkään tutkittu vaihtoehtoja käyttöpalvelun eri osa-alueiden kehittä­

miseksi (kiinteistötietorekisterisovelluksen hajaut- tamiskokeilu, tiedonsiirron kehittämisen selvitys ym).

Tiedonsiirtomenetelmien kehittämiseksi on vertailtu mm IBM:n ja erikoistuneiden laitetoimittajien

(COMTEN ja MEMOREX) tietoliikenneohjainten ja edus- tietokoneiden käyttöä. Ostettujen IBM-keskuslaitteis- tojen käytön ja muun muassa mahdollisten ei-IBM-

laitteistojen aiheuttamien yhteensopivuusongelmien vuoksi on nyt päätetty tarkemmin tutkia IBM:n yhte­

näisen tietoliikenneratkaisun käyttöä.

Tämän työn tarkoituksena on tutkia tietokoneverkkoark- kitehtuurien soveltuvuutta atk-palvelun kehittämisvaih toehtoihin. Lähtökohdaksi valitaan lähinnä nykyistä ti lannetta vastaava VAAKSAn hajakeskitetty kolmas malli sekä IBM: n SNA-arkkitehtuuri. Tehtävänä on suunnitella VAAKSAn mallin 3 yhtenäinen SNA-tietokoneverkko ja tar kastella sen ominaisuuksia nykytilanteeseen ja muihin käytettävissä oleviin vaihtoehtoihin verrattuna.

2 YHTENÄISEN TIETOLIIKENNERATKAISUN YLEISKUVAUS

Systems Network Architecture (SNA) on IBM:n syys­

kuussa 1974 julkistama yhtenäinen tietoliikenne-

ratkaisu /11/. Se määrittelee puitteet laitteisto- ja ohjelmistojärjestelmän osien liittämiseen tehokkaak­

si, yleiseksi etäiskäsittelyjärjestelmäksi. SNA ei itse ole mikään systeemi, vaan se on arkkitehtuu­

ri - joukko ohjeita ja toimintasääntöjä, jotka ohjaa­

vat järjestelmän osien suunnittelua siten, että osat ovat yhteensopivia. .

SNA-arkkitehtuurin mukaan suunniteltuja ja toteutettu­

ja tietoliikenneverkon osajärjestelmiä on vuosien kuluessa julkistettu useita. Myös itse arkkitehtuurin määrittelyä on laajennettu kattamaan yhä suuremman osan tietoliikennealueesta /12/.

2.10 Päämäärät

SNA:n päämääränä on muiden verkkoarkkitehtuurien ta­

paan yhtenäistää lukuisia käytössä olevia linjakureja, laiteohjausmenetelmiä ja saantimenetelmiä. Tällä yh­

denmukaistamisella pyritään parempaan ohjelmistojen, laitteistojen ja siirtoiinjojen hyödyntämiseen ja käytettävyyteen. Arkkitehtuurin avulla pyritään myös tehostamaan sovellusten ja tarvittavien verkkojen kehitystyötä tarjoamalla nykyistä yhtenäisempiä apuneuvoja sovellusten käyttöön.

Tavoitteena on mahdollistaa verkkoon liitettyjen re­

surssien käyttö liittymispaikasta ja laitekohtaisista eroista riippumatta.

2.20 Rakenne

SNA-määrittelyssä, /6/ on verkon osien rakenne kuvan 2 mukaisesti jaettu tarkkaan määriteltyihin tasoihin:

- sovellustaso

- toiminnon ohjaustaso

- siirtoalijärjestelmä (siirron ohjaustaso ja siirtotie)

Kuva 2: Toiminnolliset kerrokset SNA:ssa /6/ ja /13/

Tasojaolla pyritään mahdollistamaan muutokset yhdessä tasossa muihin tasoihin koskematta ja mahdollistamaan toiminnallisesti vastaavien tasojen väliset yhteydet toimintojen hajauttamiseksi /13/.

Siirtoalijärjestelmä huolehtii tiedon reitittämisestä ja siirtämisestä lähettäjältä vastaanottajalle. Se ei tutki, käytä tai muuta siirrettävän tiedon sisältöä.

Siirtoalijärjestelmä huolehtii sovelluksien yhteisten siirtoreittien ja -linjojen käytön jakamisesta.

Toiminnon ohjaustaso huolehtii siitä, että tieto

esitetään kullekin sovellustason toiminnolle oikeassa muodossa. Tämä mahdollistaa erilaisten laitteiden

liittämisen yhteiseen verkkoon ja laitekohtaisten muunnosten toteuttamisen hajautettuna verkon eri osissa.

Sovellustaso huolehtii käyttäjän sovelluksen käsitte­

lystä eikä sillä ole mitään tekemistä linjojen ohjauk­

sen tai tietoyksiköiden reitityksen kanssa.

