FDDI

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) / ANSI X3T9.5[редактиране | edit source]

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) е технология за локални мрежи използваща метода за достъп до канала token passing и определяща оптични кабели като медия за пренос на данните. По спецификация FDDI функционира на скорост от 100 Mbps, изполва логическа топология кръг и физическа топология двоен кръг. Съществува и технология CDDI (Copper Distributed Data Interface) представляваща реализиране на FDDI протоколите върху меден проводник. Всичко описано по-надолу като характеристики на FDDI се отнася и за CDDI, като единствената принципна разлика е типът на медиата използван за пренос на данните (и произтичащите от това дребни различия отнасящи се до вида на изполваните конектори, максималната дължина на кабела и др.). Макар че стандартът на ANSI X3T9.5 определя скорост за трансфер от 100 Mbps, съществуват и спецификации надграждащи типичният FDDI и позволяващи далеч по-голяма скорост (1Gbps,10Gbps).

Технологията използва архитектура двоен пръстен, като трафикът в пръстените се движи в противоположни посоки (counter-rotating). Двойният кръг условно се разделя на primary и secondary кръгове, като при нормално функциониране на мрежата се използва primary кръга а вторият е неизпозваем (в състояние idle). Главната цел на втория кръг е осигуряване на надеждност, като той поема функциите по трансфера на данните ако primary кръга отпадне по различни причини. Предаването на маркера по двойно кръгова топология осигурява т.н. самодопълващ се излишък. При отпадане на primary кръга, данните се маршрутизират повторно от основният към второстепенният кръг в две или повече местоположения (това се нарича обвиване на кръга, ring wrap).

Кабелът с оптично влакно предлага много предимства пред обикновеният меден проводник. Част от тези предимства са:

  • Скорост на трансфер на данните (до 1Gbps)
  • Разстояние на предаване на сигналите (максималната дължина на кабела достига до 3000 м при използване на single-mode влакна)
  • Сигналът не се влияе от радиочестотни или електромагнитни смущения
  • Сигурност (нямаме електрически сигнали които могат да бъдат прихванати)

FDDI определя два типа оптични влакна - single-mode и multi-mode. Практическата разлика между двата вида е броят на светлинните лъчи който “влизат” във оптичното влакно под определен ъгъл. Кабелите тип multi-mode използват LED като устройства генериращи светлинните импулси, които излъчват повече от един сноп лъчи във влакното. Кабелите тип single-mode изполват лазери за генериране на светлина, като инжектират само един сноп лъчи. Вторият тип влакна са способни да пренасят данните на по-голямо разстояние (до 3000м, при 2000м максимална дължина за multi-mode).

При multi-mode кабелите, множество светлинни лъчи пътуват по влакното. Понеже те са “влезли” под различен ъгъл, стигат до другият край на влакното по различно време. Това е известно като modal dispersion (разпръскване на лъчите). Това разпръскване ограничава честотната лента и максималната дължина на кабела.

Single-mode влакната позволяват само един сноп лъчи да пътува по кабела, като по този начин се избягва ефекта на разпръскване (modal dispersion). Това позволява относително по-добра ефективност на влакната и предоставя възможност за по-голяма максимална дължина на кабела.

FDDI спецификациите обхващат физическият слой и МАС под слоя на Data link нивото от OSI модела. Технологията не е обща спецификация (като Ethernet например), а може да се раздели на 4 групи спецификации всяка от които определяща различни функции. Взети заедно тези спецификации предоставят високоскоростна връзка между протоколи от по-високите нива на OSI модела (TCP/IP, IPX).

Четирите спецификации са Media Access Control (MAC), Physical Layer Protocol (PHY), Physical-Medium Dependent (PMD) и Station Management (SMT).

