Wiedza, umiejętności

Światłowodowy interfejs danych rozproszonych (FDDI)to technologia sieci lokalnej o przepustowości 100 Mb/s, zbudowana w oparciu o-transmisję światłowodową, czasowy-dostęp do mediów za pomocą tokena i dwa przeciw-obracające się pierścienie. Stało się to ważne dla sieci kampusowych i szkieletowych, ponieważ łączyło w sobie znacznie większą przepustowość niż wczesny Ethernet z wbudowaną- funkcją odzyskiwania po awarii niektórych łączy lub stacji.

Obecnie FDDI to głównie przestarzała technologia. Mimo to pozostaje przydatny do zrozumienia odpornego projektu pierścienia,-dostępu do sieci opartego na tokenach i przejścia z wczesnych-szybkichsieci światłowodowedo nowoczesnego komutowanego Ethernetu.

FDDI w skrócie

ThePrzegląd IEEE FDDIopisuje tę technologię jako standard sieci LAN o przepustowości 100 Mb/s wykorzystujący światłowód,-czasowy dostęp do tokena i architekturę z dwoma-obrotowymi pierścieniami licznika. Ta kombinacja wyjaśnia zarówno przewagę wydajnościową pod koniec lat 80. i na początku 90., jak i reputację firmy-odpornej na błędy.

Jak działa FDDI?

FDDI kontroluje dostęp do współdzielonego pierścienia za pomocą krążącego tokena. Stacja nie nadaje po prostu, kiedy chce. Zamiast tego czeka na odpowiednią okazję do użycia tokena, wysyła dozwolony ruch, a następnie umożliwia kontynuację dostępu do sieci wokół pierścienia.

1. Token krąży

Żeton przemieszcza się od stacji do stacji wokół logicznego pierścienia. Stacja, która nie ma nic do nadawania, pozwala na kontynuację. Zapewnia to uporządkowany dostęp bez zachowań kolizyjnych związanych z wcześniejszą współdzieloną siecią Ethernet.

2. Stacja uzyskuje możliwość transmisji

Gdy stacja ma dane do wysłania, a zasady synchronizacji pozwalają na transmisję, przechwytuje dostępny token i umieszcza jedną lub więcej ramek w pierścieniu. Inne stacje przekazują ramkę podczas jej przesyłania przez sieć.

3. Miejsce docelowe kopiuje ramkę

Miejsce docelowe rozpoznaje swój adres i kopiuje ramkę. FDDI definiuje także wskaźniki-stanu ramki, które mogą pokazać, czy adres docelowy został rozpoznany i czy ramka została skopiowana.

4. Dostęp jest kontynuowany wokół pierścienia

Po zakończeniu możliwości transmisji dostęp do tokena staje się dostępny dla innych stacji. Rezultatem jest kontrolowany cykl, a nie nieograniczona rywalizacja o medium.

Token czasowy i TTRT

FDDI to nie tylko zwykła sieć-przekazująca tokeny. Jego MAC używa atoken-czasowymechanizm regulowany przez koncepcję zwanąCzas rotacji tokena docelowego (TTRT). TTRT pomaga ustalić oczekiwania dotyczące częstotliwości zwracania tokenu i czasu wykorzystania transmisji. Dzięki temu zachowanie dostępu jest bardziej przewidywalne pod obciążeniem.

Z tego też powodu FDDI nie powinno być traktowane jako inna nazwa IEEE 802.5 Token Ring. Obecne materiały IEEE dotyczące FDDI śledzą podejście do-dostępu do mediów w oparciu o metodę-tokenu czasowego związaną z technologią magistrali tokenów IEEE 802.4.

Ruch synchroniczny i asynchroniczny

FDDI definiuje transmisję synchroniczną i asynchroniczną. Ruch synchroniczny może otrzymać przydzieloną pojemność, podczas gdy ruch asynchroniczny wykorzystuje dostępną pojemność zgodnie z regułami tokenu i priorytetu. W przypadku sieci IP,RFC 1188określa asynchroniczne ramki LLC wykorzystujące nieograniczone tokeny w celu zapewnienia interoperacyjności.

