δίκτυα FDDI . Πρωτόκολλα, ιστορία, κατάσταση

Στη Ρωσία, συνεχίζεται η διαδικασία εντατικής εισαγωγής νέων και εκσυγχρονισμού των υφιστάμενων τοπικών δικτύων (LAN). Εφαρμόζονται αυξανόμενα μεγέθη δικτύων συστήματα λογισμικού, που απαιτούν ολοένα υψηλότερες ταχύτητες ανταλλαγής πληροφοριών, αυξανόμενες απαιτήσεις για αξιοπιστία και ανοχή σφαλμάτων, μας αναγκάζουν να αναζητήσουμε μια εναλλακτική στα παραδοσιακά δίκτυα Ethernet και Arcnet. Ένας τύπος δικτύου υψηλής ταχύτητας είναι το FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

Δίκτυο συγκροτήματα υπολογιστώναποτελούν αναπόσπαστο μέσο παραγωγής οποιουδήποτε οργανισμού ή επιχείρησης. Η γρήγορη πρόσβαση στις πληροφορίες, η αξιοπιστία της αυξάνει την πιθανότητα λήψης σωστών αποφάσεων από το προσωπικό και, τελικά, την πιθανότητα νίκης στον διαγωνισμό. Στους διαχειριστές τους και πληροφοριακά συστήματαΟι επιχειρήσεις βλέπουν τα μέσα στρατηγικής υπεροχής έναντι των ανταγωνιστών και θεωρούν την επένδυση σε αυτούς ως επένδυση κεφαλαίου.

Λόγω του γεγονότος ότι η επεξεργασία και η μεταφορά πληροφοριών με χρήση υπολογιστών γίνεται ταχύτερη και αποτελεσματικότερη, υπάρχει μια πραγματική έκρηξη πληροφοριών. Τα LAN αρχίζουν να συγχωνεύονται σε γεωγραφικά κατανεμημένα δίκτυα, ο αριθμός των διακομιστών, των σταθμών εργασίας και του περιφερειακού εξοπλισμού που συνδέονται με το LAN αυξάνεται.

Σήμερα στη Ρωσία, τα δίκτυα υπολογιστών πολλών μεγάλων επιχειρήσεων και οργανισμών είναι ένα ή περισσότερα LAN που έχουν δημιουργηθεί με βάση τα πρότυπα Arcnet ή Ethernet. Το περιβάλλον λειτουργίας δικτύου είναι συνήθως NetWare v3.12 ή Windows NT με έναν ή περισσότερους διακομιστές αρχείων. Αυτά τα LAN είτε δεν έχουν καθόλου σύνδεση μεταξύ τους είτε συνδέονται με ένα καλώδιο που λειτουργεί σε ένα από αυτά τα πρότυπα μέσω εσωτερικών ή εξωτερικών δρομολογητών λογισμικού NetWare.

Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα και το λογισμικό εφαρμογών απαιτούν τη μεταφορά μεγάλου όγκου πληροφοριών για την εργασία τους. Ταυτόχρονα απαιτείται η διασφάλιση της μετάδοσης πληροφοριών σε υψηλές ταχύτητες και σε μεγάλες αποστάσεις. Επομένως, αργά ή γρήγορα, η απόδοση των δικτύων Ethernet και των γεφυρών λογισμικού και των δρομολογητών παύει να ανταποκρίνεται στις αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών και αρχίζουν να εξετάζουν τη δυνατότητα χρήσης ταχύτερων προτύπων στα δίκτυά τους. Ένα από αυτά είναι το FDDI.

Γενικές πληροφορίες.

FDDI (Διεπαφή κατανεμημένων δεδομένων ινών- Διεπαφή δεδομένων οπτικών ινών) - ένα πρότυπο για τη μετάδοση δεδομένων σε ένα τοπικό δίκτυο που εκτείνεται σε απόσταση έως και 200 ​​χιλιομέτρων. Σε αυτόν τον τομέα, το δίκτυο FDDI είναι σε θέση να υποστηρίξει αρκετές χιλιάδες χρήστες.

Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις κύριες ιδέες της. Token ring - Τεχνολογία δακτυλίου τοπικού δικτύου (LAN) με "πρόσβαση διακριτικού" - ένα πρωτόκολλο τοπικού δικτύου που βρίσκεται στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων (DLL) του μοντέλου OSI. Ένας σταθμός μπορεί να αρχίσει να μεταδίδει τα δικά του πλαίσια δεδομένων μόνο εάν έχει λάβει ένα ειδικό πλαίσιο από τον προηγούμενο σταθμό - ένα διακριτικό πρόσβασης. Μετά από αυτό, μπορεί να μεταφέρει τα καρέ της, εάν τα έχει, για ένα χρονικό διάστημα που ονομάζεται χρόνος διατήρησης διακριτικών - Token Holding Time (THT). Μετά τη λήξη του χρόνου THT, ο σταθμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μετάδοση του επόμενου καρέ του και να περάσει το διακριτικό πρόσβασης στον επόμενο σταθμό. Εάν, τη στιγμή της αποδοχής του διακριτικού, ο σταθμός δεν έχει καρέ για μετάδοση μέσω του δικτύου, τότε εκπέμπει αμέσως το διακριτικό του επόμενου σταθμού. Σε ένα δίκτυο FDDI, κάθε σταθμός έχει έναν ανάντη γείτονα και έναν κατάντη γείτονα που καθορίζονται από τους φυσικούς του συνδέσμους και την κατεύθυνση μεταφοράς πληροφοριών.

Κάθε σταθμός στο δίκτυο λαμβάνει συνεχώς τα πλαίσια που του μεταδίδονται από τον προηγούμενο γείτονα και αναλύει τη διεύθυνση προορισμού του. Εάν η διεύθυνση προορισμού δεν ταιριάζει με τη δική της, τότε μεταδίδει το πλαίσιο στον επόμενο γείτονά του. Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν ο σταθμός έχει καταγράψει το διακριτικό και μεταδίδει τα δικά του καρέ, τότε κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου δεν εκπέμπει εισερχόμενα καρέ, αλλά τα αφαιρεί από το δίκτυο.

Εάν η διεύθυνση πλαισίου ταιριάζει με τη διεύθυνση του σταθμού, τότε αντιγράφει το πλαίσιο στην εσωτερική του προσωρινή μνήμη, ελέγχει την ορθότητά του (κυρίως με άθροισμα ελέγχου), μεταβιβάζει το πεδίο δεδομένων του για περαιτέρω επεξεργασία σε ένα πρωτόκολλο που βρίσκεται πάνω από το επίπεδο FDDI (για παράδειγμα, IP ), και στη συνέχεια μεταδίδει το αρχικό πλαίσιο μέσω του δικτύου του επόμενου σταθμού. Σε ένα πλαίσιο που μεταδίδεται στο δίκτυο, ο σταθμός προορισμού σημειώνει τρία σημάδια: αναγνώριση διεύθυνσης, αντιγραφή πλαισίου και απουσία ή παρουσία σφαλμάτων σε αυτό.

Μετά από αυτό, το πλαίσιο συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω του δικτύου, μεταδίδεται από κάθε κόμβο. Ο σταθμός, που είναι η πηγή του πλαισίου για το δίκτυο, είναι υπεύθυνος για την αφαίρεση του πλαισίου από το δίκτυο αφού, έχοντας κάνει μια πλήρη στροφή, φτάσει ξανά σε αυτό. Σε αυτή την περίπτωση, ο σταθμός πηγής ελέγχει τα σημάδια του πλαισίου, αν έφτασε στον σταθμό προορισμού και αν έχει υποστεί ζημιά. Η διαδικασία επαναφοράς πλαισίων πληροφοριών δεν είναι ευθύνη του πρωτοκόλλου FDDI, αυτό θα πρέπει να γίνεται από πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου.

Το δίκτυο FDDI είναι χτισμένο με βάση δύο δακτυλίους οπτικών ινών, οι οποίοι αποτελούν την κύρια και εφεδρική διαδρομή μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των κόμβων του δικτύου. Η χρήση δύο δακτυλίων είναι ο κύριος τρόπος για να αυξηθεί η ανοχή σφαλμάτων σε ένα δίκτυο FDDI και οι κόμβοι που θέλουν να το χρησιμοποιήσουν πρέπει να συνδέονται και στους δύο δακτυλίους. Στην κανονική λειτουργία του δικτύου, τα δεδομένα διέρχονται από όλους τους κόμβους και όλα τα τμήματα του καλωδίου του πρωτεύοντος (πρωτεύοντος) δακτυλίου, επομένως αυτή η λειτουργία ονομάζεται από άκρο σε άκρο ή "διέλευση". Ο δευτερεύων δακτύλιος (Δευτερεύων) δεν χρησιμοποιείται σε αυτήν τη λειτουργία.

Σε περίπτωση κάποιας μορφής αστοχίας όπου μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν είναι σε θέση να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, διακοπή καλωδίου ή αστοχία κόμβου), ο κύριος δακτύλιος συνδυάζεται με τον δευτερεύοντα, σχηματίζοντας ξανά έναν μόνο δακτύλιο. Αυτή η λειτουργία δικτύου ονομάζεται Κάλυμμα, δηλαδή «δίπλωμα» ή «δίπλωμα» των κρίκων. Η λειτουργία αναδίπλωσης εκτελείται από τις δυνάμεις των συγκεντρωτών ή/και προσαρμογείς δικτύου FDDI. Για να απλοποιηθεί αυτή η διαδικασία, τα δεδομένα στον κύριο δακτύλιο μεταδίδονται πάντα αριστερόστροφα και στον δευτερεύοντα - δεξιόστροφα. Επομένως, όταν σχηματίζεται ένας κοινός δακτύλιος από δύο δακτυλίους, οι πομποί των σταθμών παραμένουν συνδεδεμένοι με τους δέκτες γειτονικών σταθμών, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σωστή μετάδοση και λήψη πληροφοριών από γειτονικούς σταθμούς.

Δεδομένου ότι το δίκτυο FDDI χρησιμοποιεί καλώδιο οπτικών ινών ως μέσο μετάδοσης, η στιγμή της ανάπτυξης της τεχνολογίας καθυστέρησε σε μεγάλο βαθμό λόγω της μακράς εισαγωγής των καλωδίων οπτικών ινών και της εξάλειψης των σφαλμάτων που σχετίζονται με τη νέα τεχνολογία οπτικών ινών.

Το 1880, ο Alexander Bell κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια συσκευή που μετέδιδε ομιλία σε απόσταση έως και 200 ​​μέτρων χρησιμοποιώντας έναν καθρέφτη που δονούνταν συγχρόνως με τα ηχητικά κύματα και ρυθμίζει το ανακλώμενο φως. Και μόνο στη δεκαετία του 1980, ξεκίνησαν οι εργασίες για τη δημιουργία συμβατικών τεχνολογιών και συσκευών για τη χρήση καναλιών οπτικών ινών σε τοπικά δίκτυα. Οι εργασίες για τη γενίκευση της εμπειρίας και την ανάπτυξη του πρώτου προτύπου οπτικών ινών για τοπικά δίκτυα επικεντρώθηκαν στο American State Standards Institute - ANSI, στο πλαίσιο της επιτροπής X3T9.5 που δημιουργήθηκε για το σκοπό αυτό.

Οι αρχικές εκδόσεις των διαφόρων στοιχείων του προτύπου FDDI αναπτύχθηκαν από την επιτροπή X3T9.5 το 1986-1988 και ταυτόχρονα εμφανίστηκε ο πρώτος εξοπλισμός - προσαρμογείς δικτύου, διανομείς, γέφυρες και δρομολογητές που υποστηρίζουν αυτό το πρότυπο.

Επί του παρόντος, οι περισσότερες τεχνολογίες δικτύου υποστηρίζουν καλώδια οπτικών ινών ως μία από τις επιλογές φυσικού επιπέδου, αλλά η FDDI παραμένει η πιο καθιερωμένη τεχνολογία υψηλής ταχύτητας, τα πρότυπα της οποίας έχουν αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου και είναι καλά καθιερωμένα, έτσι ώστε εξοπλισμός διαφορετικών κατασκευαστών δείχνει καλό βαθμό συμβατότητας.