Kaikki tiedon siirto tapahtuu peruskäyttäjien (end user) välillä. Peruskäyttäjiä ovat mm ohjelmat, ope­

raattorit ja fyysiset tallennusvälineet. SNA: n raken­

ne eristää peruskäyttäjät tiedon välittämisessä käy­

tetyistä menetelmistä. Peruskäyttäjien välinen tie­

donsiirto vaatii sekä käyttäjälle tyypillisen tiedon ja ohjauksen mukauttamista siirrossa käytettyyn muotoon että myös varsinaista tiedon siirtoa käytettävissä

olevilla linjoilla.

Osoitteellinen verkkoyksikkö, NAU (Network Addressable Unit) on systeemin hallussa oleva resurssi, joka liit­

tää peruskäyttäjän verkkoon. NAU :t ovat kaiken tiedon­

välitys systeemissä kulkevan tiedon lähtö- ja päätepis­

teitä. Jokaisella NAU:11a on verkkonimi, jolla perus­

käyttäjät tuntevat sen ja voivat täten osoittaa ha­

luamansa toisen peruskäyttäjän. Jokaisella NAU :11a on myös verkko-osoite, jota tiedonvälityssysteemin siirtoalijärjestelmä käyttää.

Ennen peruskäyttäjien välisen tiedonsiirron aloitta­

mista on NAU :iden välille luotava looginen yhteys (Logical session). Loogisen yhteyden muodostaa tiedon­

välitysjärjestelmä yhteyttä haluavan peruskäyttäjän pyynnöstä. Looginen yhteys sisältää menetelmät, joilla SNA:ssa fyysisen linjatason virheiden tarkastuksen li­

säksi voidaan varmistaa myös peruskäyttäjien välisen keskustelun eheys (integrity) ja toipua keskustelun virhetilanteista (vrt kuva 1).

Kaikkia tietojenkäsittelyn resursseja (ohjelmat, lait­

teet) käsitellään loogisesti samalla tavalla osoit- teellisten verkkoyksikköjen avulla. Kaikkien resurs­

sien ja loogisten yhteyksien hallinta on keskitetty systeemipalvelujen ohjauspisteen, SSCP (System

Services Control Point) vastuulle. Näin on mahdollis­

tettu verkon resurssien yhteiskäyttöisyys niiden fyy­

sisestä sijainnista riippumatta.

Ensimmäisissä SNA:n toteutuksissa oli koko verkon hal­

linta keskitetty yhdelle ainoalle SSCP: lie. Useampia tietokoneita sisältävien tietokoneverkkojen yleistyt­

tyä on myöhemmissä versioissa, ns ACF-ohjelmistoissa (Advanced Communications Function) sallittu myös useam­

pien ohjauspisteiden määritteleminen yhteisesti käy­

tettyyn verkkoon. Jokainen verkon ohjausalueen resurs­

si on tällöinkin oman ohjauspisteensä valvonnassa; muut ohjauspisteet voivat vain pyytää vieraan ohjauspis­

teen resurssien käyttöä. Viimeisimmät julkistukset ovatkin liittyneet lähinnä tämän tyyppisiin varsinai­

siin tietokoneverkkoihin (Multisystem Networking Facility /12/ ja /14/).

2.30 Tämänhetkinen toteutus

Kulloinkin julkistettu SNA-versio on määritellyt aina yhä laajemman osan tietoliikennejärjestelmästä. Vas­

taavasti kuhunkin määritelmään liittyvät laitteisto­

ja ohjelmistojulkistukset ovat toteuttaneet yhä suuremman osan määritellystä arkkitehtuurista.

Tämän hetken laitteistot ja ohjelmistot liittyvät vuonna 1976 julkistettuun SNA-arkkitehtuurimääritel­

inään, joka laajentaa SNA-verkon huolehtimaan myös uséis ta ohjausalueista. Perusrakenteeltaan arkkitehtuuri on kuitenkin yhä samanlainen. Viimeisimpään SNA-

julkistukseen (syksy 1978) liittyvät ohjelmisto- ja laitteistouudistukset tulevat parantamaan lähinnä mo- nialueisten verkkojen toimintaa ja operointia.

Toteutus perustuu kuvan 3 mukaisesti neljään perus­

osaan /11/, /14/ ja /15/, joita kehitetään jatkuvasti : 1 ACF/VTAM (Advanced Communications Function/

Virtual Telecommunications Access Method) on uusi ohjelma, tietoliikenteen saantimenetelmä,

jota suoritetaan IBM 370-, 4300- tai 3030- tyypin isäntäkoneessa. Uuden saantimenetel- män tarkoituksena on liittää kaikki isäntä­

koneen partitioissa suoritettavat tietolii­

kennettä hyväksikäyttävät ohjelmat yhteen verkkoon. ACF/VTAM suorittaa ACF/NCP/VS: n (Advanced Communications Function/Network Control Program/Virtual Storage) avustamana kaikki ne tiedonvälityksen ohjaustoiminnot, joiden suorittamiseen aikaisemmin on käytetty mm BTAM- (Basic Telecommunications Access Method), QTAM- (Queued Telecommunications Access Method) ja TCAM- (Telecommunications Access Method) ohjelmistoja.

