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source_title: "Chaosnet"
tags: local-network,ethernet,hardware-protocol
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# Chaosnet：1975年にMITで開発された分散型ローカルネットワーク

Chaosnetは、1975年にマサチューセッツ工科大学（MIT）の人工知能研究所によってLispマシンシステムの内部通信媒体として開発されたローカルネットワークシステムである。現在、MIT内の様々なマシンを結ぶとともに、複数の大学や研究機関にも導入されている。

## システムの概要

「Chaosnetはローカルネットワークであり、1〜2キロメートル以内に配置されたコンピュータのグループ間における通信システムである」とされている。Xerox PARCにおけるローカルネットワークの先駆的な研究に大きく触発されて開発された。Chaosnetという名称は「このネットワークに中央管理要素が存在しないこと」に由来している。

Lispマシンシステムはマルチプロセッサであり、各アクティブなユーザーに、中規模プロセッサ、メモリ、スワッピングディスクで構成される個人用コンピュータが割り当てられる。ファイルはChaosnetを通じてアクセスされる中央ファイルシステムに保存され、プリンタ、テープドライブ、専用プロセッサおよびI/Oデバイスといった共有リソースへのアクセスにも利用される。

## ハードウェア構成

伝送媒体は「ether」と呼ばれるケーブルで、ケーブルテレビ用の半硬質1/2インチ低損失型同軸ケーブルであり、両端に75オーム終端が施されている。エーサーケーブルの最大長は約1キロメートル、単一エーサーに接続できるノード数はおそらく数十程度である。トランシーバーはUHFコネクタとT継手を介してケーブルに直接装着される小型ボックスで、すべてのノードが同一のトランシーバーを使用する。トランシーバーはアナログロジック部を含み、接地分離を提供し、コンピュータインターフェースから差動デジタル信号を受信する。コンピュータインターフェースは通常、約120個のTTLロジックチップを含むワイヤラップボードであり、コンピュータのI/Oバスに接続されてトランシーバーを介してエーサーに結合される。

## パケット形式と伝送速度

基本的な伝送単位はパケットで、最大4032ビットのデータと48ビットのヘッダ情報で構成される。パケット内のビットは通常16ビットワードにグループ化される。ハードウェアヘッダーは3つの16ビットワード（destination、source、check）で構成され、checkワードはハードウェアで生成および確認される巡回冗長チェックサムである。ソフトウェアプロトコルはパケット内の128ビットをソフトウェアヘッダーとして使用する。

ビットは「Upright Biphase NRZI」技術を用いてエーサー上で表現される。各ビットセルの長さは約250ナノ秒で、ビットセルの3/4地点でケーブルの状態がサンプリングされる。情報ビットレートは4メガビット毎秒である。エーサーが2ビットセルを超えて低い状態を保つ場合は非ビジー状態と見なされ、約2ビットセル高い状態を保つ場合はアボート信号と見なされる。

## 衝突回避メカニズム

Chaosnetに中央管理要素がないため、ネットワークノードがメッセージを送信する場合、そのインターフェースがエーサーを制御してパケットを送信する。2つのインターフェースが同時にエーサーを制御してメッセージを送信しようとする場合、衝突が発生する。衝突時に各送信インターフェースは4ビットセル長のアボート信号を送信する。

Chaosnetは新規な衝突回避技術を採用している。インターフェースはエーサーが非ビジー状態であることが確認されない限り、送信を開始しない。さらに、ハードウェアは時間分割技術を用いて、2つのインターフェースが同時に送信を開始することを防止する試みを行う。各インターフェースには、そのアドレスに応じた時間スロット（ターン）が割り当てられ、送信を開始できるのはそのターン中のみである。各インターフェースはタイムスロットカウンターを含み、エーサーが非ビジー状態の間、このカウンターがカウント動作を行う。各パケットはソースアドレスからカウンターを設定することで、すべてのインターフェース内のカウンターを同期させる。

ケーブルの伝播遅延は約5ナノ秒/メートルで、トランシーバーを通じた遅延は約220ナノ秒である。Chaosnetのシステム目標は「主に単純性と高性能」であり、「設計の単純性はネットワーク自体の保守と管理にも大きく寄与する」とされている。

## ネットワーク拡張と複数インターフェース対応

複数のエーサーをつなぎ合わせるプロトコルが提供されており、ブリッジと呼ばれるノードが、あるエーサーから別のエーサーへパケットを中継する。ブリッジは通常、2つ以上のネットワークインターフェースを備えたPDP11コンピュータである。非同期回線もChaosnetの媒体として使用されている。

現在のインターフェースはLispマシン、DEC LSI-11マイクロコンピュータ、およびDEC Unibusに対応している。DEC Unibusにより、ChaosnetはPDP11、VAX、およびほとんどのPDP10の周辺プロセッサに接続可能である。

## 筆者の見立て

- トランシーバーの設計については、再設計を行う場合は「さらに多くの保護回路を含むべき」と論じている
- 「他のコンピュータ向けのインターフェースが将来存在する可能性がある」と予想している
- 既存のインターフェース設計は「他のアーキテクチャへの適応が容易であるべき」と論じている

*この記事は元記事の事実のみに基づいて自動生成されました。*

## 出典

Chaosnet  
https://tumbleweed.nu/r/lm-3/uv/amber.html  
(CHINUAL、AIM444、ETHERNET、TCP、Arpanet、UNIBUS の報道による)
