FDDI

FDDI ( Fiber Distributed Data Interface )   on 1980-luvun tiedonsiirtostandardi lähiverkkoihin, joiden etäisyydet ovat jopa 200 kilometriä . Käytetään kuituoptisia siirtolinjoja, tarjotaan jopa 100 Mbps nopeuksia. Standardi perustuu Token Ring - protokollaan . Suuren alueen lisäksi FDDI-verkko pystyy tukemaan useita tuhansia käyttäjiä.

Historia

Standardin kehitti 80-luvun puolivälissä National American Standards Institute (ANSI). Tänä aikana nopeat suunnittelijatyöasemat alkoivat jo ylittää olemassa olevien lähiverkkojen (lähiverkkojen) (ensisijaisesti Ethernet ja Token Ring) rajoja. Oli tarpeen luoda uusi LAN, joka voisi helposti tukea näitä työasemia ja niiden uusia sovellettavia hajautettuja järjestelmiä. Luotettavuuteen aletaan kiinnittää entistä enemmän huomiota, kun järjestelmänvalvojat alkoivat siirtää kriittisiä sovelluksia suurista tietokoneista verkkoon. FDDI luotiin vastaamaan näihin tarpeisiin. Valmistuttuaan FDDI-työt ANSI toimitti sen ISO:lle harkittavaksi. ISO on kehittänyt kansainvälisen FDDI-version, joka on täysin yhteensopiva standardin ANSI-version kanssa. Vaikka FDDI-toteutukset eivät ole nykyään yhtä yleisiä kuin Ethernet tai Token Ring, FDDI on saavuttanut merkittävän seuraajan, joka kasvaa FDDI-liitännän kustannusten alenemisen myötä. FDDI:tä käytetään usein teknologian runkoverkona ja myös keinona yhdistää nopeita tietokoneita paikallisella alueella.

Tekniikan perusteet

FDDI-standardi määrittelee 100 Mbps LAN-tekniikan, joka perustuu kaksoisrenkaaseen topologiaan ja tunnuksen välitykseen. Siirtovälineenä käytetään valokuitukaapelia. Standardi määrittelee fyysisen kerroksen ja tietolinkkikerroksen osan, joka vastaa median pääsystä; siksi sen suhde OSI-referenssimalliin on suunnilleen sama kuin IEEE 802.3:n ja IEEE 802.5:n.

Vaikka FDDI toimii suuremmilla nopeuksilla, se on monella tapaa samanlainen kuin Token Ring. Molemmilla verkoilla on samat ominaisuudet, mukaan lukien topologia (rengasverkko), mediakäyttötekniikka (token passing), luotettavuusominaisuudet (esim. beaconing) jne.

Yksi FDDI:n tärkeimmistä ominaisuuksista on, että se käyttää valonohjainta lähetysväliaineena. Valonohjain tarjoaa useita etuja verrattuna perinteiseen kuparijohdotukseen, mukaan lukien tietosuoja (optinen kuitu ei lähetä sähköisiä signaaleja, jotka voidaan siepata), luotettavuus (optinen kuitu on immuuni sähköiselle melulle) ja nopeus (optisella kuidulla on paljon suurempi kaistanleveys) potentiaalia kuin kuparikaapeli).

Kuitukatkoksen sattuessa verkkoyhteyden osittainen (kahdella katkolla) tai täydellinen (yhdellä katkolla) palautus on mahdollista.

Fyysiset yhteydet

FDDI velvoittaa käyttämään kaksirengasverkkoja. Liikenne näillä renkailla kulkee vastakkaisiin suuntiin. Fyysisesti rengas koostuu kahdesta tai useammasta point-to-point-yhteydestä vierekkäisten asemien välillä. Toista kahdesta FDDI-renkaasta kutsutaan ensisijaiseksi renkaaksi, toista kutsutaan toissijaiseksi renkaaksi. Ensisijaista rengasta käytetään tiedonsiirtoon, kun taas toissijainen rengas on yleensä redundantti.

"Class B Stations" tai "Single Ring Connected Stations" (SAS) on yhdistetty samaan soittoverkkoon; "Class A Stations" tai "Dual Ring Stations" (DAS) on kytketty molempiin renkaisiin. SAS:t on yhdistetty ensisijaiseen renkaaseen "keskittimen" kautta, joka tarjoaa linkit useille SAS:ille. Keskitin on vastuussa siitä, että vika tai sähkökatkos missään SAS:ssa ei katkaise soittoa. Tämä on erityisen tarpeen, kun renkaaseen on kytketty PC tai vastaavat laitteet ja virta kytketään päälle ja pois usein.