VTAM:n yhtenä osatoimintona on kaikkien oh- jausalueen resurssien käytön valvonta sekä myös määriteltyjen, muiden isäntäkoneiden oh-

jausalueresurssien käytön mahdollistaminen.

Näistä toiminnoista huolehtii VTAM:n SSCP- toiminto.

VTAM vaatii käyttöjärjestelmäksi DOS/VS: n (Disk Operating System/Virtual Storage), OS/VS : n (Operating System/Virtual Storage) tai OS/MVS : n (Multiple Virtual Storage) ja isäntäkoneeksi IBM 370/115-mallin tai suu­

remman käyttöjärjestelmästä ja kapasiteetti- tarpeesta riippuen. Käyttäjien kokemusten mu­

kaan /10/, /15/ ja /16/ ei VTAM:n ja siten SNA:n käyttö tosin yleensä ole järkevää kuin mallin 370/148 ja sitä suuremmilla laitteis­

toilla, ellei usean tietokoneen verkkoa tarvita.

2 ACF/NCP/VS (Advanced Communications Function/

Network Control Program/Virtual Storage) on IBM 3705-mallin tietoliikenneohjaimessa suoritettava ohjelma. Se huolehtii VTAM: n oh­

jaamana fyysisten siirtolinjojen hoidos­

ta, linjaohjaustoiminnoista, reititystoimin­

noista ja siirtovirheiden käsittelystä.

ACF/NCP: n käyttö vähentää isäntäkoneen kuor­

mitusta tietoliikenteen osalta nykyisiin isän­

täkoneen (TCAM, ВТАМ) ja tietoliikenneoh­

jaimen EP- (Emulation Program) ohjelmistoihin verrattuna.

ACF/NCP/VS-ohjelma vaatii käytettäväksi IBM 3705-mallin tietoliikenneohjaimen.

3 SDLC (Synchronous Data Link Control) on

uusi linjaohjaussäännöstö, joukko yksityiskoh­

taisesti määriteltyjä toimintoja linjaliiken­

teen hoitamiseksi. SDLC-mahdollistaa (tehok­

kaan, samanaikaisen) kaksisuuntaisen tiedon­

siirron, luotettavan virhetarkistuksen ja laiteriippumattoman Iinjaohjauksen. SDLC:llä voidaan siirtolinjojen käyttöastetta tehos­

taa .

Uudet kehittyneet päätelaitteistot (SNA- terminals) ovat älykkäitä SNA- ja SDLC- yhteensopivia laitteita. Päätteet mahdollis­

tavat sovellustoimintojen hajauttamisen verkossa.

4

IBM 370 os/vs aiesvspc

DOS/VS

0 ACF/VTAM

IBM 3705

© ACF/NCP/VS

0 ACF/VTAM

Advanced Communications Function/Virtual

T elecommumcations Access Method

@ ACF/NCP/VS

Advanced Communications Control Program/

virtual System

® Data is transmitted synchronously over the communication lines according to the SDLC protocol

(4) New SNA terminals that receive and transmit according to the SDLC protocol

Kuva 3: SNA-toteutuksen neljä pääosaa /15/

Aikaisemmissa tietoliikennetoteutuksissa omistaa ku­

kin ohjelma omat linjansa ja päätteensä. SNA:n mukaan verkosto kuuluu sen sijaan koko systeemille. Verkos­

ton käyttöä ohjaa esitetyn mukaan yksi yhtenäinen saantimenetelmä, VTAM, joka kaikille laitteille yhte­

näisen linjanohjaustavan, SDLC:n avulla mahdollistaa resurssien yhteiskäytön. Toiminnot on hajautettu verkkoon niin, ettei kaikki käsittelykapasiteetti ole keskittynyt keskuslaitteistoon eikä kaikkea tie­

toa siten tarvitse tuoda keskuslaitteistoon käsitel­

täväksi .

Tämän hetken toteutuksissa on esitetystä "puhtaasta"

arkkitehtuurista poiketen tarjottu tukea myös SNA:ta edeltäneille järjestelmille. Siten voidaan SNA-verkossa käyttää ei-SNA-päätteitä. Näille ei verkossa kuiten­

kaan tarjota samoja etuja tai mahdollisuuksia kuin varsinaisille SNA-tuotteille.