Dlaczego FDDI używa dwóch pierścieni?

Najbardziej rozpoznawalną częścią FDDI jest jegotopologia podwójnego-pierścienia. Pierścienie pierwotny i wtórny obracają się w przeciwnych kierunkach. Podczas normalnej pracy pierścień główny obsługuje zwykły ruch, natomiast drugi pierścień zapewnia alternatywną ścieżkę fizyczną.

Nie chodzi o to, aby podwoić normalną przepustowość do 200 Mbps. Drugi pierścień to przede wszystkim mechanizm sprężysty w standardowej konstrukcji z dwoma-pierścieniami.

Co się dzieje, gdy łącze nie działa?

Wyobraź sobie, że ścieżka światłowodowa pomiędzy dwoma-podwójnie podłączonymi urządzeniami jest przecięta. Gdyby sieć opierała się na jednym ciągłym pierścieniu, przerwa ta mogłaby podzielić sieć. Zamiast tego FDDI może połączyć ścieżkę podstawową i dodatkową wokół uszkodzonej sekcji.

Zawijanie pierścieni

Ten proces odzyskiwania jest znany jakozawijanie pierścionka. Urządzenia sąsiadujące z usterką rekonfigurują dwie-ścieżki obrotowe liczników, tak aby pozostałe sekcje operacyjne tworzyły ciągły pierścień logiczny. IEEE identyfikuje zawijanie jako centralny element odporności na błędy FDDI.

Takie zachowanie było szczególnie cenne w szkieletach kampusów, gdzie awaria pojedynczego kabla mogłaby w przeciwnym razie odizolować budynki lub duże grupy użytkowników. Pomaga także wyjaśnić, dlaczego FDDI pojawiło się we wczesnych środowiskach-o wysokiej dostępności iświatłowodowe-centrum danychwzajemne połączenia.

Komponenty sieciowe FDDI: SAS, DAS i koncentratory

Nie każde urządzenie FDDI mocuje się do pierścieni w ten sam sposób. Główne koncepcje przyłączy to pojedyncze-stacje przyłączeniowe, podwójne-stacje przyłączeniowe i koncentratory.

Pojedyncza-stacja przyłączeniowa (SAS)

A Pojedyncza-stacja przyłączeniowazwykle łączy się przez koncentrator zamiast łączyć się bezpośrednio z obydwoma pierścieniami szkieletowymi. Dzięki temu zwykły punkt końcowy nie stanie się istotną fizyczną częścią ścieżki podwójnego-pierścienia.

Podwójna-stacja przyłączeniowa (DAS)

A Podwójna-stacja przyłączeniowałączy się zarówno z pierścieniem pierwotnym, jak i wtórnym. Urządzenia wchodzące w skład elastycznego szkieletu mogą zatem bezpośrednio uczestniczyć w rekonfiguracji pierścienia.

Koncentrator FDDI

A koncentratorzapewnia punkty mocowania dla innych stacji, zachowując jednocześnie strukturę szkieletu. W praktycznym projektowaniu sieci umożliwiało to organizację połączeń z punktami końcowymi bez konieczności umieszczania każdego podłączonego urządzenia bezpośrednio w podwójnym pierścieniu.

Gdzie stosowano FDDI?

FDDI został stworzony z myślą o czasach, gdy sieci optyczne o szybkości 100 Mb/s zapewniały znaczny wzrost wydajności w porównaniu z systemami Ethernet o przepustowości 10 Mb/s powszechnie spotykanymi w sieciach LAN. Typowe wdrożenia obejmowały:

• szkielety kampusów łączące wiele budynków;
• szkielety łączące wydziałowe sieci LAN o niższej-szybkości;
• wzajemne połączenia serwera i systemu komputerowego-;
• środowiska o wysokiej-dostępności, które korzystały z nadmiarowych ścieżek pierścieniowych;
• duże sieci instytucjonalne, w których liczyła się odległość optyczna i odporność.