Πρωτόκολλα FDDI

Το σχήμα δείχνει τη δομή του πρωτοκόλλου της τεχνολογίας FDDI σε σύγκριση με το μοντέλο OSI επτά επιπέδων. Το FDDI ορίζει το πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου και το πρωτόκολλο υποστρώματος πρόσβασης μέσων (MAC) του επιπέδου σύνδεσης. Όπως πολλές άλλες τεχνολογίες LAN, το FDDI χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο 802.2 Data Link Control (LLC) που ορίζεται στα πρότυπα IEEE 802.2 και ISO 8802.2. Η FDDI χρησιμοποιεί τον πρώτο τύπο διαδικασιών LLC, στις οποίες οι κόμβοι λειτουργούν σε λειτουργία datagram - χωρίς σύνδεση και χωρίς ανάκτηση χαμένων ή κατεστραμμένων πλαισίων.

Το φυσικό επίπεδο χωρίζεται σε δύο υποστρώματα: το υποστρώμα PHY (Physical) που είναι ανεξάρτητο από τα μέσα και το υποστρώμα PMD (εξαρτώμενο από φυσικά μέσα). Η λειτουργία όλων των επιπέδων ελέγχεται από το πρωτόκολλο διαχείρισης σταθμών SMT (Station Management).

Το επίπεδο PMD παρέχει τα απαραίτητα μέσα για τη μεταφορά δεδομένων από έναν σταθμό σε έναν άλλο μέσω ίνας. Η προδιαγραφή του ορίζει:

Απαιτήσεις οπτικής ισχύος και πολυτροπική οπτική ίνα 62,5/125 μm.

Απαιτήσεις για οπτικούς διακόπτες παράκαμψης και οπτικούς πομποδέκτες.

Παράμετροι οπτικών βυσμάτων MIC (Media Interface Connector), σήμανση τους.

Το μήκος κύματος των 1300 νανόμετρων στο οποίο λειτουργούν οι πομποδέκτες.

Αναπαράσταση σημάτων σε οπτικές ίνες σύμφωνα με τη μέθοδο NRZI.

Το επίπεδο PHY εκτελεί κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση δεδομένων που κυκλοφορούν μεταξύ του επιπέδου MAC και του επιπέδου PMD και παρέχει επίσης χρονισμό για σήματα πληροφοριών. Η προδιαγραφή του ορίζει:

κωδικοποίηση πληροφοριών σύμφωνα με το σχήμα 4B/5B.

κανόνες χρονισμού σήματος.

απαιτήσεις για τη σταθερότητα της συχνότητας ρολογιού των 125 MHz·

κανόνες για τη μετατροπή πληροφοριών από παράλληλη σε σειριακή μορφή.

Το επίπεδο MAC είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο πρόσβασης στο δίκτυο και για τη λήψη και την επεξεργασία πλαισίων δεδομένων. Ορίζει τις ακόλουθες παραμέτρους:

Πρωτόκολλο μεταφοράς διακριτικών.

Κανόνες για τη λήψη και την αναμετάδοση ενός διακριτικού.

Σχηματισμός πλαισίου.

Κανόνες για τη δημιουργία και την αναγνώριση διευθύνσεων.

Κανόνες για τον υπολογισμό και την επαλήθευση ενός αθροίσματος ελέγχου 32 bit.

Το επίπεδο SMT εκτελεί όλες τις λειτουργίες διαχείρισης και παρακολούθησης όλων των άλλων επιπέδων της στοίβας πρωτοκόλλου FDDI. Κάθε κόμβος του δικτύου FDDI συμμετέχει στη διαχείριση δακτυλίου. Επομένως, όλοι οι κεντρικοί υπολογιστές ανταλλάσσουν ειδικά πλαίσια SMT για τη διαχείριση του δικτύου. Η προδιαγραφή SMT ορίζει τα ακόλουθα:

Αλγόριθμοι για τον εντοπισμό σφαλμάτων και την ανάκτηση από αστοχίες.

Κανόνες παρακολούθησης της λειτουργίας του δακτυλίου και των σταθμών.

Διαχείριση δαχτυλιδιών.

Διαδικασίες αρχικοποίησης δακτυλίου.

Η ανοχή σφαλμάτων των δικτύων FDDI παρέχεται με τη διαχείριση του επιπέδου SMT από άλλα επίπεδα: χρησιμοποιώντας το επίπεδο PHY, οι αστοχίες δικτύου εξαλείφονται για φυσικούς λόγους, για παράδειγμα, λόγω διακοπής καλωδίου και χρησιμοποιώντας το επίπεδο MAC, λογικές αποτυχίες δικτύου, για παράδειγμα , την απώλεια της επιθυμητής εσωτερικής διαδρομής μεταφοράς διακριτικού και πλαισίων δεδομένων μεταξύ των θυρών διανομέα.

Κατάσταση.

Οι προγραμματιστές τεχνολογίας προσπάθησαν να εφαρμόσουν τα ακόλουθα:

· Αύξηση του ρυθμού bit μεταφοράς δεδομένων έως και 100 Mb/s.

· Για να αυξήσετε την ανοχή σφαλμάτων δικτύου λόγω τυπικών διαδικασιών για την αποκατάστασή του μετά από βλάβες διαφόρων ειδών - βλάβη καλωδίου, εσφαλμένη λειτουργία κόμβου, διανομέα, υψηλό επίπεδο θορύβου στη γραμμή κ.λπ.

· Αξιοποιήστε στο έπακρο το πιθανό εύρος ζώνης δικτύου τόσο για ασύγχρονη όσο και για σύγχρονη κίνηση.

Με βάση αυτό, το πλεονέκτημα της τεχνολογίας FDDI είναι ο συνδυασμός πολλών ιδιοτήτων που είναι πολύ σημαντικές για τα τοπικά δίκτυα:

1. υψηλός βαθμός ανοχής σε σφάλματα.

2. Δυνατότητα κάλυψης μεγάλων περιοχών, μέχρι τα εδάφη μεγάλων πόλεων.

3. Ανταλλαγή δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

4. Ντετερμινιστική πρόσβαση, που επιτρέπει τη μεταφορά εφαρμογών ευαίσθητων σε καθυστερήσεις.

5. Εύκαμπτος μηχανισμός για τη διανομή του εύρους ζώνης του δακτυλίου μεταξύ των σταθμών.

6. Δυνατότητα εργασίας στον συντελεστή φορτίου του δακτυλίου κοντά στο ένα.

7. Η δυνατότητα εύκολης μετάφρασης της κίνησης FDDI σε γραφικά τέτοιων δημοφιλών πρωτοκόλλων όπως το Ethernet και το Token Ring λόγω της συμβατότητας των μορφών διεύθυνσης σταθμών και της χρήσης ενός κοινού υποστρώματος LLC.

Μέχρι στιγμής, η FDDI είναι η μόνη τεχνολογία που έχει καταφέρει να συνδυάσει όλες αυτές τις ιδιότητες. Σε άλλες τεχνολογίες, αυτές οι ιδιότητες εμφανίζονται επίσης, αλλά όχι σε συνδυασμό. Για παράδειγμα, η τεχνολογία Fast Ethernet έχει επίσης ρυθμό μεταφοράς δεδομένων 100 Mbps, αλλά δεν επιτρέπει την αποκατάσταση του δικτύου μετά από μία μόνο διακοπή καλωδίου και δεν καθιστά δυνατή την εργασία με υψηλό συντελεστή φόρτου δικτύου (εάν δεν λάβετε υπόψη την εναλλαγή Fast Ethernet).

Το σχήμα δείχνει τη δομή του πρωτοκόλλου της τεχνολογίας FDDI σε σύγκριση με το μοντέλο OSI επτά επιπέδων. Το FDDI ορίζει το πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου και το πρωτόκολλο υποστρώματος πρόσβασης μέσων (MAC) του επιπέδου σύνδεσης. Όπως πολλές άλλες τεχνολογίες LAN, το FDDI χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο 802.2 Data Link Control (LLC) που ορίζεται στα πρότυπα IEEE 802.2 και ISO 8802.2. Η FDDI χρησιμοποιεί τον πρώτο τύπο διαδικασιών LLC, στις οποίες οι κόμβοι λειτουργούν σε λειτουργία datagram - χωρίς σύνδεση και χωρίς ανάκτηση χαμένων ή κατεστραμμένων πλαισίων.

Το φυσικό επίπεδο χωρίζεται σε δύο υποστρώματα: το υποστρώμα PHY (Physical) που είναι ανεξάρτητο από τα μέσα και το υποστρώμα PMD (εξαρτώμενο από φυσικά μέσα). Η λειτουργία όλων των επιπέδων ελέγχεται από το πρωτόκολλο διαχείρισης σταθμών SMT (Station Management).

Το επίπεδο PMD παρέχει τα απαραίτητα μέσα για τη μεταφορά δεδομένων από έναν σταθμό σε έναν άλλο μέσω ίνας. Η προδιαγραφή του ορίζει:

Απαιτήσεις οπτικής ισχύος και πολυτροπική οπτική ίνα 62,5/125 μm.

Απαιτήσεις για οπτικούς διακόπτες παράκαμψης και οπτικούς πομποδέκτες.

Παράμετροι οπτικών βυσμάτων MIC (Media Interface Connector), σήμανση τους.

Το μήκος κύματος των 1300 νανόμετρων στο οποίο λειτουργούν οι πομποδέκτες.

Αναπαράσταση σημάτων σε οπτικές ίνες σύμφωνα με τη μέθοδο NRZI.

Το επίπεδο PHY εκτελεί κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση δεδομένων που κυκλοφορούν μεταξύ του επιπέδου MAC και του επιπέδου PMD και παρέχει επίσης χρονισμό για σήματα πληροφοριών. Η προδιαγραφή του ορίζει:

κωδικοποίηση πληροφοριών σύμφωνα με το σχήμα 4B/5B.

κανόνες χρονισμού σήματος.

απαιτήσεις για τη σταθερότητα της συχνότητας ρολογιού των 125 MHz·

κανόνες για τη μετατροπή πληροφοριών από παράλληλη σε σειριακή μορφή.

Το επίπεδο MAC είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο πρόσβασης στο δίκτυο και για τη λήψη και την επεξεργασία πλαισίων δεδομένων. Ορίζει τις ακόλουθες παραμέτρους:

Πρωτόκολλο μεταφοράς διακριτικών.

Κανόνες για τη λήψη και την αναμετάδοση ενός διακριτικού.

Σχηματισμός πλαισίου.

Κανόνες για τη δημιουργία και την αναγνώριση διευθύνσεων.

Κανόνες για τον υπολογισμό και την επαλήθευση ενός αθροίσματος ελέγχου 32 bit.

Το επίπεδο SMT εκτελεί όλες τις λειτουργίες διαχείρισης και παρακολούθησης όλων των άλλων επιπέδων της στοίβας πρωτοκόλλου FDDI. Κάθε κόμβος του δικτύου FDDI συμμετέχει στη διαχείριση δακτυλίου. Επομένως, όλοι οι κεντρικοί υπολογιστές ανταλλάσσουν ειδικά πλαίσια SMT για τη διαχείριση του δικτύου. Η προδιαγραφή SMT ορίζει τα ακόλουθα:

Αλγόριθμοι για τον εντοπισμό σφαλμάτων και την ανάκτηση από αστοχίες.

Κανόνες παρακολούθησης της λειτουργίας του δακτυλίου και των σταθμών.

Διαχείριση δαχτυλιδιών.

Διαδικασίες αρχικοποίησης δακτυλίου.

Η ανοχή σφαλμάτων των δικτύων FDDI διασφαλίζεται με τον έλεγχο του επιπέδου SMT από άλλα επίπεδα: χρησιμοποιώντας το επίπεδο PHY, οι αστοχίες δικτύου εξαλείφονται για φυσικούς λόγους, για παράδειγμα, λόγω διακοπής καλωδίου και χρησιμοποιώντας το επίπεδο MAC, λογικές αστοχίες δικτύου, για παράδειγμα , την απώλεια της επιθυμητής εσωτερικής διαδρομής μεταφοράς διακριτικού και πλαισίων δεδομένων μεταξύ των θυρών διανομέα.

Κατάσταση.

Οι προγραμματιστές τεχνολογίας προσπάθησαν να εφαρμόσουν τα ακόλουθα:

· Αύξηση του ρυθμού bit μεταφοράς δεδομένων έως και 100 Mb/s.

· Αύξηση της ανοχής σφαλμάτων δικτύου λόγω τυπικών διαδικασιών για την αποκατάστασή του μετά από βλάβες διαφόρων ειδών - βλάβη καλωδίου, εσφαλμένη λειτουργία κόμβου, διανομέα, υψηλό επίπεδο παρεμβολών στη γραμμή κ.λπ.