Viime aikoina on myös julkistettu useita pienempiä SNA-yhteensopivia laitteistoja, jotka joko voidaan liittää isäntäkonepohjäiseen verkkoon päätelaitteis- toiksi tai jotka huolehtivat omista suppeammista SNA- verkoistaan. Kaikki julkistukset liittyvät kuitenkin samaan SNA-arkkitehtuurin toteutukseen.

2.40 Arkkitehtuurin arviointi

Arkkitehtuuri ja sen periaatteiden mukaan suunnitel­

lut laitteistot ja ohjelmistot tuovat tietojenkäsit­

telyjärjestelmälle useita etuja:

- Sovelluskehitys yksinkertaistuu, koska laiteriippu- vuus pienenee ja verkon muutokset tulevat ohjelmoijil­

le ja sovelluksille tuntumattomiksi.

- Päätteet ja muut verkon laitteet voivat käyttää usei­

ta sovelluksia ja käyttömuotoja (esim etäerä, erilai­

set kyselysovellukset, tekstinkäsittely). Tämä vähentää sovelluskohtaisten päätteiden tarvetta.

- Erityyppisiä päätteitä voidaan tiedonsiirtokustannus­

ten vähentämiseksi kytkeä samoille yhteyksille. Useat SNA-päätteet ovat ohjelmoitavia ja yleensä melko moni­

puolisia toiminnoiltaan.

- SDLC mahdollistaa kaksisuuntaisena yhteyssäännöstönä linjojen tehokkaamman käytön lyhentäen mahdollisesti sovellusten vastausaikoja.

- Pääkoneen kuormitusta ja tiedonsiirtomäärää voidaan vähentää hajauttamalla verkon käsittelykapasiteettia.

- Sovellusohjelmat ja tiedostot voidaan hajauttaa useiden S/370-tietokoneiden kesken useisiin tietokone­

keskuksiin .

Mahdollisesti saavutettavien etujen vastapainoksi on SNA:11a myös puutteita ja kielteisiä vaikutuksia tie­

tojen käsittelyjärjestelmään:

- Keskuslaitteisto:

- VTAM/ACF aiheuttaa yleisrasi tetta ja vaatii paljon muistia.

- SNA-ympäristö vaatii systeemiohjelmoijien uudelleen koulutusta.

- Tietoliikenneohjain

- Tietoliikenneyhteyksien valvonta suorite­

taan edelleenkin pääosin isäntäkoneessa, joten NCP: n käyttö ei vähennä oleellisesti isäntäkoneen kuormitusta.

- Isäntäkoneeseen keskitetty verkon valvonta heikentää verkon käytettävyyttä häiriötilan­

teissa ja vaikeuttaa varmistuksia.

- NCP vaatii tehokkaan ohjaimen ja paljon muistitilaa. ACF-ominaisuudet on julkaistu vain 3705-ohjaimelle, joten pienempää

3704-mallia ei tietokoneverkoissa voi käyttää.

- Verkko

- Asynkronisia- ja BSC-päätteitä tuetaan yhä, mutta ne eivät voi käyttää kaikkia pal­

veluja eikä niitä voi kytkeä SNA-päätteiden yhteyksille.

- Päätelaitteistojen looginen kytkeminen koneilta toiselle on normaalisti mahdollis­

ta vain SNA-päätteille, -yhteyksille ja -so­

velluksille.

- Ohjauksen keskittämisen vuoksi ei isäntä­

koneen häiriöistä toipumiseksi ole automaat­

tista menetelmää. Virhetilanteiden käsittelyyn voidaan tosin ohjelmoida menetelmät tietokone­

verkossa .

- Verkon valvonta ja operointi vaatii koulu­

tusta .

- Päätelaitteistot

- Päätteet ja pääteohjaimet on vaihdettava SNA-laitteisiin, koska käytössä olevilla BSC- ja S/S-laitteilia ei voi käyttää verkon kaikkia palveluja.

- Päätteiden ja pääteohjainten sopeuttaminen omilla ohjausohjelmistoilla erilaisten so­

vellusten tarpeisiin on vaikeaa, koska lait­

teiden ohjelmointi on suhteellisen vaikeaa /15/

- Päätelaitteistot eivät voi käyttää hyväkseen SDLC: n kaksisuuntaisuutta, koska kaikki pää­

telaitteet toimivat vuorosuuntaisesti. Moni- pisteyhteyksillä siirto voi olla kaksisuuntais­

ta, mutta tällöinkin syöttömäärien pienuus tu- lostusmääriin verrattuna yleensä vähentää

kaksisuuntaisuudesta saatavaa etua.

2.50 Kehitys

Tiedonsiirtojärjestelmien kehityksen kannalta ehkä suurimpana puutteena voitaneen pitää IBM:n kriittistä asennetta viimeaikaisiin tiedonsiirtoverkkojen kansain­

välisiin standardeihin. Tosin on myös IBM luvannut tu­

kea yleisiä tiedonsiirtoverkkoja. Kanadassa ja Ranskas­

sa toteutettuihin X.25-suositukseen perustuviin verk­

koihin on IBM jo toteuttanutkin oman tukensa.