Historyczny opis IEEE szczegółowo identyfikuje szkielety kampusów i połączenia-centrów danych wśród zastosowań FDDI. Infrastruktura fizyczna w takich sieciach w dalszym ciągu zależała od znanych problemów optycznych, takich jak stan złączy, straty, ciągłość i stan kabli, które pozostają kluczowe dlatestowanie-kabli światłowodowychDzisiaj.

Architektura FDDI i warstwy OSI

Powszechnie mówi się, że FDDI działa w warstwach 1 i 2 OSI. Jest to przydatny skrót, ale rodzina standardów jest łatwiejsza do zrozumienia, gdy jest podzielona na jej główne funkcje:PMD, PHY, MAC i SMT.

PMD: Zależne od nośnika fizycznego

Zależny od nośnika fizycznego (PMD)obejmuje część warstwy fizycznej-zwróconą w stronę ośrodka, w tym interfejs optyczny używany do przesyłania i odbierania sygnałów.

PHY: Protokół warstwy fizycznej

Protokół warstwy fizycznej (PHY)obsługuje fizyczne funkcje sygnalizacyjne ponad interfejsem-specyficznym dla danego medium. PMD i PHY razem tworzą podstawową operację-warstwy fizycznej.

MAC: Kontrola dostępu do multimediów

Kontrola dostępu do multimediów (MAC)obsługuje dostęp-oparty na tokenach, transmisję ramek, adresowanie i inne obowiązki-łącza danych związane z udostępnianiem pierścienia.

SMT: Zarządzanie stacją

Zarządzanie stacją (SMT)koordynuje zachowanie stacji, portu, przyłączenia, ścieżki i zarządzania pierścieniem-. SMT to funkcja zarządzania w architekturze FDDI, a nie zwykły transport danych-użytkownika.

Starsza dokumentacja IETF opisuje rodzinę standardów FDDI w kategoriach PMD, PHY, MAC i SMT, przy czym IEEE 802.2 LLC zapewnia pozostałą usługę łącza danych-powyżej FDDI MAC.

Rozmiar ramki FDDI i MTU IP

FDDI przenosi dane w ramkach zawierających informacje sterujące, adresy docelowe i źródłowe, dane-wyższej warstwy, informacje-sprawdzania błędów oraz pola zakończenia lub stanu. Ruch IP przez FDDI wykorzystuje enkapsulację LLC/SNAP i adresy w długim-formacie 48-bitowym.

Przydatnym rozróżnieniem technicznym jest różnica międzymaksymalna długość ramki FDDIiMTU IP. RFC 1188 stwierdza, że ​​specyfikacja FDDI MAC dopuszcza maksymalny rozmiar ramki wynoszący 9000 symboli, lub4500 oktetów. Po uwzględnieniu narzutu-warstwy łącza i pozostawieniu miejsca na zmiany MAC, specyfikacja RFC określa wartość MTU IP wynoszącą4352 oktetów.

Zatem maksymalna ramka o długości 4500 oktetów nie oznacza, że ​​pakiet IP może wykorzystać wszystkie 4500 oktetów jako ładunek.

FDDI vs Ethernet vs Token Ring

Zarówno FDDI, jak i Token Ring wykorzystują dostęp-w oparciu o token, ale są to różne technologie, z różnymi regułami taktowania i projektami fizycznymi. Mechanizm-tokena czasowego, szybkość 100 Mb/s i odporność na błędy podwójnego-pierścienia firmy FDDI odegrały kluczową rolę w jej roli jako technologii szkieletowej.

Ethernet poszedł inną drogą. Wczesny współdzielony Ethernet opierał się na rywalizacji, ale rodzina rozwinęła się poprzez przełączanie,-łącza pełnodupleksowe, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet i znacznie wyższe szybkości. Dla czytelników porównujących współczesne opcje optycznych sieci LAN, ta szersza ewolucja znajduje również odzwierciedlenie w dzisiejszej ewolucjiEthernet-światłowodowywdrożenia.

