Resumo

  • O RFC 824 posicionou uma rede local virtual entre o IP e a rede física para que o software do Cronus dependesse de uma interface estável.
  • A troca do meio exigia manter endereçamento individual, broadcast e multicast, gateways, mapas de endereços físicos e limites claros para os datagramas.

Uma rede local pode ficar cara, lenta ou frágil demais para o lugar onde trabalha. Trocar seus cabos é a parte fácil da frase. O problema começa quando os programas acima dela conhecem cada detalhe do equipamento antigo. Em RFC 824, William I. MacGregor e Daniel C. Tappan propuseram para o Cronus uma interface de Virtual Local Network, a VLN. O software falaria com ela; a VLN lidaria com a rede física. O IP continuaria recebendo o mesmo atendimento enquanto a instalação de baixo mudava de sapatos.

O texto é de agosto de 1982 e nasceu no trabalho da Bolt Beranek and Newman sobre um sistema operacional distribuído. Seu desenho de camadas coloca TCP e UDP sobre IP, IP sobre a VLN e a VLN sobre a rede local física. Os autores queriam duas coisas: compatibilidade com os protocolos Internet da DARPA e possibilidade de substituir um meio físico por outro. A condição da segunda meta era preservar a semântica da interface VLN. Sem essa condição, uma fachada constante seria apenas uma pintura nova na porta errada.

O documento cita custo, desempenho e resistência mecânica ou elétrica como motivos para uma troca. Máquinas diferentes podiam representar a interface de maneiras diferentes, mas precisavam oferecer as mesmas funções. Para adotar outra rede física, seria necessário reimplementar a VLN em cada host Cronus. Isso concentra trabalho em uma camada e poupa as camadas superiores de conhecer uma coleção de tecnologias locais. A troca continuava dando trabalho; apenas deixava de espalhar esse trabalho por toda a pilha.

A compatibilidade foi especificada de modo exigente: o IP não precisaria de alterações ou extensões para funcionar acima da VLN. Os hosts de um cluster compartilhariam a mesma rede local física. Para sair do cluster, a VLN enviaria datagramas a um gateway da Internet; na entrada, entregaria cada datagrama ao host correto. A própria VLN seria vista como uma rede Internet com um número de rede. A rede física poderia usar o mesmo número ou outro. Quem olhasse de cima veria estabilidade, mas as escolhas de rota ainda teriam de ser feitas embaixo.

O plano de endereços transforma a promessa em serviço concreto. Um cliente podia enviar a um host específico, a todos os hosts ou a um grupo multicast. Na tabela do RFC, os valores locais de 0 a 1.023 representam hosts específicos; de 1.024 a 65.534 representam multicast; 65.535 representa broadcast. Os autores recomendaram uma rede de classe A ou B para acomodar essa faixa inteira. Esses números pertencem ao desenho histórico do Cronus. O ponto decisivo era manter as três modalidades de destino, independentemente da tecnologia física escolhida.

Na implementação ilustrada com Ethernet, cada host mantinha uma VPMap: ela relacionava um endereço de host VLN de 32 bits a um endereço Ethernet de 48 bits. Se o endereço físico mudasse e o virtual permanecesse, outras máquinas poderiam continuar guardando uma correspondência antiga. O RFC tratava da possibilidade de reiniciar a interface para reconstruir tabelas dinâmicas. A camada superior podia continuar ignorando a mudança. A camada inferior precisava atualizar a agenda; senão, a carta iria para a casa anterior.

O serviço também tinha limites definidos. Datagramas com até 576 octetos podiam ser transferidos entre quaisquer dois clientes VLN. Acima desse tamanho, a transferência dependeria do par de máquinas. A VLN não fragmentava nem remontava datagramas IP e não processava opções do cabeçalho. Ela não prometia entrega confiável e tampouco emitia uma resposta negativa para cada datagrama perdido ou danificado. Prometia, porém, que o conteúdo entregue correspondia ao enviado. Para cada destinatário, um datagrama chegaria uma vez ou não chegaria. No mesmo cluster, os recebidos manteriam a ordem relativa dos enviados, mesmo que alguns faltassem.

É esse inventário de obrigações que torna a proposta interessante. A liberdade de trocar a rede física não apareceu em uma frase inspiradora; apareceu em endereços, gateways, tabelas, tamanhos e regras de entrega. Os programas acima só podiam ficar alheios à mudança porque a VLN tinha de fazer o trabalho concreto abaixo deles. A abstração, quando funciona, costuma ter alguém carregando as caixas no andar de baixo.