Liikennetyypit

FDDI tukee reaaliaikaista verkon kaistanleveyden varaamista, mikä on ihanteellinen useille erilaisille sovelluksille. FDDI tarjoaa tämän tuen määrittelemällä kaksi liikennetyyppiä: synkroninen ja asynkroninen. Synkroninen liikenne voi kuluttaa 100 Mb/s FDDI-verkon kokonaiskaistanleveydestä; loput voidaan kuluttaa asynkroniseen liikenteeseen. Synkroninen kaistanleveys on allokoitu niille asemille, jotka tarvitsevat jatkuvan lähetyskyvyn. Esimerkiksi tällaisen mahdollisuuden olemassaolo auttaa ääni- ja videotietojen välittämisessä. Muut asemat käyttävät loput kaistanleveydestä asynkronisesti. FDDI-verkon SMT-spesifikaatio määrittää hajautetun FDDI-kaistanleveyden pyynnön järjestelmän.

Asynkronisen kaistanleveyden allokointi tehdään kahdeksantasoisen prioriteettimallin avulla. Jokaiselle asemalle on määritetty tietty prioriteettitaso asynkronisen kaistanleveyden käyttöä varten. FDDI mahdollistaa myös pitkät keskustelut, joissa asemat voivat tilapäisesti käyttää kaikkea asynkronista kaistanleveyttä. FDDI-prioriteettimekanismi voi itse asiassa estää asemat, jotka eivät voi käyttää synkronista kaistanleveyttä ja joilla on liian alhainen asynkronisen kaistanleveyden käyttöprioriteetti.

Tietolohkon muoto

FDDI-tietolohkomuodot (näkyy taulukossa) ovat samanlaisia ​​kuin Token Ring -muodot.

Preamble (PA)  - Alkuosa valmistelee jokaisen aseman vastaanottamaan tulevan datalohkon.

Aloituserotin (SD)  - Alkuerotin osoittaa tietolohkon alun. Se sisältää signaalirakenteita, jotka erottavat sen muusta tietolohkosta.

Frame control (FC)  - Tietolohkon ohjauskenttä ilmaisee osoitekenttien koon, lohkon sisältämän datan tyypin (synkroninen tai asynkroninen informaatio) ja muita ohjaustietoja.

Kohdeosoite (DA), lähdeosoite (SA)  - Kuten Ethernet ja Token Ring, osoitteen koko on 6 tavua. Kohdeosoitekenttä voi sisältää yksiosaisen (yksittäisen), moniosaisen (multicast) tai yleislähetysosoitteen (kaikki asemat), kun taas lähdeosoite identifioi vain yhden aseman, joka lähetti tietolohkon.

Protokolladatayksikkö (PDU)  - Tietokenttä sisältää joko ylemmän kerroksen protokollalle tarkoitettua tietoa tai ohjausinformaatiota.

Kehystarkistussekvenssi (FCS)  - Kuten Token Ring ja Ethernet, kehystarkistussekvenssi (FCS) -kenttä täytetään "kehyksen redundanssitarkistuksen" (CRC) arvolla, joka riippuu kehyksen sisällöstä ja jonka lähdeasema on laskenut. Kohdeasema laskee tämän arvon uudelleen määrittääkseen, onko kuljetuksessa mahdollista lohkokorruptiota. Jos on korruptiota, tietolohko hylätään.

Loppuerotin (ED)  - Loppuerotin sisältää ei-informatiivisia merkkejä, jotka merkitsevät tietolohkon loppua.

Frame status (FS)  — Kehyksen tilakentän avulla lähdeasema voi määrittää, onko tapahtunut virhe ja onko vastaanottava asema tunnistanut ja kopioinut kehyksen.

Laitteiden liittäminen FDDI-verkkoon

On kaksi päätapaa yhdistää tietokoneet FDDI-verkkoon: suoraan ja siltojen tai reitittimien kautta muiden protokollien verkkoihin.

Suora yhteys.

Tätä menetelmää käytetään pääsääntöisesti tiedosto-, arkisto- ja muiden palvelimien, keskisuurten ja suurten tietokoneiden liittämiseen FDDI-verkkoon, eli tärkeimpiin verkkokomponentteihin, jotka ovat tärkeimpiä laskentakeskuksia, jotka tarjoavat palveluita monille käyttäjille ja vaativat korkean I / O nopeudet verkon yli.

Työasemat voidaan kytkeä samalla tavalla. Koska FDDI:n verkkosovittimet ovat kuitenkin erittäin kalliita, tätä menetelmää käytetään vain tapauksissa, joissa suuri verkon nopeus on edellytys sovelluksen normaalille toiminnalle. Esimerkkejä tällaisista sovelluksista: multimediajärjestelmät, videon ja äänen siirto.

Henkilökohtaisten tietokoneiden liittämiseen FDDI-verkkoon käytetään erikoistuneita verkkosovittimia, jotka yleensä asetetaan johonkin tietokoneen vapaista paikoista. Tällaisia ​​sovittimia valmistavat yritykset: 3Com, IBM, Microdyne, Network Peripherials, SysKonnect jne. Markkinoilla on kortteja kaikille yleisimmille väylille - ISA, EISA ja Micro Channel; on sovittimia A- tai B-luokan asemien liittämiseen kaikentyyppisille kaapelijärjestelmille - valokuitu, suojattu ja suojaamaton kierretty pari.