Zalety FDDI

Wysoka wydajność jak na swoją epokę

Przy szybkości 100 Mb/s sieć FDDI zapewniała znacznie większą przepustowość szkieletu niż sieci Ethernet 10 Mb/s, które były powszechnie stosowane w okresie jej rozwoju. Dzięki temu jest atrakcyjny do agregowania ruchu z wielu-sieci LAN o niższej szybkości.

Wbudowana-odporność na błędy

Dodatkowy pierścień obrotowy licznika- dał projektantom sieci alternatywną ścieżkę obejścia niektórych awarii bez konieczności stosowania całkowicie oddzielnej technologii redundancji.

Przewidywalny dostęp do mediów

Dostęp do tokena-czasowo zapewnił stacjom kontrolowany sposób dzielenia przepustowości. Było to cenne w środowiskach, w których przewidywalny dostęp pod obciążeniem miał większe znaczenie niż prostszy model rywalizacji wczesnego Ethernetu.

Zasięg światłowodu

FDDI wykonane ze światłowodu dobrze nadaje się do stosowania w kampusach i budynkach-w-budowaniu szkieletu. W przypadku nowoczesnych sieci wybór włókien jest obecnie znacznie szerszy; Aprzewodnik po światłowodach jedno-modowych i wielomodowychjest bardziej odpowiedni dla dzisiejszych decyzji dotyczących zasięgu, przepustowości i instalacji niż planowanie mediów specyficzne dla FDDI.

Ograniczenia FDDI

Bardziej złożona architektura

Podwójne pierścienie,-zachowanie tokena czasowego, zarządzanie stacją, wiele typów przyłączy i wyspecjalizowane koncentratory sprawiły, że FDDI jest bardziej skomplikowany w projektowaniu i obsłudze niż wiele sieci Ethernet.

Specjalistyczny sprzęt

Organizacje potrzebowały interfejsów i infrastruktury-kompatybilnych z FDDI. Wraz z rozwojem sieci Ethernet firma FDDI dysponowała mniejszym ekosystemem sprzętu i wsparcia.

Jego przewaga szybkości zniknęła

Wydajność FDDI 100 Mb/s była przekonująca, gdy Ethernet zwykle działał z szybkością 10 Mb/s. Przewaga ta osłabła, gdy Fast Ethernet osiągnął tę samą klasę 100 Mb/s, a wraz z pojawieniem się Gigabit Ethernet zanikła jeszcze bardziej.

Dlaczego Ethernet zastąpił FDDI?

FDDI nie zostało zastąpione, ponieważ jego podstawowa inżynieria przestała działać. Zmieniło się otoczenie konkurencyjne.

Pierwszy,Fast Ethernet osiągnął 100 Mb/s, usuwając większość głównej przewagi FDDI w zakresie prędkości. Historia IEEE Ethernet identyfikuje IEEE 802.3u jako poprawkę wprowadzającą Fast Ethernet 100 Mb/s.

Drugi,Gigabit Ethernet zwiększył wydajność do 1 Gb/s. TheStandard IEEE 802.3z-1998definiuje działanie sieci Ethernet 1000 Mb/s i zatwierdzenie tablicy rejestracyjnej w czerwcu 1998 r.

Po trzecie, Ethernet skorzystał na szybko rozwijającym się ekosystemie obejmującym kable miedziane i światłowodowe, przełączniki, interfejsy sieciowe, narzędzia do zarządzania i coraz wyższe prędkości. IEEEhistoria standardów Ethernetpokazuje rozwój technologii od wczesnych-systemów współdzielonych mediów poprzez Fast Ethernet, Gigabit Ethernet i późniejsze generacje wielo-gigabitowe.

Kiedy Ethernet mógł dorównać lub przekroczyć wydajność FDDI, jednocześnie pasując do tej samej szerszej rodziny Ethernet, używanej już w sieciach korporacyjnych, wdrożenie oddzielnego ekosystemu FDDI stało się trudniejsze do uzasadnienia.

Czy FDDI jest nadal używane dzisiaj?