· Αξιοποιήστε στο έπακρο το πιθανό εύρος ζώνης δικτύου τόσο για ασύγχρονη όσο και για σύγχρονη κίνηση.

Με βάση αυτό, το πλεονέκτημα της τεχνολογίας FDDI είναι ο συνδυασμός πολλών ιδιοτήτων που είναι πολύ σημαντικές για τα τοπικά δίκτυα:

1. υψηλός βαθμός ανοχής σε σφάλματα.

2. Δυνατότητα κάλυψης μεγάλων περιοχών, μέχρι τα εδάφη μεγάλων πόλεων.

3. Ανταλλαγή δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

4. Ντετερμινιστική πρόσβαση, που επιτρέπει τη μεταφορά εφαρμογών ευαίσθητων σε καθυστερήσεις.

5. Εύκαμπτος μηχανισμός για τη διανομή του εύρους ζώνης του δακτυλίου μεταξύ των σταθμών.

6. Δυνατότητα εργασίας στον συντελεστή φορτίου του δακτυλίου κοντά στο ένα.

7. Η δυνατότητα εύκολης μετάφρασης της κίνησης FDDI σε γραφικά τέτοιων δημοφιλών πρωτοκόλλων όπως το Ethernet και το Token Ring λόγω της συμβατότητας των μορφών διεύθυνσης σταθμών και της χρήσης ενός κοινού υποστρώματος LLC.

Μέχρι στιγμής, η FDDI είναι η μόνη τεχνολογία που έχει καταφέρει να συνδυάσει όλες αυτές τις ιδιότητες. Σε άλλες τεχνολογίες, αυτές οι ιδιότητες εμφανίζονται επίσης, αλλά όχι σε συνδυασμό. Για παράδειγμα, η τεχνολογία Fast Ethernet έχει επίσης ρυθμό μεταφοράς δεδομένων 100 Mbps, αλλά δεν επιτρέπει την αποκατάσταση του δικτύου μετά από μία μόνο διακοπή καλωδίου και δεν καθιστά δυνατή την εργασία με υψηλό συντελεστή φόρτου δικτύου (εάν δεν λάβετε υπόψη την εναλλαγή Fast Ethernet).

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ένα - το υψηλό κόστος του εξοπλισμού. Υπάρχει ένα τίμημα για αυτόν τον μοναδικό συνδυασμό χαρακτηριστικών - η τεχνολογία FDDI παραμένει η πιο ακριβή τεχνολογία 100 Mbit. Ως εκ τούτου, οι κύριοι τομείς εφαρμογής του είναι η ραχοκοκαλιά των πανεπιστημιουπόλεων και των κτιρίων, καθώς και η σύνδεση εταιρικών διακομιστών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το κόστος είναι δικαιολογημένο - η ραχοκοκαλιά του δικτύου πρέπει να είναι ανεκτική σε σφάλματα και γρήγορη, το ίδιο ισχύει για έναν διακομιστή που έχει κατασκευαστεί με βάση μια ακριβή πλατφόρμα πολλαπλών επεξεργαστών και εξυπηρετεί εκατοντάδες χρήστες. Λόγω του υψηλού κόστους του υλικού, οι λύσεις που βασίζονται σε FDDI είναι κατώτερες από τις λύσεις Fast Ethernet στην κατασκευή μικρών LAN, όταν το πρότυπο Fast Ethernet παρέχει τη βέλτιστη λύση.

Στη Ρωσία, συνεχίζεται η διαδικασία εντατικής εισαγωγής νέων και εκσυγχρονισμού των υφιστάμενων τοπικών δικτύων (LAN). Το αυξανόμενο μέγεθος των δικτύων, τα συστήματα λογισμικού εφαρμογών που απαιτούν ολοένα υψηλότερες ταχύτητες ανταλλαγής πληροφοριών, οι αυξανόμενες απαιτήσεις για αξιοπιστία και ανοχή σφαλμάτων μας αναγκάζουν να αναζητήσουμε μια εναλλακτική στα παραδοσιακά δίκτυα Ethernet και Arcnet. Ένας τύπος δικτύου υψηλής ταχύτητας είναι το FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Το άρθρο εξετάζει τις δυνατότητες χρήσης FDDI στην κατασκευή εταιρικών συστημάτων υπολογιστών.

Σύμφωνα με τις προβλέψεις των περιφερειακών στρατηγικών παγκοσμίως έως το 1997 σε τοπικό επίπεδο δίκτυα υπολογιστώνπερισσότερο από το 90% όλων προσωπικούς υπολογιστές(σήμερα - 30-40%). Τα συστήματα υπολογιστών δικτύου γίνονται αναπόσπαστο μέσο παραγωγής οποιουδήποτε οργανισμού ή επιχείρησης. Η γρήγορη πρόσβαση στις πληροφορίες και η αξιοπιστία τους αυξάνουν την πιθανότητα λήψης σωστών αποφάσεων από το προσωπικό και, τελικά, την πιθανότητα νίκης στον διαγωνισμό. Οι εταιρείες βλέπουν τα συστήματα ελέγχου και πληροφοριών τους ως μέσο στρατηγικής υπεροχής έναντι των ανταγωνιστών και βλέπουν την επένδυση σε αυτούς ως επένδυση κεφαλαίου.

Λόγω του γεγονότος ότι η επεξεργασία και μετάδοση πληροφοριών με χρήση υπολογιστών γίνεται ταχύτερη και αποτελεσματικότερη, υπάρχει μια πραγματική έκρηξη πληροφοριών. Τα LAN αρχίζουν να συγχωνεύονται σε γεωγραφικά κατανεμημένα δίκτυα, ο αριθμός των διακομιστών, των σταθμών εργασίας και του περιφερειακού εξοπλισμού που συνδέονται με το LAN αυξάνεται.

Σήμερα στη Ρωσία, τα δίκτυα υπολογιστών πολλών μεγάλων επιχειρήσεων και οργανισμών είναι ένα ή περισσότερα LAN που έχουν δημιουργηθεί με βάση τα πρότυπα Arcnet ή Ethernet. Το περιβάλλον λειτουργίας δικτύου είναι συνήθως NetWare v3.11 ή v3.12 με έναν ή περισσότερους διακομιστές αρχείων. Αυτά τα LAN είτε δεν έχουν καθόλου σύνδεση μεταξύ τους είτε συνδέονται με ένα καλώδιο που λειτουργεί σε ένα από αυτά τα πρότυπα μέσω εσωτερικών ή εξωτερικών δρομολογητών λογισμικού NetWare.

Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα και το λογισμικό εφαρμογών απαιτούν τη μεταφορά μεγάλου όγκου πληροφοριών για την εργασία τους. Ταυτόχρονα, απαιτείται η διασφάλιση της μετάδοσης πληροφοριών σε όλο και μεγαλύτερες ταχύτητες και σε όλο και μεγαλύτερες αποστάσεις. Επομένως, αργά ή γρήγορα, η απόδοση των δικτύων Ethernet και των γεφυρών λογισμικού και των δρομολογητών παύει να ανταποκρίνεται στις αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών και αρχίζουν να εξετάζουν τη δυνατότητα χρήσης ταχύτερων προτύπων στα δίκτυά τους. Ένα από αυτά είναι το FDDI.

Πώς λειτουργεί ένα δίκτυο FDDI

Το δίκτυο FDDI είναι ένας δακτύλιος διακριτικών οπτικών ινών με ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 100 Mbps.

Το πρότυπο FDDI αναπτύχθηκε από την επιτροπή X3T9.5 του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων (ANSI). Δικτύωση FDDI που υποστηρίζεται από όλους τους κορυφαίους κατασκευαστές εξοπλισμός δικτύου. Η επιτροπή ANSI X3T9.5 έχει πλέον μετονομαστεί σε X3T12.

Η χρήση οπτικών ινών ως μέσο διάδοσης μπορεί να επεκτείνει σημαντικά το εύρος ζώνης του καλωδίου και να αυξήσει την απόσταση μεταξύ των συσκευών δικτύου.

Ας συγκρίνουμε την απόδοση των δικτύων FDDI και Ethernet με πρόσβαση πολλών χρηστών. Το επιτρεπόμενο επίπεδο χρήσης του δικτύου Ethernet είναι εντός του 35% (3,5 Mbps) της μέγιστης απόδοσης (10 Mbps), διαφορετικά η πιθανότητα συγκρούσεων δεν γίνεται πολύ υψηλή και η απόδοση του καλωδίου θα μειωθεί απότομα. Για δίκτυα FDDI, η επιτρεπόμενη χρήση μπορεί να φτάσει το 90-95% (90-95 Mbps). Έτσι, η απόδοση του FDDI είναι περίπου 25 φορές υψηλότερη.

Η ντετερμινιστική φύση του πρωτοκόλλου FDDI (η ικανότητα πρόβλεψης της μέγιστης καθυστέρησης κατά τη μετάδοση ενός πακέτου μέσω δικτύου και η δυνατότητα παροχής εγγυημένου εύρους ζώνης για κάθε σταθμό) το καθιστά ιδανικό για χρήση σε συστήματα ελέγχου δικτύου σε πραγματικό χρόνο και σε εφαρμογές κρίσιμες για το χρόνο (για παράδειγμα, για μετάδοση βίντεο) και πληροφορίες ήχου).

Το FDDI κληρονόμησε πολλές από τις βασικές του ιδιότητες από δίκτυα Token Ring (πρότυπο IEEE 802.5). Πρώτα απ 'όλα, είναι μια τοπολογία δακτυλίου και μια μέθοδος δείκτη πρόσβασης στο μέσο. Μαρκαδόρος - ένα ειδικό σήμα που περιστρέφεται γύρω από τον δακτύλιο. Ο σταθμός που έλαβε το διακριτικό μπορεί να μεταδώσει τα δεδομένα του.

Ωστόσο, το FDDI έχει επίσης μια σειρά από θεμελιώδεις διαφορές από το Token Ring, γεγονός που το καθιστά πιο γρήγορο πρωτόκολλο. Για παράδειγμα, ο αλγόριθμος διαμόρφωσης δεδομένων στο φυσικό επίπεδο έχει αλλάξει. Token Ring χρησιμοποιεί ένα σχήμα κωδικοποίησης Manchester που απαιτεί διπλασιασμό του εύρους ζώνης του μεταδιδόμενου σήματος σε σχέση με τα μεταδιδόμενα δεδομένα. Το FDDI εφαρμόζει έναν αλγόριθμο κωδικοποίησης "πέντε στα τέσσερα" - 4V / 5V που παρέχει τη μετάδοση τεσσάρων bit πληροφοριών από πέντε bit που μεταδίδονται. Κατά τη μετάδοση 100 Mbps πληροφοριών ανά δευτερόλεπτο, 125 Mbps μεταδίδονται φυσικά στο δίκτυο, αντί για 200 Mbps, που θα απαιτούνταν κατά τη χρήση κωδικοποίησης Manchester.

Βελτιστοποιημένος και μεσαίος έλεγχος πρόσβασης (VAC). Στο Token Ring βασίζεται σε μια βάση bit, ενώ στο FDDI βασίζεται στην παράλληλη επεξεργασία μιας ομάδας τεσσάρων ή οκτώ μεταδιδόμενων bit. Αυτό μειώνει τις απαιτήσεις απόδοσης υλικού.

Φυσικά, ο δακτύλιος FDDI σχηματίζεται από ένα καλώδιο οπτικών ινών με δύο παράθυρα που αγώγουν το φως. Ένας από αυτούς σχηματίζει τον πρωτεύοντα δακτύλιο (κύριο δακτύλιο), είναι ο κύριος και χρησιμοποιείται για την κυκλοφορία των διακριτικών δεδομένων. Η δεύτερη ίνα σχηματίζει τον δευτερεύοντα δακτύλιο, είναι περιττή και δεν χρησιμοποιείται σε κανονική λειτουργία.

Οι σταθμοί που συνδέονται με το δίκτυο FDDI εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες.

Οι σταθμοί κατηγορίας Α έχουν φυσικές συνδέσεις με τον κύριο και τον δευτερεύοντα δακτύλιο (Διπλός Συνδεδεμένος Σταθμός - διπλά συνδεδεμένος σταθμός).

2. Οι σταθμοί Class AND συνδέονται μόνο με τον κύριο δακτύλιο (Single Attached Station - μόλις συνδεθεί σταθμός) και συνδέονται μόνο μέσω ειδικών συσκευών που ονομάζονται hub.