Kaavailtu SNA:n tapa liittyä pakettikytkentäisiin verkkoihin pelkästään Iinjanohjaustaso11a tai sen alapuolella ei kuitenkaan ole pakettikytkentäisen verkon ominaisuuksien kannalta tehokas. IBM:n asen­

teeseen vaikuttanee luonnollisesti se, että SNA-arkki- tehtuuri ja sen toteutus nykyisellään perustuu vah­

vasti kiinteiden puhelinverkkojen yhteyksien mahdolli­

simman tehokkaaseen hyväksikäyttöön. SNA:n liittämi­

nen X.25-verkkoihin on tällöin oletettavasti paljon vaikeampaa kuin sellaisten kilpailevien verkkoarkki­

tehtuurien, jotka suoraan perustuvat X.25-liitäntöjen käyttöön.

Toisena ongelmana ovat SDLC:n puutteet, jotka tulevat esiin erityisesti pitkillä yhteysväleillä ja älyk­

käillä laitteistoilla. SDLC: n seitsemän lohkon kuit- tausväli on liian lyhyt ja toistomenettely liian jous­

tamaton, mikäli yhteysvälin viive tai virhesuhde kas­

vaa. SDLC perustuu keskuslaiteaktivoivaan kiertokyse­

lyyn, jossa päätteiltä kysellään säännöllisin väli­

ajoin, onko niillä lähetettävää. Älykkäille päätelait­

teille olisi tehokkaampaa HDLC:n mukainen symmetrinen vastaustapa, jossa Iinjaohjaustason tiedonsiirron voi käynnistää se osapuoli, jolla on lähetettävää.

IBM: n suhtautuminen yleisiin tiedonsiirtoverkkoihin saattaa nykyisellään kuvastaa samanlaista odottelevaa asennetta tilanteen vakiintumiseen kuin mitä muutamia vuosia sitten koettiin yleisen hajauttamiskeskustelun yhteydessä. Selvästikin IBM on suurien koneiden val­

mistajana kannattanut keskittämistä, kunnes nyt

teknologian kehittymisen ja yleisen ajattelutavan muu­

toksen mukana myös IBM on tunkeutumassa pienkoneiden

"hajautusmarkkinoille", kuitenkaan luopumatta SNA:sta.

Vastaavasti saatetaan SNA:ta kehittää suopeammaksi pakettiverkoille, mikäli X.25 alkaa muovautua lopulli­

sesti ja mikäli sen suosio yhä jatkuu /18/. Tällaiseen kehittämiseen tarjoaa edellä esitetty arkkitehtuurin kerrosrakenne myös hyvät mahdollisuudet : siirtoalijär­

jestelmää voidaan muuttaa sovellustason ohjelmistoihin puuttumatta.

Suomessa tarjottavien tiedonsiirtopalvelujen käytön kannalta SNA:n kehitys lienee turvattua, sillä IBM on luvannut tukea aktiivisesti YDV: n ja sen X.21- liittymien käyttöä. SNA:n käyttöä puoltanee myös se, että IBM ei ole luvannut uusien palvelujen tukea vanhoille laitteistoille ja ohjelmistoille.

3 VERKOLLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET

Tässä suunnitelmassa pyritään esittämään VAAKSA:n ennusteiden ja tiedonsiirtoryhmän /17/ (TISI) kar­

toittamien kehitysvaihtoehtojen pohjalta mahdolli­

simman tarkka toteutussuunnitelma VTKK : n tietokone­

verkoksi esitetyssä mallivaihtoehdossa. Suunnitelman kannalta ei ennusteiden tarkoilla lukuarvoilla ole ratkaisevaa merkitystä, sillä mahdollisten verkko- toteutusten edellytyksenä on mukautuminen laajenevaan ja tekniikaltaan kehittyvään sovellusympäristöön.

Suunnitelman perustaksi esitettävät luvut pyrkivät kuitenkin kuvaamaan parhaalla mahdollisella tavalla tämänhetkistä näkemystä sovellusten ja niiden tie- donsiirtovaatimusten kehityksestä ja tilasta noin v 1982.

Tässä kohdassa pyritään esittämään sovellusten vaa­

timukset tietokoneverkon käsittely- ja siirtokapasi­

teeteille hajakeskitetyssä atk-käyttöpalvelun kehit­

tämisvaihtoehdossa. Muita tietokone- ja tiedonsiirto­

verkoille asetettavia yleisiä vaatimuksia tarkastel­

laan luvussa 5.

