Технология FDDI

Сеть FDDI (Fiber Distributed Data Interface – волоконно-оптический интерфейс распределённых данных) – оптоволоконный распределённый интерфейс данных описывается стандартом IEEE 802.5 Token Ring с небольшими отличиями, так как в качестве среды передачи используется оптоволоконный кабель.

Топология сети – кольцо, построенное на двух разнонаправленных кабелях (два кольца): первичный и вторичный (рисунок 1). Использование двух колец обеспечивает полнодуплексную передачу. При нормальной работе сети данные передаются по первичному кольцу, вторичное кольцо не используется. Наличие двух колец повышает отказоустойчивость сети (в случае обрыва сети кольца пересылка информации происходит по вторичному кольцу).

Также может использоваться звёздно-кольцевая топология с концентраторами, включёнными в кольцо. Связные концентраторы (Wiring Concentrators), позволяют собрать в одно место все точки подключения для контроля за работой сети, диагностики неисправностей и упрощения реконфигурации. При применении кабелей разных типов (оптоволоконный кабель и витая пара) концентратор также выполняет функцию трансивера (преобразует электрические сигналы в оптические и наоборот). Концентраторы бывают двойного и одинарного подключения.

В качестве среды передачи данных используется оптоволоконный кабель или витая пара категории 5 (CDDI – Copper Distributed Data Interface или TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface).

Максимальное количество абонентов в сети 500. Общая длина сети (максимальная протяжённость кольца) 20000 м связана с ограничением времени полного прохождения сигнала по кольцу. Максимальное расстояние между абонентами определяется используемой средой передачи и составляет: многомодовый кабель – 2000 м; одномодовый кабель – 45000 м; витая пара – 100 м.

Максимальный диаметр двойного кольца не должен превышать 100000 м.

Для передачи данных применяется код 4В/5В, обеспечивающий скорость передачи 100 Мбит/с при пропускной способности кабеля 125 МБод (миллионов сигналов в секунду). Так как каждый из каналов работает на скорости 100 Мбит/с, а кабели разнонаправленные, то эффективная скорость составляет 200 Мбит/с.

Стандарт FDDI для достижения высокой гибкости сети позволяет подключение устройств класса:

ž А (двойное подключение, DAS – Dual-Attachment Stations) – подключаются к обоим (внутреннее, внешнее) кольцам. При этом реализуется: обмен со скоростью до 200 Мбит/с; возможность резервирования кабеля (при повреждении основного используется резервный). Аппаратура этого класса используется в критичных сегментах;

ž В (одинарное подключение, SAS – Single-Attachment Stations) – подключаются только к одному (внешнее) кольцу сети. Такие абоненты в сеть включаются только через концентратор или обходной коммутатор, отключающий их в случае аварии.

FDDI определяет четыре типа портов абонентов:

ž А – для устройств двойного подключения. Вход подключается к первичному кольцу, а выход – к вторичному;

ž В – для устройств двойного подключения. Вход подключается к вторичному кольцу, а выход – к первичному;

ž М (Master) – для концентраторов и соединяет два концентратора или концентратор с абонентом;

ž S (Slave) – для устройств одинарного подключения и соединяет двух абонентов или абонента и концентратора.

Стандарт FDDI предусматривает также возможность реконфигурации сети для сохранения её работоспособности в случае повреждения кабеля (рисунок 2). В этом случае повреждённый участок кабеля исключается из кольца, но целостность сети при этом не нарушается вследствие перехода на одно кольцо вместо двух (абоненты класса А начинают работать как абоненты класса В). Если образовывается несколько точек разрыва кабеля, то сеть распадается на несколько несвязанных сетей.

Метод доступа к среде FDDI – маркерный множественный (одновременная циркуляция множества кадров). Принцип действия следующий: абонент, желающий передавать данные, ожидает маркер, следующий за каждым пакетом; когда маркер пришёл, абонент удаляет его из сети и передаёт свой пакет; сразу после передачи пакета абонент посылает новый маркер.

Одновременно каждый абонент ведёт собственный отсчёт времени, сравнивая реальное время обращения маркера (TRT) с ранее установленным контрольным временем его прибытия (РТТ). Если маркер возвращается раньше контрольного времени, то сеть загружена мало, и абонент может передавать всю свою информацию. Если маркер возвращается позже контрольного времени, то сеть загружена сильно, и абонент может передавать только самую необходимую информацию. При этом величины контрольного времени для разных абонентов могут быть различными. Такой механизм позволяет абонентам гибко реагировать на загрузку сети и автоматически поддерживать её на оптимальном уровне.

Стандарт FDDI не имеет возможности установки приоритетов пакетов и резервирования. Вместо этого всех абонентов разделяют на группы: асинхронные (время доступа не критично и меняется в зависимости от степени загруженности сети) и синхронные (время доступа жёстко ограничено), обслуживаемые специальным алгоритмом.

Форматы маркера (рисунок 3) и пакета (рисунок 4) сети FDDI имеют следующие поля:

ž преамбула – 1 байт; используется для синхронизации. Первоначально преамбула содержит 64 бита, но абоненты, через которых проходит пакет, могут менять её размер;

ž начальный разделитель – 1 байт; выполняет функцию признака начала кадра;

ž адреса получателя и адрес источника – 2 или 6 байт.

ž данные – имеет переменную длину, но суммарная длина пакета не должна превышать 4500 байт;

ž контрольная сумма – 4 байт; содержит 32-битную циклическую контрольную сумму;

ž конечный разделитель – 1 байт; определяет конец кадра;

ž байт состояния пакета – 1 байт; содержит бит обнаружения ошибки, бит распознавания адреса и бит копирования.

Формат байта управления сети FDDI следующий (рисунок 5):

ž класс пакета – 1 бит; определяет, синхронный или асинхронный это пакет;

ž длина адреса – 1 бит; определяет тип используемого адреса (2-байта, 6-байтов);

ž формат кадра – 2 бит; определяет, управляющий или информационный этот кадр;

ž тип кадра – 4 бит; определяет, к какому типу относится данный кадр.

Однако, несмотря на очевидные преимущества (высокая помехозащищённость, секретность передачи информации, хорошая гальваническая развязка абонентов) сеть FDDI широкого распространения не имеет в основном из-за высокой стоимости аппаратуры. Области применения FDDI: опорные сети (Backbone), объединяющие несколько сетей; соединение рабочих стан­ций или серверов, требующих высокоскоростного обмена.

Дата добавления: 2014-01-13