Στο σχ. Το 1 δείχνει ένα παράδειγμα σύνδεσης συγκεντρωτή και σταθμών των κατηγοριών Α και Β σε κλειστό βρόχο, μέσω του οποίου κυκλοφορεί ο δείκτης. Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει μια πιο σύνθετη τοπολογία δικτύου με μια διακλαδισμένη δομή (Ring-of-Trees - ένας δακτύλιος δέντρων) που σχηματίζεται από σταθμούς κατηγορίας Β.

Οι θύρες συσκευών δικτύου που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο FDDI ταξινομούνται σε 4 κατηγορίες: θύρες A, θύρες B, θύρες M και θύρες S. Θύρα Α είναι η θύρα που λαμβάνει δεδομένα από τον κύριο δακτύλιο και τα στέλνει στον δευτερεύοντα δακτύλιο. Η θύρα Β είναι η θύρα που λαμβάνει δεδομένα από τον δευτερεύοντα δακτύλιο και τα στέλνει στον κύριο δακτύλιο. Οι θύρες M (Master) και S (Slave) μεταδίδουν και λαμβάνουν δεδομένα από τον ίδιο δακτύλιο. Η θύρα M χρησιμοποιείται στον διανομέα για τη σύνδεση του Single Attached Station μέσω της θύρας S.

Το πρότυπο X3T9.5 έχει ορισμένους περιορισμούς. Το συνολικό μήκος ενός διπλού δακτυλίου οπτικών ινών είναι έως και 100 km. Στο δαχτυλίδι μπορούν να συνδεθούν έως και 500 σταθμοί κατηγορίας Α. Η απόσταση μεταξύ των κόμβων όταν χρησιμοποιείται καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών λειτουργιών είναι έως και 2 km και όταν χρησιμοποιείται καλώδιο μονής λειτουργίας, καθορίζεται κυρίως από τις παραμέτρους της ίνας και τον εξοπλισμό πομποδέκτη (μπορεί να φτάσει τα 60 ή περισσότερα χλμ).

Ανοχή σφαλμάτων δικτύων FDDI

Το πρότυπο ANSI X3T9.5 ρυθμίζει 4 βασικές ιδιότητες ανοχής σε σφάλματα των δικτύων FDDI:

1. Το σύστημα καλωδίων δακτυλίου με σταθμούς κλάσης Α είναι ανεκτικό σε σφάλματα σε ένα μόνο σπάσιμο καλωδίου οπουδήποτε στον δακτύλιο. Στο σχ. Το Σχήμα 3 δείχνει ένα παράδειγμα σπασίματος τόσο της κύριας όσο και της δευτερεύουσας ίνας σε ένα δακτυλιοειδές καλώδιο. Οι σταθμοί εκατέρωθεν του γκρεμού επαναδιαμορφώνουν το διακριτικό και τη διαδρομή δεδομένων συνδέοντας έναν δευτερεύοντα δακτύλιο οπτικών ινών.

2. Διακοπή ρεύματος, βλάβη ενός από τους σταθμούς κατηγορίας Β ή σπασμένο καλώδιο από τον διανομέα σε αυτόν τον σταθμό θα ανιχνευθεί από τον διανομέα και ο σταθμός θα αποσυνδεθεί από τον δακτύλιο.

3. Δύο σταθμοί κατηγορίας Β συνδέονται με δύο κόμβους ταυτόχρονα. Αυτός ο ειδικός τύπος σύνδεσης ονομάζεται Dual Homing και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανεκτική σε σφάλματα (σε αστοχίες στον διανομέα ή στο καλωδιακό σύστημα) σύνδεση σταθμών κατηγορίας Β αντιγράφοντας τη σύνδεση με τον κύριο δακτύλιο. Στην κανονική λειτουργία, η ανταλλαγή δεδομένων πραγματοποιείται μόνο μέσω ενός διανομέα. Εάν για οποιοδήποτε λόγο χαθεί η σύνδεση, τότε η ανταλλαγή θα πραγματοποιηθεί μέσω του δεύτερου διανομέα.

4. Διακοπή ρεύματος ή βλάβη ενός από τους σταθμούς κατηγορίας Α δεν θα προκαλέσει βλάβη στους υπόλοιπους σταθμούς που είναι συνδεδεμένοι στον δακτύλιο, καθώς το φωτεινό σήμα θα μεταδοθεί παθητικά στον επόμενο σταθμό μέσω του οπτικού διακόπτη (Optical Bypass Switch). Το πρότυπο επιτρέπει έως και τρεις διαδοχικά κλειστούς σταθμούς.

Οι οπτικοί διακόπτες κατασκευάζονται από την Molex και την AMP.

Σύγχρονη και ασύγχρονη μετάδοση

Συνδέοντας στο δίκτυο FDDI, οι σταθμοί μπορούν να μεταδώσουν τα δεδομένα τους στο δαχτυλίδι σε δύο λειτουργίες - σύγχρονη και ασύγχρονη.

Η σύγχρονη λειτουργία είναι διατεταγμένη ως εξής. Κατά την αρχικοποίηση του δικτύου, προσδιορίζεται ο αναμενόμενος χρόνος μετ' επιστροφής διακριτικού - TTRT (Target Token Rotation Time). Κάθε σταθμός που καταγράφει το διακριτικό έχει εγγυημένο χρόνο για να μεταδώσει τα δεδομένα του στο δαχτυλίδι. Μετά από αυτό το διάστημα, ο σταθμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μετάδοση και να στείλει το διακριτικό στο ρινγκ.

Κάθε σταθμός τη στιγμή της αποστολής ενός νέου διακριτικού ενεργοποιεί ένα χρονόμετρο που μετρά το χρονικό διάστημα έως ότου το διακριτικό επιστρέψει σε αυτόν - TRT (Token Rotation Timer). Εάν το διακριτικό επιστρέψει στο σταθμό πριν από τον αναμενόμενο χρόνο παράκαμψης TTRT, τότε ο σταθμός μπορεί να παρατείνει το χρόνο που χρειάζεται για να στείλει τα δεδομένα του στο δαχτυλίδι μετά το τέλος της σύγχρονης μετάδοσης. Σε αυτό βασίζεται η ασύγχρονη μετάδοση. Το πρόσθετο χρονικό διάστημα για τη μετάδοση από το σταθμό θα είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ των αναμενόμενων και πραγματικός χρόνοςπαρακάμπτοντας το δαχτυλίδι με μαρκαδόρο.

Από τον αλγόριθμο που περιγράφεται παραπάνω, μπορεί να φανεί ότι εάν ένας ή περισσότεροι σταθμοί δεν έχουν αρκετά δεδομένα για να χρησιμοποιήσουν πλήρως τη χρονική θυρίδα για σύγχρονη μετάδοση, τότε το εύρος ζώνης που δεν χρησιμοποιείται από αυτούς γίνεται αμέσως διαθέσιμο για ασύγχρονη μετάδοση από άλλους σταθμούς.

καλωδιακό σύστημα

Το κατώτερο πρότυπο FDDI PMD (Physical medium-dependent layer) ορίζει ένα καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών τρόπων με διάμετρο 62,5/125 μm ως βασικό σύστημα καλωδίων. Επιτρέπεται η χρήση καλωδίων με διαφορετική διάμετρο ινών, για παράδειγμα: 50/125 microns. Μήκος κύματος - 1300 nm.

Η μέση ισχύς του οπτικού σήματος στην είσοδο του σταθμού πρέπει να είναι τουλάχιστον -31 dBm. Με μια τέτοια ισχύ εισόδου, η πιθανότητα σφάλματος ανά bit κατά την αναμετάδοση δεδομένων από το σταθμό δεν πρέπει να υπερβαίνει το 2,5 * 10 -10 . Με αύξηση της ισχύος του σήματος εισόδου κατά 2 dBm, αυτή η πιθανότητα θα πρέπει να μειωθεί στα 10 -12 .

Το πρότυπο ορίζει το μέγιστο επιτρεπόμενο επίπεδο απώλειας σήματος στο καλώδιο ως 11 dBm.

Το κατώτερο πρότυπο FDDI SMF-PMD (Single-mode fiber Physical medium-dependent layer) καθορίζει τις απαιτήσεις για το φυσικό στρώμα όταν χρησιμοποιείται καλώδιο οπτικών ινών μονής λειτουργίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ως στοιχείο μετάδοσης χρησιμοποιείται συνήθως ένα LED λέιζερ και η απόσταση μεταξύ των σταθμών μπορεί να φτάσει τα 60 ή και τα 100 km.

Οι μονάδες FDDI για καλώδιο μίας λειτουργίας παράγονται, για παράδειγμα, από τη Cisco Systems για τους δρομολογητές Cisco 7000 και AGS+. Τα τμήματα καλωδίου μονής και πολλαπλής λειτουργίας μπορούν να παρεμβάλλονται σε έναν δακτύλιο FDDI. Για αυτούς τους δρομολογητές Cisco, μπορείτε να επιλέξετε μονάδες με και τους τέσσερις συνδυασμούς θυρών: multimode-multimode, multimode-singlemode, singlemode-multimode, single mode-singlemode.

Cabletron Systems Inc. απελευθερώνει Dual Attached repeaters - FDR-4000, οι οποίοι σας επιτρέπουν να συνδέσετε ένα καλώδιο μίας λειτουργίας σε έναν σταθμό κατηγορίας Α με θύρες σχεδιασμένες να λειτουργούν σε καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών. Αυτοί οι επαναλήπτες καθιστούν δυνατή την αύξηση της απόστασης μεταξύ των κόμβων του δακτυλίου FDDI έως και 40 km.

Το υποτυπώδες φυσικό επίπεδο CDDI (Copper Distributed Data Interface) ορίζει τις απαιτήσεις για το φυσικό επίπεδο όταν χρησιμοποιείται θωρακισμένο (IBM Type 1) και μη θωρακισμένο (Κατηγορία 5). συνεστραμμένο ζευγάρι. Αυτό απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία εγκατάστασης του συστήματος καλωδίωσης και μειώνει το κόστος αυτού, των προσαρμογέων δικτύου και του εξοπλισμού διανομέα. Οι αποστάσεις μεταξύ των σταθμών όταν χρησιμοποιούνται συνεστραμμένα ζεύγη δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα 100 km.

Lannet Data Communications Inc. απελευθερώνει μονάδες FDDI για τους κόμβους του, που σας επιτρέπουν να εργάζεστε είτε σε τυπική λειτουργία, όταν ο δευτερεύων δακτύλιος χρησιμοποιείται μόνο για ανοχή σφαλμάτων σε περίπτωση διακοπής του καλωδίου, είτε σε προηγμένη λειτουργία, όταν ο δευτερεύων δακτύλιος χρησιμοποιείται επίσης για μετάδοση δεδομένων. Στη δεύτερη περίπτωση, το εύρος ζώνης του καλωδιακού συστήματος επεκτείνεται στα 200 Mbps.

Σύνδεση εξοπλισμού στο δίκτυο FDDI

Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι σύνδεσης υπολογιστών στο δίκτυο FDDI: απευθείας και επίσης μέσω γεφυρών ή δρομολογητών σε δίκτυα άλλων πρωτοκόλλων.

Απευθείας σύνδεση

Αυτή η μέθοδος σύνδεσης χρησιμοποιείται, κατά κανόνα, για τη σύνδεση αρχείων, αρχειοθέτησης και άλλων διακομιστών, μεσαίων και μεγάλων υπολογιστών στο δίκτυο FDDI, δηλαδή βασικών στοιχείων δικτύου που είναι τα κύρια υπολογιστικά κέντρα που παρέχουν υπηρεσίες σε πολλούς χρήστες και απαιτούν υψηλό I / O ταχύτητες μέσω του δικτύου.

Οι σταθμοί εργασίας μπορούν να συνδεθούν με τον ίδιο τρόπο. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι προσαρμογείς δικτύου για FDDI είναι πολύ ακριβοί, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται μόνο σε περιπτώσεις όπου η υψηλή ταχύτητα δικτύου είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την κανονική λειτουργία της εφαρμογής. Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών: συστήματα πολυμέσων, μετάδοση βίντεο και ήχου.

Για τη σύνδεση προσωπικών υπολογιστών στο δίκτυο FDDI, χρησιμοποιούνται εξειδικευμένοι προσαρμογείς δικτύου, οι οποίοι συνήθως εισάγονται σε μία από τις ελεύθερες υποδοχές του υπολογιστή. Τέτοιοι προσαρμογείς παράγονται από τις ακόλουθες εταιρείες: 3Com, IBM, Microdyne, Network Periperials, SysKonnect, κ.λπ. Υπάρχουν κάρτες στην αγορά για όλα τα κοινά λεωφορεία - ISA, EISA και Micro Channel. υπάρχουν προσαρμογείς για τη σύνδεση σταθμών κατηγορίας Α ή Β για όλους τους τύπους καλωδιακών συστημάτων - οπτικών ινών, θωρακισμένα και μη θωρακισμένα συνεστραμμένα ζεύγη.