3.10 Suunnittelulähtökohta

Koska suunnittelun lähtökohtana olevat systeemit ovat tällä hetkellä vasta pääosin yleissuunnittelu- vaiheessa, ei niistä ole saatavissa tarkkoja mää­

rällisiä tietoja. Mitoittaminen on siten perustet­

tava toisaalta laadittuihin ennusteisiin, toisaalta nykyisistä sovelluksista saatuihin kokemuksiin ja tilastoihin.

Seuraavassa pyritään suunnittelu jakamaan kahteen osaan. VAAKSA- ja TISI-ennusteiden perusteella esi­

tetään käsittelykapasiteetin ja toimipisteiden jaka­

minen ja sijoittuminen alueellisesti sekä sovellusten ja niiden käytön sijoittuminen ja tästä aiheutuva tie­

tojen siirtotarve tapahtuma- ja yhteysmäärien tarkkuu­

della. Nämä yhteystarvearviot luovat pohjan loogisen verkkorakenteen, verkon topologian sekä tietojen kä­

si ttelyresur s sien suunnittelulle. Sovelluskehityksen ennusteiden ja nykyisistä sovelluksista saatujen ko­

kemusten perusteella esitetään eri käyttömuotojen yleiset vaatimukset verkolle samoin kuin edellä esi­

tettyihin yksityisiin tapahtumiin (sanomiin) ja yh­

teyksiin liittyvä tiedonsiirtotarve. Loogisen verk­

korakenteen suunnitteluun liitetään lopuksi yksityis­

kohtaiset siirtomäärät tietokoneverkon vaatimusten viimeistelemiseksi.

VAAKSA-työryhmä esitti palvelujen valtakunnallisen kokonaistarpeen ja niiden käytön alueellisen jakau­

tumisen pohjalta käyttöpalvelun kehittämisen perus­

vaihtoehdot, palvelumallit. Mallit on muodostettu tietokonekäsittelyn keskittämisen/hajauttamisen poh­

jalta kuten kohdassa 1.20 on esitetty.

Kaikkien vaihtoehtojen pohjana on sama kohdassa 1.20 esitetty palvelujen kysyntä ja taulukon 5 mukainen toimipisteiden jakautuminen. Myös mallien peruspal­

velutaso on pyritty eri vaihtoehdoissa saamaan samaksi, vaikkakin laitteistoratkaisujen eroista aiheutuu pal­

velumalleille eroja. Kokonaisuudessaan kaikkien mal­

lien palvelutaso on vähintään nykytilannetta vastaava.

Taulukko 5: Valtakunnallisten suorakäyttö- ja etä- eräkäsittelysysteemien toimipisteet 1982 /17/

Systeemi Tapaht/a

x 1000

Toimipist

yhteensä UL TPL HL K YL ML KSL VL OL KUL PKL LL

Verohallinto 1500 53 2 10 10 5 5 5 8 ^- 5 3 -

Väestörekisteri noo ^{76 23 12 7 4 4 4 7 5 4 3 3}

Kiinteistörekisteri 3500 242 32 42 24 19 17 12 34 21 15 11 15

Avoinct työpaikat

ja työn так!jät 2600 50 8 7 7 7 3 3 4 3 3 2 3

OPI 6700 82 22 12 10 5 3 5 7 7 5 3 3

Autorekisterikeskus Uikc.uaa »kaupan tie­

to j »r j.

Muut ss'i tenni t

750 700 5500

1 2 94

1 2

18 30 10 10 8 8 8 8 8 3 3

Suorakäyttö yht. 22350 600 108 93 68 50 40 37 68 44 40 25 27

jPy.; tyrnit taus 40 5 5 6 5 5 3 4 3 2 i 1

Terveydenhuolto 30 5 3 4 3 2 2 2 3 2 2 2

Muut 30 20 2 2 2 1 1 2

Zt ¿itserakas it te Гу

yhteensä 100 30 10 12 10 7 5 7 7 4 3 5

Toimipisteet yht. 700 138 103 80 60 47 42 75 51 44 28 32 -i

3.11 Hajakeskitetty malli

VAAKSA:n lääneittäin hajakeskitetyssä mallissa hoita­

vat kaksi palvelukeskuskonetta puolet kysynnästä ja 11 yhdenmukaista läänikeskuskonetta toisen puolen.

Läänikeskuskoneet ovat yleistietokoneita, joissa suori­

tetaan kaikkien sovellusten pääasiallinen tietokonekä­

sittely ko läänin osalta. Läänikoneet on kytketty toisiinsa tietokoneverkoksi, johon on liitetty myös niille jäävän kuorman mukaan mitoitetut palvelukes- kuskoneet. Käyttäjän päätteet on kytketty lähimpään läänikeskukseen, jonka välityksellä ovat käytettävissä sekä muiden läänikeskusten että palvelukeskusten ko­

neet. Kaikkien koneiden käyttömuotoina ovat erä-,

etäerä- ja suorakäyttö. Kaikki läänikeskuskoneet olete­

taan samanlaisiksi ja kuuluviksi saman palvelukeskuksen hallintaan, jolloin kaksi niistä on sijoitettu

samoihin tiloihin ja samalla henkilöstöllä käytet­

täviksi kuin palvelukeskuskoneet.