W przypadku nowych wdrożeń sieci LAN i szkieletu, FDDI jest na ogół starszą technologią, a nie praktycznym wyborem projektowym. Nowoczesny Ethernet zapewnia znacznie wyższe szybkości transmisji danych, szeroką interoperacyjność, powszechnie dostępny sprzęt i dojrzałe narzędzia zarządzania.

PrądGrupa robocza IEEE 802.3 Ethernetw dalszym ciągu opracowuje standardy i projekty z szybkością setek gigabitów na sekundę i więcej, ilustrując, jak daleko Ethernet przekroczył poziom wydajności 100 Mb/s, który kiedyś czynił FDDI wyjątkowym.

FDDI może nadal mieć znaczenie, gdy inżynierowie spotykają się ze starszą infrastrukturą, starą dokumentacją sieci lub systemami historycznymi. Jest także przydatny w edukacji o sieciach, ponieważ stanowi wyraźny przykład tego, jak radzino sobie z redundancją, deterministycznymi koncepcjami dostępu i topologią fizyczną, zanim dominował przełączany Ethernet.

W przypadku obecnej infrastruktury optycznej planowanie sieci będzie raczej uwzględniać rozwiązania nowoczesnełączność z centrum danych, przełączanie Ethernet, rodzaje włókien, transceivery i okablowanie strukturalne niż w przypadku nowych instalacji FDDI.

Co to jest CDDI?

CDDIlub Copper Distributed Data Interface to miedziany-medialny krewny FDDI. Zachowuje sieć logiczną w stylu FDDI-i dostęp do tokenów, podczas gdy w niektórych implementacjach wykorzystuje się skrętkę miedzianą- zamiast światłowodu.

Dziś jest to głównie temat historyczny.RFC 2467, który określa protokół IPv6 przez FDDI, wyraźnie zauważa, że ​​użycie terminu FDDI obejmuje CDDI.

Często zadawane pytania dotyczące FDDI

Czy FDDI to technologia LAN czy MAN?

FDDI zostało ustandaryzowane jako technologia LAN. Jego zasięg optyczny i rola szkieletu pozwoliły mu objąć duże kampusy i podobne środowiska rozproszone, ale jego standardy są zorientowane- na sieć LAN.

Z jakich warstw OSI korzysta FDDI?

FDDI udostępnia funkcje-warstwy fizycznej i część MAC warstwy łącza danych. Jego architektura standardów jest powszechnie opisana za pomocą PMD, PHY, MAC i SMT, przy czym LLC jest powyżej FDDI MAC.

Co to jest TTRT w FDDI?

Docelowy czas rotacji tokenuto wartość czasu używana przez system-tokenów FDDI z określonym czasem w celu kontrolowania oczekiwanej rotacji tokenów i możliwości transmisji. Pomaga sieci przydzielać pojemność i ograniczać zachowanie dostępu do tokenów.

Co to jest MTU FDDI?

W przypadku protokołu IP przez FDDI dokument RFC 1188 określa wartość MTU wynoszącą4352 oktetów. Jest to mniej niż maksymalny rozmiar ramki FDDI wynoszący 4500-oktetów, ponieważ pola warstwy łącza i narzut protokołu również zajmują miejsce.

Czy FDDI może działać na miedzi?

Oryginalna nazwa i powszechne wdrożenia opierają się na światłowodach, ale CDDI rozszerzyło to samo ogólne podejście do sieci na media miedziane. CDDI jest obecnie istotne głównie jako część historii FDDI.

Dlaczego FDDI wciąż ma znaczenie

FDDI nie jest już wyborem głównego nurtu sieci, ale pozostaje użytecznym studium przypadku w inżynierii sieci. Jego konstrukcja pokazuje, jak sieć LAN może łączyć kontrolowany dostęp do mediów z redundancją-ścieżki fizycznej, a jej upadek pokazuje, że samo zaawansowanie techniczne nie przesądza o tym, która technologia sieciowa stanie się dominująca. Koszt, wielkość ekosystemu, interoperacyjność, prostota obsługi i tempo opracowywania standardów mają równie duże znaczenie.