Όλοι οι κορυφαίοι κατασκευαστές μηχανών UNIX (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems και άλλοι) παρέχουν διεπαφές για απευθείας σύνδεσησε δίκτυα FDDI.

Σύνδεση μέσω γεφυρών και δρομολογητών

Οι γέφυρες (γέφυρες) και οι δρομολογητές (δρομολογητές) σάς επιτρέπουν να συνδεθείτε σε δίκτυα FDDI άλλων πρωτοκόλλων, όπως το Token Ring και το Ethernet. Αυτό καθιστά δυνατή τη οικονομικά αποδοτική σύνδεση μεγάλου αριθμού σταθμών εργασίας και άλλου εξοπλισμού δικτύου με FDDI τόσο σε νέα όσο και σε υπάρχοντα LAN.

Δομικά, οι γέφυρες και οι δρομολογητές κατασκευάζονται σε δύο εκδόσεις - σε τελική μορφή, η οποία δεν επιτρέπει περαιτέρω ανάπτυξη ή αναδιαμόρφωση υλικού (οι λεγόμενες αυτόνομες συσκευές) και με τη μορφή αρθρωτών διανομέων.

Παραδείγματα μεμονωμένων συσκευών είναι ο δρομολογητής BR της Hewlett-Packard και ο Διανομέας εναλλαγής πελάτη/διακομιστή EIFO των περιφερειακών δικτύου.

Οι αρθρωτοί κόμβοι χρησιμοποιούνται σε σύνθετα μεγάλα δίκτυαως κεντρικές συσκευές δικτύου. Ο διανομέας είναι ένα περίβλημα με τροφοδοτικό και πίνακα επικοινωνίας. Οι μονάδες επικοινωνίας δικτύου εισάγονται στις υποδοχές του διανομέα. Ο αρθρωτός σχεδιασμός των διανομέων καθιστά εύκολη τη συναρμολόγηση οποιασδήποτε διαμόρφωσης LAN, τον συνδυασμό καλωδιακών συστημάτων διαφόρων τύπων και πρωτοκόλλων. Οι υπόλοιπες δωρεάν υποδοχές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για περαιτέρω επέκταση του LAN.

Οι κόμβοι κατασκευάζονται από πολλές εταιρείες: 3Com, Cabletron, Chipcom, Cisco, Gandalf, Lannet, Proteon, SMC, SynOptics, Wellfleet και άλλες.

Ο διανομέας είναι ο κεντρικός κόμβος του LAN. Η αποτυχία του μπορεί να σταματήσει ολόκληρο το δίκτυο ή τουλάχιστον ένα σημαντικό μέρος του. Επομένως, οι περισσότεροι κατασκευαστές κόμβων λαμβάνουν ειδικά μέτρα για να βελτιώσουν την ανοχή τους σε σφάλματα. Τέτοια μέτρα είναι ο πλεονασμός των τροφοδοτικών σε λειτουργία κοινής χρήσης φορτίου ή σε κατάσταση αναμονής, καθώς και η δυνατότητα αλλαγής ή επανεγκατάστασης μονάδων χωρίς διακοπή ρεύματος (hot swap).

Προκειμένου να μειωθεί το κόστος του διανομέα, όλες οι μονάδες του τροφοδοτούνται από μια κοινή πηγή ενέργειας. Τα στοιχεία ισχύος του τροφοδοτικού είναι η πιο πιθανή αιτία της αστοχίας του. Επομένως, ο πλεονασμός του τροφοδοτικού επεκτείνει σημαντικά τον χρόνο λειτουργίας. Κατά την εγκατάσταση, κάθε ένα από τα τροφοδοτικά του διανομέα μπορεί να συνδεθεί σε ξεχωριστή πηγή αδιάκοπη παροχή ενέργειας(UPS) σε περίπτωση δυσλειτουργιών στο σύστημα τροφοδοσίας. Κάθε ένα από τα UPS είναι επιθυμητό για σύνδεση στο ρεύμα του ξενοδοχείου ηλεκτρικά δίκτυααπό διαφορετικούς υποσταθμούς.

Η δυνατότητα αλλαγής ή επανεγκατάστασης μονάδων (συχνά συμπεριλαμβανομένων τροφοδοτικών) χωρίς απενεργοποίηση του διανομέα σάς επιτρέπει να επισκευάζετε ή να επεκτείνετε το δίκτυο χωρίς να διακόπτετε την υπηρεσία για εκείνους τους χρήστες των οποίων τα τμήματα δικτύου είναι συνδεδεμένα με άλλες μονάδες διανομέα.

Γέφυρες FDDI-to-Ethernet

Οι γέφυρες λειτουργούν στα δύο πρώτα επίπεδα του μοντέλου διασύνδεσης ανοιχτών συστημάτων - φυσικό και κανάλι - και έχουν σχεδιαστεί για να συνδέουν πολλαπλά LAN πρωτοκόλλων ενός ή διαφορετικών φυσικών επιπέδων, όπως Ethernet, Token Ring και FDDI.

Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας τους, οι γέφυρες χωρίζονται σε δύο τύπους (Δρομολόγηση πηγής - δρομολόγηση πηγής) απαιτούν από τον κόμβο-αποστολέα του πακέτου να τοποθετεί πληροφορίες σχετικά με τη διαδρομή της δρομολόγησής του σε αυτό. Με άλλα λόγια, κάθε σταθμός πρέπει να έχει ενσωματωμένες δυνατότητες δρομολόγησης πακέτων. Ο δεύτερος τύπος γεφυρών (Transparent Bridges - transparent bridges) παρέχει διαφανή επικοινωνία μεταξύ σταθμών που βρίσκονται σε διαφορετικά LAN και όλες οι λειτουργίες δρομολόγησης εκτελούνται μόνο από τις ίδιες τις γέφυρες. Παρακάτω, θα συζητήσουμε μόνο τέτοιες γέφυρες.

Όλες οι γέφυρες μπορούν να προσθέσουν στον πίνακα διευθύνσεων (Learn addresses), δρομολογήσεις και πακέτα φιλτραρίσματος. Οι έξυπνες γέφυρες μπορούν επίσης να φιλτράρουν πακέτα με βάση κριτήρια που ορίζονται μέσω του συστήματος διαχείρισης δικτύου για τη βελτίωση της ασφάλειας ή της απόδοσης.

Όταν ένα πακέτο δεδομένων φτάνει σε μία από τις θύρες γέφυρας, η γέφυρα πρέπει είτε να το προωθήσει στη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένος ο κεντρικός υπολογιστής προορισμού του πακέτου είτε απλώς να το φιλτράρει εάν ο κεντρικός υπολογιστής προορισμού βρίσκεται στην ίδια θύρα από την οποία προήλθε το πακέτο. Το φιλτράρισμα αποφεύγει την περιττή κίνηση σε άλλα τμήματα LAN.

Κάθε γέφυρα δημιουργεί έναν εσωτερικό πίνακα φυσικών διευθύνσεων κόμβων που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο. Η διαδικασία πλήρωσης είναι η εξής. Κάθε πακέτο έχει στην κεφαλίδα του τις φυσικές διευθύνσεις των κεντρικών υπολογιστών προέλευσης και προορισμού. Έχοντας λάβει ένα πακέτο δεδομένων σε μία από τις θύρες της, η γέφυρα λειτουργεί σύμφωνα με τον ακόλουθο αλγόριθμο. Στο πρώτο βήμα, η γέφυρα ελέγχει αν ο εσωτερικός της πίνακας περιέχει τη διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή του αποστολέα του πακέτου. Εάν όχι, τότε η γέφυρα το εισάγει σε έναν πίνακα και συσχετίζει με αυτόν τον αριθμό θύρας στην οποία έφτασε το πακέτο. Το δεύτερο βήμα ελέγχει εάν η διεύθυνση του κόμβου προορισμού έχει εισαχθεί στον εσωτερικό πίνακα. Εάν όχι, η γέφυρα προωθεί το ληφθέν πακέτο σε όλα τα δίκτυα που είναι συνδεδεμένα σε όλες τις άλλες θύρες. Εάν η διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή προορισμού βρίσκεται στον εσωτερικό πίνακα, η γέφυρα ελέγχει εάν το LAN του κεντρικού υπολογιστή προορισμού είναι συνδεδεμένο στην ίδια θύρα από την οποία προήλθε το πακέτο ή όχι. Εάν όχι, τότε η γέφυρα φιλτράρει το πακέτο και αν ναι, τότε το μεταδίδει μόνο στη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένο το τμήμα δικτύου με τον κεντρικό υπολογιστή προορισμού.

Τρεις κύριες παράμετροι της γέφυρας:
- μέγεθος του εσωτερικού πίνακα διευθύνσεων.
- Ταχύτητα φιλτραρίσματος
- ρυθμός δρομολόγησης πακέτων.

Το μέγεθος του πίνακα διευθύνσεων χαρακτηρίζει τον μέγιστο αριθμό συσκευών δικτύου των οποίων η κίνηση μπορεί να δρομολογηθεί από τη γέφυρα. Τα τυπικά μεγέθη πίνακα διευθύνσεων κυμαίνονται από 500 έως 8000. Τι συμβαίνει εάν ο αριθμός των συνδεδεμένων κόμβων υπερβαίνει το μέγεθος του πίνακα διευθύνσεων; Δεδομένου ότι οι περισσότερες γέφυρες αποθηκεύουν σε αυτό τις διευθύνσεις δικτύου των κεντρικών υπολογιστών που μετέφεραν τελευταία τα πακέτα τους, η γέφυρα σταδιακά θα «ξεχάσει» τις διευθύνσεις των κεντρικών υπολογιστών όπως άλλα πακέτα μετάδοσης. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της αποτελεσματικότητας της διαδικασίας φιλτραρίσματος, αλλά δεν θα προκαλέσει θεμελιώδη προβλήματα στο δίκτυο.

Το φιλτράρισμα πακέτων και οι ρυθμοί δρομολόγησης χαρακτηρίζουν την απόδοση μιας γέφυρας. Εάν είναι κάτω από το μέγιστο δυνατό ρυθμό πακέτων στο LAN, τότε η γέφυρα μπορεί να προκαλέσει καθυστέρηση και υποβάθμιση της απόδοσης. Εάν είναι υψηλότερο, τότε το κόστος της γέφυρας είναι υψηλότερο από το ελάχιστο απαιτούμενο. Ας υπολογίσουμε ποια θα πρέπει να είναι η απόδοση της γέφυρας για τη σύνδεση πολλών LAN πρωτοκόλλου Ethernet σε FDDI.

Ας υπολογίσουμε τη μέγιστη δυνατή ένταση πακέτων στο δίκτυο Ethernet. Η δομή των πακέτων Ethernet φαίνεται στον Πίνακα 1. Το ελάχιστο μήκος πακέτου είναι 72 byte ή 576 bit. Ο χρόνος που απαιτείται για τη μετάδοση ενός bit μέσω ενός LAN Ethernet στα 10 Mbps είναι 0,1 µs. Τότε ο χρόνος μετάδοσης του ελάχιστου μήκους πακέτου θα είναι 57,6*10 -6 sec. Το πρότυπο Ethernet απαιτεί μια παύση μεταξύ των πακέτων των 9,6 µs. Τότε ο αριθμός των πακέτων που θα μεταδοθούν σε 1 δευτερόλεπτο θα είναι 1/((57,6+9,6)*10 -6 )=14880 πακέτα ανά δευτερόλεπτο.

Εάν η γέφυρα συνδέει δίκτυα πρωτοκόλλου N Ethernet στο δίκτυο FDDI, τότε, αντίστοιχα, οι ρυθμοί φιλτραρίσματος και δρομολόγησης θα πρέπει να είναι ίσοι με N * 14880 πακέτα ανά δευτερόλεπτο.

Τραπέζι 1.
Δομή πακέτων σε δίκτυα Ethernet.

Στην πλευρά της θύρας FDDI, ο ρυθμός φιλτραρίσματος πακέτων θα πρέπει να είναι πολύ υψηλότερος. Για να μην υποβαθμίσει η γέφυρα την απόδοση του δικτύου, θα πρέπει να είναι περίπου 500.000 πακέτα ανά δευτερόλεπτο.