Autorekisterikeskuksen sekä oikeus- ja poliisihal­

linnon rekisterit ovat pääosin keskitetysti palvelu- keskuskoneilla. Muiden valtakunnallisten sovellusten tiedostot oletetaan hajautetuiksi läänikeskuskoneille kuitenkin siten, että tiedostoista on kopiot tai ha­

kemistot palvelukeskuskoneiden massamuisteilla.

Palvelukeskuskoneet on varmistettu kahdentamalla keskusyksiköt ja linjaohjaimet. Läänikeskuskoneita ei ole varmistettu, mutta niiden päätteiden tulisi poikkeustilanteissa voida käyttää palvelukeskus- koneita keskuskoneinaan.

Lääneittäin hajakeskitetyn palvelumallin kapasi­

teettitarpeen jakamiseksi on VAAKSA-työryhmä ehdot­

tanut taulukkojen 6 ja 7 mukaisia palvelu- ja lääni- keskuskoneiden sovellustarpeita.

Taulukko 6: Mallin 3 palvelukeskuskoneiden (2 kpl) kapasiteettitarve /1/

Eräkäsit- tely 1000 ky/a

Suora- käyttö 1000 ky/a

Tiedostot Kirjoitetut rivit

milj kpl/a on-line

Mb

muut Mb

VTKK:n palvelu­

jen kysyntä Järjestelmän ylläpito

33 100 6 62011

11 700 2 34011

5 000 4 ООО '2 1

10 900 51 4001 2 3)

500

Kapasiteetin

tarve yhteensä 39 720 14 040 9 000 62 300 500

1) 20 % kysynnästä

2) 2000 Mb/järjestelmä käyttöjärjestelmille, ohjelma- kirjastoille, työtiloiksi, ym

3) Eri tiedostoversiot lisäävät tarpeen 4-kertaiseksi.

Täyttösuhteeksi on oletettu 70 %. Tilavaraukseen eivät sisälly arkistoitavat tiedostot, jotka ovat magneettinauhoilla.

Taulukko 7: Läänikeskuskoneiden kapasiteettitarve /1/

Eräkäsit- tely 1000 ky/a

Suora- käyttö 1000 ky/a

Tiedostot Kirjoitetut rivit

milj kpl/a on-line

Mb

muut Mb/

kelaa Sovellusten ky­

syntä

Järjestelmän ylläpito

24 300 4 8601)

20 500 4 1001)

6 660 5 500 ;2)

10 900 500

Kapasiteetti-

tarve yhteensä 29 600 24 600 12 150 8 72031 kelaa Kapasiteettitar­

ve laitteistoa

kohti 2 650 2 300 1 100 800

kelaa

50

1) 20 % kysynnästä 2) 500 Mb konetta kohti

3) Todellinen tilankäyttö 4-kertainen tar­

peeseen verrattuna. Keskimäärin 5 Mb/kela.

3.20 Hajakeskitetyn mallin tiedonsiirron yhteystarpeet

Hajakeskitetyn mallin tiedonsiirron lääneittä!sten yhteystarpeiden laskemiseksi kiinnitetään tässä koh­

dassa kunkin sovelluksen tietojenkäsittelyn osuus lääni- ja palvelukeskuksissa. Toimipisteiden alueel­

lisen jakautumisen ja tietojenkäsittelyn sijoituksen perusteella lasketaan suorakäytölle lääneittäiset sanomamäärät kuhunkin keskukseen. Etäeräkäytölle ar­

vioidaan tarvittavat pääteyhteydet eniten käytettä­

viin keskuksiin.

Suorakäytön tiedonsiirtomäärien laskemiseksi on ar­

vioitu kunkin sovelluksen tapahtumaan liittyvien sano- manvaihtojen määrä (taulukko 8). Taulukon mukainen kerroin kuvaa siirrettävien merkkien määrää nykyisiin

(ARK ja OPI) kyselysovelluksiin verrattuna /3/ ja /17/.

Kullekin sovellukselle on myös laskettu keskimääräi­

sen toimipisteen vuotuinen sanomamäärä, jonka perus­

teella sanomamäärät voidaan jakaa lääneittäin.