  • MAC - определя метода за достъп до медиата, формат на кадъра, максималният период от време за който дадена станция може да задържи маркера, адресиране на кадрите, алгоритми за изчисляване на CRC стойността (циклична проверка с остатък), механизми за откриване и коригиране на грешки възникващи по време на работа.
  • PHY - определя процедурите по кодиране/декодиране на данните, синхронизацията на станциите и други допълнителни функции.
  • PMD - определя характеристиките на използваната медиа, включително вида на оптичните влакна, енергийни нива, оптични компоненти, конектори.
  • SMT - определя конфигурацията на станциите, конфигурацията на кръга, контролни елементи на кръга, добавяне или изваждане на станции от мрежата, инициализация на устройствата, откриване и поправяне на грешки, водене на статистика.

В зависимост от това как точно са прикачени станциите в FDDI мрежата, се разделят на два вида - DAS (Dual Attachment Station) и SAS (Single Attachment Station). DAS са станциите които са физически закачени и към двата кръга, докато SAS са станциите които участват само в primary кръга.

Особеното в случая е че SAS станциите не се закачат директно към основният кръг, а към устройства наречени концентратори който са част и от двата кръга. Едно от основните предимства на концентраторите е че позволяват отпадане на крайните устройства (поради спиране на захранването, ”увисване” на системите и др.), без това по никакъв начин да се отрази на функционалността на мрежата.

DAS устройствата от своя страна имат най-общо два порта, като всеки порт предоставя свързаност към основният и към вторичният кръг. Логично при отпадане на такъв вид станция, това се отразява на работата на мрежата.

Главната характеристика на FDDI която е пряко свъзана с надеждната работа на мрежата е естесвено физическата топология двоен кръг. Когато станция от мрежата отпадне или кабелът е прекъснат, кръгът се обвива (данните се маршрутизират по вторият кръг, по точно по част от него, като топологията се променя в единичен кръг). Функционалността на мрежата се запазва,но само при положение че имаме една отпандала DAS, ако са две или повече се образуват два (или няколко) кръга, който продължават да работят, но нямат връзка по между си.

С цел продължаване на работата на мрежата при отпадане на станция която е част и от двата кръга се използват оптични суичове (нямащи нищо общо с устройствата използвани за комутация на пакети, по скоро са оптични превключватели). При нормална операция на мрежата този превключвател предава светлинните импулси към DAS. Ако въпросната станция не функционира, превключвателя пропуска светлината през себе си (чрез система от вътрешни огледала) осигурявайки продължаване на работа на мрежата. Предимството на използването на тези превключватели е че кръга не изпада в състояние на обвиване при отпадането на станцията пред която е монтиран.

Форматът на кадрите в FDDI е доста близък до този на Token ring мрежите, но естесвено има и съществени различия. Основното предимство на кадрите е тяхната големина - мрежата работи нормално и при кадри дълги 4 500 байта.

Както при Token ring така и тук има два вида кадри - маркер и даннов/команден кадър.

Маркер:

PR SD FC ED


Даннов/команден кадър:

PR SD FC DA SA DATA FCS ED FS


  • PR (Preamble) - уникална последователност от битове подготвяща станцията за приемане на кадъра.
  • SD (Start Delimiter) - обозначава началото на кадъра, съдържа сигнални елементи различаващи полето от останалата част от кадъра.
  • FC (Frame Control) - показва дължината на адресните полета и дали кадъра съдържа синхронни или асинхронни данни, пренася и контролна информация.
  • DA (Destination Addres) - може да съдържа unicast, multicast или broadcast адрес.
  • SA (Source Address) - съдържа адреса на станцията изпращаща кадъра.
  • DATA - съдържа или контролна информация или данни предназначени за протоколи от по-горните слоеве на OSI модела.
  • FCS (Frame Check Sequence) - съдържа стойността изчислена от CRC алгоритъма, служи за проверка дали кадъра е пострадал по време на транспорта.
  • ED (End Delimiter) - съдържа уникални символи определящи края на кадъра.
  • FS (Frame Status) - позволява на станцията изпращач да провери дали кадъра е бил разпознат и правилно копиран от станцията местоназначение.