Σύμφωνα με την αρχή της μετάδοσης πακέτων, οι γέφυρες χωρίζονται σε Encapsulating Bridges και Translational Bridges.Τα πακέτα φυσικών επιπέδων ενός LAN μεταφέρονται πλήρως σε πακέτα φυσικού επιπέδου ενός άλλου LAN. Αφού περάσει από το δεύτερο LAN, μια άλλη παρόμοια γέφυρα αφαιρεί το κέλυφος από το ενδιάμεσο πρωτόκολλο και το πακέτο συνεχίζει την κίνησή του στην αρχική του μορφή.

Τέτοιες γέφυρες επιτρέπουν τη σύνδεση δύο τοπικών δικτύων Ethernet μέσω ενός κορμού FDDI. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, το FDDI θα χρησιμοποιείται μόνο ως μέσο μετάδοσης και οι σταθμοί που είναι συνδεδεμένοι σε δίκτυα Ethernet δεν θα "βλέπουν" σταθμούς που συνδέονται απευθείας στο δίκτυο FDDI.

Οι γέφυρες του δεύτερου τύπου μετατρέπονται από ένα πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου σε ένα άλλο. Αφαιρούν την κεφαλίδα και την τελευταία επιβάρυνση ενός πρωτοκόλλου και μεταφέρουν δεδομένα σε άλλο πρωτόκολλο. Μια τέτοια μετατροπή έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα: το FDDI μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο ως μέσο μετάδοσης, αλλά και για άμεση σύνδεση εξοπλισμού δικτύου, διαφανώς ορατός σε σταθμούς που είναι συνδεδεμένοι σε δίκτυα Ethernet.

Έτσι, τέτοιες γέφυρες παρέχουν διαφάνεια όλων των δικτύων μέσω πρωτοκόλλων δικτύου και ανώτερων επιπέδων (TCP / IP, Novell IPX, ISO CLNS, DECnet Phase IV και Phase V, AppleTalk Phase 1 και Phase 2, Banyan VINES, XNS, κ.λπ.).

Ενα ακόμα σημαντικό χαρακτηριστικό bridge - η παρουσία ή η απουσία υποστήριξης για τον αλγόριθμο Spannig Tree (STA) IEEE 802.1D. Μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως Πρότυπο Διαφανούς Γεφύρωσης (TBS).

Στο σχ. Το σχήμα 1 δείχνει μια κατάσταση όπου υπάρχουν δύο πιθανές διαδρομές μεταξύ LAN1 και LAN2 - μέσω της γέφυρας 1 ή μέσω της γέφυρας 2. Οι καταστάσεις παρόμοιες με αυτές ονομάζονται ενεργοί βρόχοι. Οι ενεργοί βρόχοι μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα δικτύου: τα διπλά πακέτα σπάζουν τη λογική πρωτόκολλα δικτύουκαι οδηγούν σε μείωση της απόδοσης του καλωδιακού συστήματος. Το STA επιβάλλει αποκλεισμό όλων πιθανούς τρόπους, εκτός από ένα. Ωστόσο, σε περίπτωση προβλημάτων με την κύρια γραμμή επικοινωνίας, μία από τις εφεδρικές διαδρομές θα οριστεί αμέσως ως ενεργή.

Έξυπνες γέφυρες

Μέχρι στιγμής, έχουμε συζητήσει τις ιδιότητες των αυθαίρετων γεφυρών. Οι έξυπνες γέφυρες έχουν μια σειρά από πρόσθετα χαρακτηριστικά.

Για μεγάλα δίκτυα υπολογιστών, ένα από τα βασικά προβλήματα που καθορίζουν την αποτελεσματικότητά τους είναι η μείωση του κόστους λειτουργίας, η έγκαιρη διάγνωση πιθανά προβλήματα, μειώνοντας τον χρόνο αντιμετώπισης προβλημάτων.

Για αυτό, χρησιμοποιούνται κεντρικά συστήματα διαχείρισης δικτύου. Κατά κανόνα, λειτουργούν χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο SNMP (Simple Network Management Protocol) και επιτρέπουν στον διαχειριστή δικτύου από τον χώρο εργασίας του:
- Διαμόρφωση θυρών διανομέα.
- να παράγει ένα σύνολο στατιστικών και ανάλυσης κυκλοφορίας. Για παράδειγμα, για κάθε σταθμό που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο, μπορείτε να λάβετε πληροφορίες σχετικά με την τελευταία φορά που έστειλε πακέτα στο δίκτυο, τον αριθμό των πακέτων και των byte που έλαβε κάθε σταθμός με διαφορετικό LAN από αυτό στο οποίο είναι συνδεδεμένος, τον αριθμό των εκπομπών που αποστέλλονται (εκπομπές) πακέτα κ.λπ.

Εγκαταστήστε πρόσθετα φίλτρα σε θύρες διανομέα με αριθμούς LAN ή με φυσικές διευθύνσεις συσκευών δικτύου, προκειμένου να ενισχυθεί η προστασία από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε πόρους δικτύου ή να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα μεμονωμένων τμημάτων LAN.
- να λαμβάνετε άμεσα μηνύματα για όλα τα αναδυόμενα προβλήματα στο δίκτυο και να τα εντοπίζετε εύκολα.
- διενεργεί διαγνωστικά στοιχεία συγκεντρωτικών μονάδων.
- θέα μέσα γραφική μορφήεικόνα των μπροστινών πλαισίων μονάδων εγκατεστημένων σε απομακρυσμένους διανομείς, συμπεριλαμβανομένης της τρέχουσας κατάστασης των ενδείξεων (αυτό είναι δυνατό λόγω του γεγονότος ότι το λογισμικό αναγνωρίζει αυτόματα ποια μονάδα είναι εγκατεστημένη σε κάθε συγκεκριμένη υποδοχή του διανομέα και λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα κατάσταση όλων των θυρών της μονάδας).
- προβολή του αρχείου καταγραφής συστήματος, το οποίο καταγράφει αυτόματα πληροφορίες σχετικά με όλα τα προβλήματα με το δίκτυο, την ώρα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης σταθμών εργασίας και διακομιστών και όλα τα άλλα σημαντικά συμβάντα για τον διαχειριστή.

Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι κοινά σε όλες τις έξυπνες γέφυρες και δρομολογητές. Ορισμένα από αυτά (για παράδειγμα, το σύστημα Gandalf's Prism System) διαθέτουν επίσης τα ακόλουθα σημαντικά προηγμένα χαρακτηριστικά:

1. Προτεραιότητες πρωτοκόλλου.Σύμφωνα με ξεχωριστά πρωτόκολλα επίπεδο δικτύουορισμένοι κόμβοι λειτουργούν ως δρομολογητές. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να υποστηριχθεί ο καθορισμός προτεραιοτήτων ορισμένων πρωτοκόλλων έναντι άλλων. Για παράδειγμα, μπορείτε να ορίσετε το TCP/IP να έχει προτεραιότητα έναντι όλων των άλλων πρωτοκόλλων. Αυτό σημαίνει ότι τα πακέτα TCP/IP θα μεταδοθούν πρώτα (αυτό είναι χρήσιμο σε περίπτωση ανεπαρκούς εύρους ζώνης του καλωδιακού συστήματος).

2. Προστασία από «ραδιοφωνικές καταιγίδες»(ραδιοφωνική καταιγίδα). Ενας από χαρακτηριστικές βλάβεςεξοπλισμός δικτύου και σφάλματα σε λογισμικό- αυθόρμητη παραγωγή με υψηλή ένταση πακέτων εκπομπής, δηλαδή πακέτα που απευθύνονται σε όλες τις άλλες συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Η διεύθυνση δικτύου του κεντρικού υπολογιστή προορισμού ενός τέτοιου πακέτου αποτελείται μόνο από μία. Έχοντας λάβει ένα τέτοιο πακέτο σε μία από τις θύρες της, η γέφυρα πρέπει να το απευθύνει σε όλες τις άλλες θύρες, συμπεριλαμβανομένης της θύρας FDDI. Στην κανονική λειτουργία, τέτοια πακέτα χρησιμοποιούνται από τα λειτουργικά συστήματα για σκοπούς εξυπηρέτησης, για παράδειγμα, για την αποστολή μηνυμάτων σχετικά με την εμφάνιση ενός νέου διακομιστή στο δίκτυο. Ωστόσο, με υψηλή ένταση της γενιάς τους, θα καταλάβουν αμέσως ολόκληρο το εύρος ζώνης. Η γέφυρα παρέχει προστασία από τη συμφόρηση δικτύου συμπεριλαμβάνοντας ένα φίλτρο στη θύρα από την οποία λαμβάνονται τέτοια πακέτα. Το φίλτρο δεν περνά πακέτα εκπομπής και άλλα LAN, προστατεύοντας έτσι το υπόλοιπο δίκτυο από υπερφόρτωση και διατηρώντας την απόδοσή του.

3. Συλλογή στατιστικών στο "What if?"Αυτή η επιλογή σάς επιτρέπει να εγκαταστήσετε εικονικά φίλτρα σε θύρες γέφυρας. Σε αυτήν τη λειτουργία, το φιλτράρισμα δεν εκτελείται φυσικά, αλλά συλλέγονται στατιστικά στοιχεία σχετικά με πακέτα που θα φιλτράρονταν εάν τα φίλτρα ήταν πραγματικά ενεργοποιημένα. Αυτό επιτρέπει στον διαχειριστή να εκτιμήσει εκ των προτέρων τις συνέπειες της ενεργοποίησης του φίλτρου, μειώνοντας έτσι την πιθανότητα σφαλμάτων όταν οι συνθήκες φιλτραρίσματος έχουν οριστεί λανθασμένα και χωρίς να οδηγούν σε δυσλειτουργίες του συνδεδεμένου εξοπλισμού.

Παραδείγματα χρήσης FDDI

Ακολουθούν δύο από τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα πιθανής χρήσης δικτύων FDDI.

Εφαρμογές πελάτη-διακομιστή.Το FDDI χρησιμοποιείται για τη σύνδεση εξοπλισμού που απαιτεί μεγάλο εύρος ζώνης από ένα LAN. Συνήθως, αυτοί είναι διακομιστές αρχείων NetWare, μηχανές UNIX και μεγάλα κεντρικά συστήματα. Επιπλέον, όπως σημειώθηκε παραπάνω, ορισμένοι σταθμοί εργασίας που απαιτούν υψηλές τιμές ανταλλαγής δεδομένων μπορούν επίσης να συνδεθούν απευθείας στο δίκτυο FDDI.

Οι σταθμοί εργασίας χρήστη συνδέονται μέσω γεφυρών FDDI-Ethernet πολλαπλών θυρών. Η γέφυρα εκτελεί φιλτράρισμα και μετάδοση πακέτων όχι μόνο μεταξύ FDDI και Ethernet, αλλά και μεταξύ διαφορετικών δικτύων Ethernet. Το πακέτο δεδομένων θα μεταδοθεί μόνο στη θύρα όπου βρίσκεται ο κόμβος προορισμού, εξοικονομώντας το εύρος ζώνης άλλων LAN. Από την πλευρά των δικτύων Ethernet, η αλληλεπίδρασή τους είναι ισοδύναμη με επικοινωνία μέσω του backbone (ραχοκοκαλιά), μόνο στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει φυσικά με τη μορφή κατανεμημένου καλωδιακού συστήματος, αλλά είναι εξ ολοκλήρου συγκεντρωμένη σε μια γέφυρα πολλαπλών θυρών (Collapsed Backbone ή Backbone-in-a-box).

Τεχνολογία FDDI (Fiber Distributed Data Interface).- Η διεπαφή κατανεμημένων δεδομένων οπτικών ινών είναι η πρώτη τεχνολογία LAN στην οποία το μέσο μετάδοσης δεδομένων είναι ένα καλώδιο οπτικών ινών.

Οι εργασίες για τη δημιουργία τεχνολογιών και συσκευών για τη χρήση καναλιών οπτικών ινών σε τοπικά δίκτυα ξεκίνησαν τη δεκαετία του '80, λίγο μετά την έναρξη της βιομηχανικής λειτουργίας τέτοιων καναλιών σε εδαφικά δίκτυα. Η ομάδα προβλημάτων XZT9.5 του Ινστιτούτου ANSI αναπτύχθηκε την περίοδο από το 1986 έως το 1988. οι αρχικές εκδόσεις του προτύπου FDDI, το οποίο παρέχει τη μετάδοση πλαισίων με ρυθμό 100 Mbit / s μέσω διπλού δακτυλίου οπτικών ινών μήκους έως 100 km.

Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις κύριες ιδέες της. Οι προγραμματιστές της τεχνολογίας FDDI έθεσαν τους ακόλουθους στόχους ως ύψιστη προτεραιότητα:

Αυξήστε τον ρυθμό μετάδοσης bit στα 100 Mbps.

Αυξήστε την ανοχή σφαλμάτων του δικτύου λόγω των τυπικών διαδικασιών για την αποκατάστασή του μετά από βλάβες διαφόρων ειδών - βλάβη καλωδίου, εσφαλμένη λειτουργία του κόμβου, του διανομέα, της εμφάνισης υψηλού επιπέδου παρεμβολής στη γραμμή κ.λπ.

Αξιοποιήστε στο έπακρο το δυνητικό εύρος ζώνης

δυνατότητα δικτύου τόσο για ασύγχρονη όσο και για σύγχρονη (ευαίσθητη καθυστέρηση) κίνηση.

Το δίκτυο FDDI είναι χτισμένο με βάση δύο δακτυλίους οπτικών ινών, οι οποίοι αποτελούν την κύρια και εφεδρική διαδρομή μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των κόμβων του δικτύου. Η ύπαρξη δύο δακτυλίων είναι ο πρωταρχικός τρόπος για να αυξηθεί η ανθεκτικότητα σε ένα δίκτυο FDDI και οι κόμβοι που θέλουν να επωφεληθούν από αυτό το αυξημένο δυναμικό αξιοπιστίας θα πρέπει να συνδέονται και στους δύο δακτυλίους.

Στην κανονική λειτουργία του δικτύου, τα δεδομένα διέρχονται από όλους τους κόμβους και όλα τα τμήματα του καλωδίου μόνο τον κύριο (πρωτεύοντα) δακτύλιο, αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία Thru - "μέσω" ή "διέλευσης". Ο δευτερεύων δακτύλιος (Δευτερεύων) δεν χρησιμοποιείται σε αυτήν τη λειτουργία.

Σε περίπτωση κάποιου είδους αστοχίας όπου μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν είναι σε θέση να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, διακοπή καλωδίου ή αστοχία κόμβου), ο κύριος δακτύλιος συνδυάζεται με τον δευτερεύοντα (βλ. εικόνα), σχηματίζοντας πάλι έναν ενιαίο δακτύλιο. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας του δικτύου ονομάζεται Wrap, δηλαδή «αναδιπλούμενοι» ή «αναδιπλούμενοι» δακτύλιοι. Η λειτουργία αναδίπλωσης εκτελείται μέσω διανομέων και/ή προσαρμογέων δικτύου FDDI. Για να απλοποιηθεί αυτή η διαδικασία, τα δεδομένα στον κύριο δακτύλιο μεταδίδονται πάντα προς μία κατεύθυνση (στα διαγράμματα, αυτή η κατεύθυνση φαίνεται αριστερόστροφα) και στη δευτερεύουσα - προς την αντίθετη κατεύθυνση (εμφανίζεται δεξιόστροφα). Επομένως, όταν σχηματίζεται ένας κοινός δακτύλιος από δύο δακτυλίους, οι πομποί των σταθμών παραμένουν συνδεδεμένοι με τους δέκτες γειτονικών σταθμών, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σωστή μετάδοση και λήψη πληροφοριών από γειτονικούς σταθμούς.

Χαρακτηριστικά της μεθόδου πρόσβασης.

Για τη μετάδοση σύγχρονων καρέ, ο σταθμός έχει πάντα το δικαίωμα να αποκτήσει το διακριτικό κατά την άφιξή του. Ο χρόνος διατήρησης του δείκτη έχει μια προκαθορισμένη σταθερή τιμή. Εάν ο σταθμός του δακτυλίου FDDI χρειάζεται να μεταδώσει ένα ασύγχρονο πλαίσιο (ο τύπος του πλαισίου καθορίζεται από τα πρωτόκολλα των ανώτερων στρωμάτων), τότε για να μάθετε τη δυνατότητα σύλληψης του διακριτικού στην επόμενη εμφάνισή του, ο σταθμός πρέπει να μετρήσει το χρονικό διάστημα που έχει περάσει από την προηγούμενη άφιξη του κουπονιού. Αυτό το διάστημα ονομάζεται Χρόνος Περιστροφής Token (TRT). Το διάστημα TRT συγκρίνεται με μια άλλη τιμή - τον μέγιστο επιτρεπόμενο χρόνο περιστροφής του διακριτικού γύρω από τον δακτύλιο T_Opr. Ενώ στην τεχνολογία Token Ring ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος περιστροφής του token είναι μια σταθερή τιμή (2,6 s με βάση 260 σταθμούς στο δαχτυλίδι), στην τεχνολογία FDDI οι σταθμοί συμφωνούν στην τιμή T_Opr κατά την προετοιμασία του δακτυλίου. Κάθε σταθμός μπορεί να προσφέρει τη δική του τιμή T_Opr, με αποτέλεσμα να ορίζεται ο ελάχιστος χρόνος που προσφέρουν οι σταθμοί για το δαχτυλίδι.

Τεχνολογία ανοχής σφαλμάτων.

Για να διασφαλιστεί η ανοχή σφαλμάτων, το πρότυπο FDDI προβλέπει τη δημιουργία δύο δακτυλίων οπτικών ινών - πρωτεύοντος και δευτερεύοντος.

Το πρότυπο FDDI επιτρέπει δύο τύπους σύνδεσης σταθμών στο δίκτυο:

Η ταυτόχρονη σύνδεση με τον κύριο και τον δευτερεύοντα δακτύλιο ονομάζεται διπλή σύνδεση - Dual Attachment, DA.

Η σύνδεση μόνο στον πρωτεύοντα δακτύλιο ονομάζεται μονή σύνδεση - Single Attachment, SA.

Το πρότυπο FDDI προβλέπει την παρουσία τερματικών κόμβων στο δίκτυο - σταθμούς (Station), καθώς και hubs (Concentrator). Για σταθμούς και κόμβους, επιτρέπεται οποιοσδήποτε τύπος σύνδεσης δικτύου - τόσο μονή όσο και διπλή. Αντίστοιχα, τέτοιες συσκευές έχουν τα αντίστοιχα ονόματα: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator) και DAC (Dual Attachment Concentrator).

Συνήθως, οι διανομείς είναι διπλής καλωδίωσης και οι σταθμοί είναι μονοκαλωδίου, όπως φαίνεται στο σχήμα, αν και αυτό δεν απαιτείται. Για να διευκολυνθεί η σωστή σύνδεση συσκευών στο δίκτυο, επισημαίνονται οι υποδοχές τους. Οι σύνδεσμοι τύπου Α και Β πρέπει να προορίζονται για συσκευές με διπλή σύνδεση, ένας σύνδεσμος M (Κύριος) είναι διαθέσιμος για έναν διανομέα για μία μόνο σύνδεση ενός σταθμού, στον οποίο ο συνδετήρας πρέπει να είναι τύπου S (Slave).

Το φυσικό επίπεδο χωρίζεται σε δύο υποστρώματα: το υποστρώμα PHY (Physical) που είναι ανεξάρτητο από τα μέσα και το υποστρώμα PMD (εξαρτώμενο από φυσικό μέσο) που εξαρτάται από τα μέσα

13. Σύστημα δομημένης καλωδίωσης /SCS/. Ιεραρχία στο καλωδιακό σύστημα. Επιλογή τύπου καλωδίου για διαφορετικά υποσυστήματα.

Σύστημα δομημένης καλωδίωσης (SCS) - η φυσική βάση της υποδομής πληροφοριών της επιχείρησης, η οποία σας επιτρέπει να συγκεντρώσετε ενιαίο σύστημαπολλές υπηρεσίες πληροφοριών για διάφορους σκοπούς: τοπικούς υπολογιστές και τηλεφωνικά δίκτυα, συστήματα ασφαλείας, βιντεοπαρακολούθηση κ.λπ.

Το SCS είναι ένα ιεραρχικό σύστημα καλωδίων ενός κτιρίου ή μιας ομάδας κτιρίων, χωρισμένο σε δομικά υποσυστήματα. Αποτελείται από ένα σετ χάλκινων και οπτικών καλωδίων, εγκάρσιων πλαισίων, καλωδίων σύνδεσης, συνδέσμους καλωδίων, αρθρωτές υποδοχές, εξόδους πληροφοριών και βοηθητικό εξοπλισμό. Όλα αυτά τα στοιχεία είναι ενσωματωμένα σε ένα ενιαίο σύστημα και λειτουργούν σύμφωνα με ορισμένους κανόνες.

Καλωδιακό σύστημα είναι ένα σύστημα του οποίου τα στοιχεία είναι καλώδια και εξαρτήματα που συνδέονται με το καλώδιο. Τα εξαρτήματα καλωδίων περιλαμβάνουν όλο τον εξοπλισμό παθητικής μεταγωγής που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση ή τον φυσικό τερματισμό (τερματισμός) ενός καλωδίου - πρίζες τηλεπικοινωνιών σε χώρους εργασίας, crossover και patch panels (ορθογραφία: "patch panels") σε χώρους τηλεπικοινωνιών, συνδέσμους και συνδέσεις.

Δομημένος. Μια δομή είναι οποιοδήποτε σύνολο ή συνδυασμός σχετικών και εξαρτημένων συστατικών μερών. Ο όρος «δομημένο» σημαίνει, αφενός, την ικανότητα του συστήματος να υποστηρίζει διάφορες εφαρμογές τηλεπικοινωνιών (φωνή, δεδομένα και βίντεο), αφετέρου, τη δυνατότητα χρήσης διαφόρων εξαρτημάτων και προϊόντων από διαφορετικούς κατασκευαστές και τρίτον, η δυνατότητα υλοποίησης του λεγόμενου περιβάλλοντος πολυμέσων, στο οποίο χρησιμοποιεί διάφορους τύπους μέσων μετάδοσης - ομοαξονικό καλώδιο, UTP, STP και οπτική ίνα. Η δομή του συστήματος καλωδίωσης καθορίζεται από την υποδομή Τεχνολογίες πληροφορικής, IT (Τεχνολογία Πληροφοριών), είναι αυτή που υπαγορεύει το περιεχόμενο ενός συγκεκριμένου έργου καλωδίωσης σύμφωνα με τις απαιτήσεις του τελικού χρήστη, ανεξάρτητα από τον ενεργό εξοπλισμό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια.

14. Προσαρμογείς δικτύου /CA/. Λειτουργίες και χαρακτηριστικά της Α.Ε. κατάταξη Α.Ε. Αρχή λειτουργίας.

Προσαρμογείς δικτύουλειτουργεί ως φυσική διεπαφή μεταξύ του υπολογιστή και του καλωδίου δικτύου. Συνήθως εισάγονται στις υποδοχές επέκτασης των σταθμών εργασίας και των διακομιστών. Για την παροχή φυσικής σύνδεσης μεταξύ του υπολογιστή και του δικτύου, ένα καλώδιο δικτύου συνδέεται στην κατάλληλη θύρα του προσαρμογέα μετά την εγκατάστασή του.

Λειτουργίες και χαρακτηριστικά προσαρμογέων δικτύου.

Ο προσαρμογέας δικτύου και το πρόγραμμα οδήγησης του σε ένα δίκτυο υπολογιστών εκτελούν τη λειτουργία του φυσικού επιπέδου και του επιπέδου MAC. Ο προσαρμογέας δικτύου και το πρόγραμμα οδήγησης λαμβάνουν και μεταδίδουν το πλαίσιο. Αυτή η λειτουργία πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια. Τις περισσότερες φορές, η αλληλεπίδραση των πρωτοκόλλων μεταξύ τους μέσα σε έναν υπολογιστή συμβαίνει μέσω buffer που βρίσκονται μέσα στη μνήμη RAM.

Είναι γνωστό ότι οι προσαρμογείς δικτύου υλοποιούν πρωτόκολλα και ανάλογα με το πρωτόκολλο με το οποίο συνεργάζονται, οι προσαρμογείς χωρίζονται σε: Ethernet - προσαρμογείς, FDDI - προσαρμογείς, Token Ring - προσαρμογείς και πολλά άλλα. Οι περισσότεροι σύγχρονοι προσαρμογείς Ethernet υποστηρίζουν δύο ταχύτητες και επομένως περιέχουν επίσης το πρόθεμα 10/100 στο όνομά τους.