Taulukko 8: Valtakunnallisten suorakäyttösysteemien tietojenkäsittely hajakeskitetyssä mallissa vuonna 1982

Systeemi Tapaht/a Tiedon- Painotettu Toimi- Painotettu Sanomien käsittely x 1000 siirron

kerroin

sanon ia/a

x 1000 kpl

san/tp/a

x 1000 Lääni % Espoo % J-kylä %

Verohallinto 1 500 2 3 000 53 ' 57 50 0 50

Väestörekisteri 1 100 1 1 100 76 15 70 0 30

Kiinteistörekisteri 3 500 5 17 500 242 72 70 0 30

Avoimet työpaikat ja työnhakijat

2 600 2 5 200 50 104 70 30 0

OPI 6 700 1 6 700 82 82 0 100 0

Autorekisterikeskus 750 i _{750 1 *750 0 100 0}

Ulkomaankaupan tietojärjestelmä

700 1 700 2 350 50 50 0

Muut systeemit 5 500 1 5 500 94 59 70 15 15

Yhteensä 22 350 - 40 500 600 6П 55 25 20

Suorakäytön sanomien käsittely jaetaan VAAKSAn

esittämän periaatteen mukaisesti siten, että hieman yli puolet sanomista käsitellään läänikeskuksissa.

OPI- ja ARK-sovellukset sijoitetaan kokonaan Espoon palvelukeskukseen osaksi siksi, että ne suunnittelu- tie tke Häkin ovat Espoossa, osaksi siksi, että sovel­

lukset jatkuvakäyttöisinä soveltuvat keskitettäviksi (muilla toimipisteillä käyttö ei ole jatkuvaa). Suun­

nitelmassa käytetty hajakeskitettävien sovellusten tietokonekäsittelyn sijoitus on taulukossa 8 esitetty suhteellisina sanomamäärinä tällä hetkellä käytettä­

vissä olevien tietojen perusteella.

Suorakäyttöpisteiden alueellisen sijoittumisen (tau­

lukko 5) ja esitetyn käsittelyn jakautumisen avulla lasketaan eri yhteysväleillä siirrettävät ja lääni- keskuksissa käsiteltävät vuotuiset sanomamäärät (tau­

lukko 9). Lääneistä palvelukeskuksiin suuntautuvat sanomamäärät (san/min) on myös esitetty kuvan 4 kar­

tassa. Kaikki sanomamäärät kuvaavat vuotuisia keski­

arvoja, eikä niissä vielä ole. otettu huomioon so­

vellusten liikenteellisiä huippuja.

Taulukko9:Valtakunnallistensuorakäyttösysteemiensanomajakaumajasuuntautuminenlääneittäin vuonna1982hajakeskitetyssämallissa

aaP

:rö•rri

:tC E P ta :ta g :t0 o

E G

G ta E tn 0 G :ta ta >

tn :ta :<0 1—14J

> Ф :t0 4-1 4-) •H i—i tn Ф :ta 4-1 Ai

•Htn ta :td aa :(0 tn P P Ai tn M :td ф

:td :rd ta tn

e E tn Ai ПЗ tn 3

g E Ф Ai o 0 tn tn 43 c Ai Ф

•H ta 3 Ai Ф tn Ai 3 4-> tn i—1 tn ;ta Ф Ф

•H > Ai >

a >1 3 -4

•H +1 rH (0 tn E G Ф а 3

■H > Ai o tn rH G tn -p fö :ta Ф en :ra C4H Ai 3 tn >i 3 1-4 tn G Ai rH 1—1 ■H 0 tn Ф Ф G 0 :ta >

> :rd n. > 1—1 o :ra tn >1 ta tn i—1 Ы h) а II II II n n aXi-P Ai 4-1 >1 Ы G) а

:ta•H

Aitn

3>i +J MФ

VTKK:n tietokoneiden suora- käyttö lääneittäin.

Arvio vuodelle 1982.

Koko maa

toimipisteitä 600 sanomia keskim 450 kpl/min Sanomien käsittelystä

kpl/min läänin sisällä' kpl/min Jyväskylässä kpl/min Espoossa

‘r^-e

Kuva 4: Hajakeskitetyn mallin tietokoneiden suorakäyttö lääneittäin

Esitetyissä laskelmissa on edellytetty, että sellai­

set tapahtumat, joita ei hajautetuissa sovelluksissa voida käsitellä läänikeskuksissa, ohjautuvat suoraan palvelukeskuksiin. Ohjautuminen voidaan laskelman kannalta päättää joko läänikeskuksen sovelluksessa tai sovellustoimipisteen päätteellä.

Suorakäytön yhteystarpeita vastaavasti on mallin 3 etäeräyhteydet laskettu TISI:n ennusteiden perusteel­

la. Palvelumallin määrittelyn (VAAKSA) mukaan on noin puolet etäeräkäytöstä suunnattu läänikeskuksiin, puolet palvelukeskuksiin. Taulukossa 10 on kuvattu tässä suunnitelmassa käytettävä etäeräpäätteiden yh­

teyksien pääasiallinen suuntautuminen. Luvut ovat keskimääräisiä yhteysarvioita, joten yleensä erä- päätteiden on voitava käyttää muitakin keskuskoneita kuin mitä tässä on esitetty.