Kaikki johtavat UNIX-koneiden valmistajat (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems ja muut) tarjoavat liitännät suoraa yhteyttä varten FDDI-verkkoihin.

Yhteys siltojen ja reitittimien kautta.

Sillat (sillat) ja reitittimet (reitittimet) mahdollistavat yhteyden muodostamisen muiden protokollien FDDI-verkkoihin, kuten Token Ringiin ja Ethernetiin. Tämä mahdollistaa useiden työasemien ja muiden verkkolaitteiden kustannustehokkaan liittämisen FDDI:hen sekä uusissa että olemassa olevissa lähiverkoissa.

Rakenteellisesti siltoja ja reitittimiä valmistetaan kahdessa versiossa - valmiissa muodossa, joka ei salli laitteiston lisäkasvua tai uudelleenkonfigurointia (ns. standalone-laitteet), ja modulaaristen keskittimien muodossa.

Esimerkkejä itsenäisistä laitteista ovat Hewlett-Packardin Router BR ja Network Peripheralsin EIFO Client/Server Switching Hub.

Modulaarisia keskittimiä käytetään monimutkaisissa suurissa verkoissa keskusverkkolaitteina. Keskitin on kotelo, jossa on virtalähde ja tiedonsiirtokortti. Verkkoviestintämoduulit asetetaan keskittimen aukkoihin. Keskittimien modulaarinen rakenne mahdollistaa minkä tahansa LAN-kokoonpanon kokoamisen, erityyppisten ja eri protokollien kaapelijärjestelmien yhdistämisen. Jäljellä olevia vapaita paikkoja voidaan käyttää lähiverkon laajentamiseen.

Keskittimiä valmistavat monet yritykset: 3Com, Cabletron, Chipcom, Cisco, Gandalf, Lannet, Proteon, SMC, SynOptics, Wellfleet ja muut.

Keskitin on lähiverkon keskussolmu. Sen vikaantuminen voi pysäyttää koko verkon tai ainakin merkittävän osan siitä. Siksi useimmat napojen valmistajat ryhtyvät erityistoimenpiteisiin parantaakseen vikasietokykyään. Tällaisia ​​toimenpiteitä ovat virtalähteiden redundanssi kuormanjako- tai kuumavalmiustilassa sekä mahdollisuus vaihtaa tai asentaa moduuleja uudelleen katkaisematta virtaa (hot swap).

Keskittimen kustannusten alentamiseksi kaikki sen moduulit saavat virran yhteisestä virtalähteestä. Virtalähteen tehoelementit ovat todennäköisin syy sen vikaantumiseen. Siksi virtalähteen redundanssi pidentää merkittävästi käyttöaikaa. Asennuksen aikana jokainen keskittimen virtalähde voidaan kytkeä erilliseen keskeytymättömään virtalähteeseen (UPS) sähkökatkojen varalta. Jokainen UPS on suositeltavaa kytkeä eri sähköverkkoihin eri sähköasemilta.

Mahdollisuus vaihtaa tai asentaa uudelleen moduuleja (usein mukaan lukien virtalähteet) sammuttamatta keskitintä mahdollistaa verkon korjaamisen tai laajentamisen keskeyttämättä palvelua niille käyttäjille, joiden verkkosegmentit on kytketty muihin keskitinmoduuleihin.

Itsesynkronoituvat koodit

Jos vastaanotin ja lähetin sijaitsevat lähellä toisiaan, voidaan synkronointiin käyttää erillistä kanavaa tai linjaa. Jos asemat ovat erillään pitkien etäisyyksien päässä, on kannattavampaa rakentaa taajuuden viritysominaisuus itse signaaliin. Tätä varten käytetään itsesynkronoituvia koodeja. Ajatuksena on, että lähetettävä signaali muuttaa tilaansa usein (0:sta 1:een ja päinvastoin), vaikka lähetettäisiin pitkiä datasarjoja, jotka koostuvat vain 0:sta tai vain 1:stä.

Manchester-koodaus on yksi tapa luoda itsesynkronoiva koodi. Tämä koodi varmistaa, että signaalin tila muuttuu, kun jokainen bitti esitetään. Manchester-koodaus vaatii kaksinkertaisen tiedonsiirtonopeuden lähetetylle tiedolle.

FDDI:ssä käytetty 5V/4V itsekellottava koodi on yksi Manchester-koodauksen mahdollisista vaihtoehdoista. Taulukko näyttää, kuinka neljä informaatiobittiä koodataan viidellä 5V/4V-koodin signaalibitillä. Muunnoskoodit valitaan siten, että ne tarjoavat yleisimmät signaalimuutokset riippumatta lähetettävän datan tyypistä.

Lähteet

• CISCO Internetworking Technology Yleiskatsaus. Luku 7. FDDI