Πριν εγκαταστήσετε έναν προσαρμογέα δικτύου σε έναν υπολογιστή, πρέπει να τον διαμορφώσετε. Σε περίπτωση που ο υπολογιστής λειτουργικό σύστημακαι ο ίδιος ο προσαρμογέας δικτύου υποστηρίζει το πρότυπο Plug-and-Play, ο προσαρμογέας και το πρόγραμμα οδήγησης διαμορφώνονται αυτόματα. Εάν αυτό το πρότυπο δεν υποστηρίζεται, τότε πρέπει πρώτα να διαμορφώσετε τον προσαρμογέα δικτύου και, στη συνέχεια, να εφαρμόσετε ακριβώς τις ίδιες παραμέτρους στη διαμόρφωση του προγράμματος οδήγησης. ΣΤΟ αυτή η διαδικασίαΠολλά εξαρτώνται από τον κατασκευαστή του προσαρμογέα δικτύου, καθώς και από τις παραμέτρους και τις δυνατότητες του διαύλου για τον οποίο προορίζεται ο προσαρμογέας.

Ταξινόμηση προσαρμογέων δικτύου.

Τέσσερις γενιές έχουν σημειωθεί στην ανάπτυξη προσαρμογέων δικτύου Ethernet. Για την κατασκευή της πρώτης γενιάς προσαρμογέων χρησιμοποιήθηκαν διακριτά, λογικά μικροκυκλώματα, επομένως δεν ήταν πολύ αξιόπιστα. Η μνήμη buffer τους σχεδιάστηκε μόνο για ένα καρέ, κάτι που ήδη δείχνει ότι η απόδοσή τους ήταν πολύ χαμηλή. Επιπλέον, αυτός ο τύπος προσαρμογέα δικτύου διαμορφώθηκε χρησιμοποιώντας jumpers, που σημαίνει χειροκίνητα.

Έτσι, έχουμε ήδη σημειώσει ότι η τεχνολογία FDDIπήρε πολλά ως βάση από την τεχνολογία συμβολικό δαχτυλίδιαναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις ιδέες της. Προγραμματιστές τεχνολογίας FDDIθέτουν ως κορυφαίες προτεραιότητες τους ακόλουθους στόχους:

πρώτον, - αυξήστε τον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων σε 100 Mbps;

δεύτερον, να αυξηθεί η ανοχή σφαλμάτων του δικτύου λόγω τυπικών διαδικασιών για την αποκατάστασή του μετά από βλάβες διαφόρων ειδών - βλάβη καλωδίου, εσφαλμένη λειτουργία του κόμβου, του διανομέα, της εμφάνισης υψηλού επιπέδου παρεμβολής στη γραμμή κ.λπ.

Και επίσης, για μεγιστοποίηση του πιθανού εύρους ζώνης δικτύου τόσο για ασύγχρονη όσο και για σύγχρονη (ευαίσθητη σε καθυστέρηση) κίνηση.

Δίκτυο FDDIχτίστηκε στη βάση δύοδακτυλίους οπτικών ινών που σχηματίζονται βασικόςκαι εφεδρικόςδιαδρομές μεταφοράς δεδομένων μεταξύ κόμβων δικτύου.

Είναι η παρουσία δύο δακτυλίων που έχει γίνει ο κύριος τρόπος για να αυξηθεί η ανοχή σφαλμάτων στο δίκτυο FDDI. Οι κόμβοι που επιθυμούν να επωφεληθούν από αυτό το αυξημένο δυναμικό αξιοπιστίας πρέπει να συνδέονται και στους δύο δακτυλίους. Τώρα θα εξετάσουμε αυτό το χαρακτηριστικό της κατασκευής ενός δικτύου.

Σε κανονική λειτουργία δικτύου, τα δεδομένα διέρχονται από όλους τους κόμβους και όλα τα τμήματα του καλωδίου μόνο στο πρωτεύον (πρωταρχικός)δαχτυλίδια.

Αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία Thru - "μέσω" ή "διέλευσης". δευτερεύον δαχτυλίδι (Δευτερεύων)δεν χρησιμοποιείται σε αυτή τη λειτουργία.

Σε περίπτωση κάποιας μορφής αστοχίας όπου μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν είναι σε θέση να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, διακοπή καλωδίου ή αστοχία κόμβου), ο κύριος δακτύλιος συγχωνεύεται με τον δευτερεύοντα για να σχηματίσει ξανά έναν μόνο δακτύλιο.

Αυτή η λειτουργία δικτύου ονομάζεται Κάλυμμα, δηλαδή "αναδιπλούμενοι" ή "αναδιπλούμενοι" δακτύλιοι.

Λειτουργία πήξηπαράγονται μέσω τεχνολογίας κόμβων ή/και προσαρμογέων δικτύου FDDI.

Για να απλοποιηθεί αυτή η διαδικασία, τα δεδομένα στον κύριο δακτύλιο μεταδίδονται πάντα προς μία κατεύθυνση (στα διαγράμματα, αυτή η κατεύθυνση φαίνεται αριστερόστροφα) και στη δευτερεύουσα - προς την αντίθετη κατεύθυνση (εμφανίζεται δεξιόστροφα). Επομένως, όταν σχηματίζεται ένας κοινός δακτύλιος από δύο δακτυλίους, οι πομποί των σταθμών παραμένουν συνδεδεμένοι με τους δέκτες γειτονικών σταθμών, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σωστή μετάδοση και λήψη πληροφοριών από γειτονικούς σταθμούς.

Ας ρίξουμε, λοιπόν, μια ματιά στη λειτουργία των σταθμών στο δίκτυο σε γενικές γραμμές. FDDI:

Δακτύλιοι σε δίκτυα FDDI, όπως στα δίκτυα 802.5 θεωρούνται ως κοινό κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων, ορίζεται μια μέθοδος πρόσβασης για αυτό, πολύ κοντά στη μέθοδο πρόσβασης των δικτύων συμβολικό δαχτυλίδικαι καλείται επίσης μέθοδος κρίκου.

Ένας σταθμός μπορεί να ξεκινήσει τη μετάδοση των δικών του πλαισίων δεδομένων μόνο εάν έχει λάβει ένα ειδικό πλαίσιο από τον προηγούμενο σταθμό - ένα διακριτικό πρόσβασης (που συνήθως ονομάζεται επίσης διακριτικό). Μετά από αυτό, μπορεί να μεταδώσει τα καρέ της, εάν τα έχει, κατά τη διάρκεια ενός χρόνου που καλείται Χρόνος διατήρησης διακριτικού - Χρόνος διακράτησης διακριτικού (THT).

Μετά την πάροδο του χρόνου THTο σταθμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μετάδοση του επόμενου καρέ του και να περάσει το διακριτικό πρόσβασης στον επόμενο σταθμό. Εάν, τη στιγμή της αποδοχής του διακριτικού, ο σταθμός δεν έχει καρέ για μετάδοση μέσω του δικτύου, τότε εκπέμπει αμέσως το διακριτικό του επόμενου σταθμού. Σε σύνδεση FDDIΚάθε σταθμός έχει έναν ανάντη γείτονα και έναν κατάντη γείτονα που καθορίζονται από τους φυσικούς του συνδέσμους και την κατεύθυνση μεταφοράς πληροφοριών.

Κάθε σταθμός στο δίκτυο λαμβάνει συνεχώς τα πλαίσια που του μεταδίδονται από τον προηγούμενο γείτονα και αναλύει τη διεύθυνση προορισμού του. Εάν η διεύθυνση προορισμού δεν ταιριάζει με τη δική της, τότε μεταδίδει το πλαίσιο στον επόμενο γείτονά του. Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν ο σταθμός έχει καταγράψει το διακριτικό και μεταδίδει τα δικά του καρέ, τότε κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου δεν εκπέμπει εισερχόμενα καρέ, αλλά τα αφαιρεί από το δίκτυο.

Εάν η διεύθυνση πλαισίου ταιριάζει με τη διεύθυνση του σταθμού, τότε αντιγράφει το πλαίσιο στην εσωτερική του προσωρινή μνήμη, ελέγχει την ορθότητά του (κυρίως με άθροισμα ελέγχου), μεταβιβάζει το πεδίο δεδομένων του για περαιτέρω επεξεργασία στο παραπάνω πρωτόκολλο FDDIεπίπεδο (για παράδειγμα, IP) και στη συνέχεια μεταδίδει το αρχικό πλαίσιο μέσω του δικτύου του επόμενου σταθμού. Στο πλαίσιο που μεταδίδεται στο δίκτυο (καθώς και στο πλαίσιο συμβολικό δαχτυλίδι) ο σταθμός προορισμού σημειώνει τρία σημάδια: αναγνώριση διεύθυνσης, αντιγραφή πλαισίου και απουσία ή παρουσία σφαλμάτων σε αυτό.

Μετά από αυτό, το πλαίσιο συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω του δικτύου, μεταδίδεται από κάθε κόμβο. Ο σταθμός, που είναι η πηγή του πλαισίου για το δίκτυο, είναι υπεύθυνος για την αφαίρεση του πλαισίου από το δίκτυο αφού, έχοντας κάνει μια πλήρη στροφή, φτάσει ξανά σε αυτό. Σε αυτή την περίπτωση, ο σταθμός πηγής ελέγχει τα σημάδια του πλαισίου, αν έφτασε στον σταθμό προορισμού και αν έχει υποστεί ζημιά. Η διαδικασία επαναφοράς πλαισίων πληροφοριών δεν είναι ευθύνη του πρωτοκόλλου. FDDI, αυτό θα πρέπει να αντιμετωπίζεται από πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου.

Δομή τεχνολογικών πρωτοκόλλων FDDIστην προβολή στο μοντέλο επτά επιπέδων OSIορίζει το πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου και το πρωτόκολλο υποστρώματος πρόσβασης μέσων (MAC) του επιπέδου σύνδεσης. Όπως πολλές άλλες τεχνολογίες LAN, η τεχνολογία FDDIχρησιμοποιεί πρωτόκολλο 802.2 υποστρώμα ελέγχου ζεύξης δεδομένων (LLC) που ορίζεται στα πρότυπα IEEE 802.2 και ISO 8802.2. FDDIχρησιμοποιεί τον πρώτο τύπο διαδικασιών LLC, στην οποία οι κόμβοι λειτουργούν σε λειτουργία datagram - χωρίς δημιουργία συνδέσεων και χωρίς ανάκτηση χαμένων ή κατεστραμμένων πλαισίων.

Στα πρότυπα FDDIδίνεται μεγάλη προσοχή στις διάφορες διαδικασίες που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε την παρουσία βλάβης στο δίκτυο και στη συνέχεια να κάνετε την απαραίτητη αναδιαμόρφωση.

Δίκτυο FDDIμπορεί να αποκαταστήσει πλήρως την απόδοσή του σε περίπτωση μεμονωμένων αστοχιών των στοιχείων του.

Με πολλαπλές αποτυχίες, το δίκτυο χωρίζεται σε πολλά άσχετα δίκτυα.

Τεχνολογία FDDIσυμπληρώνει τους μηχανισμούς ανίχνευσης αστοχιών τεχνολογίας συμβολικό δαχτυλίδιμηχανισμούς για την αναδιαμόρφωση της διαδρομής μετάδοσης δεδομένων στο δίκτυο, με βάση την παρουσία εφεδρικών συνδέσμων που παρέχονται από τον δεύτερο δακτύλιο.

Διαφορές μεθόδων πρόσβασης FDDIείναι αυτά χρόνος διατήρησης δείκτηΣε σύνδεση FDDIδεν είναι σταθερή τιμή, όπως στο δίκτυο συμβολικό δαχτυλίδι.

Εδώ, αυτός ο χρόνος εξαρτάται από το φορτίο του δακτυλίου - με ένα μικρό φορτίο, αυξάνεται και με μεγάλες υπερφορτώσεις, μπορεί να μειωθεί στο μηδέν.

Οι αλλαγές στη μέθοδο πρόσβασης επηρεάζουν μόνο την ασύγχρονη κυκλοφορία, η οποία δεν είναι ευαίσθητη σε μικρές καθυστερήσεις καρέ. Για τη σύγχρονη κίνηση, ο χρόνος διατήρησης του διακριτικού εξακολουθεί να είναι μια σταθερή τιμή.

Ο μηχανισμός προτεραιότητας πλαισίου που υπήρχε στην τεχνολογία συμβολικό δαχτυλίδι, στην τεχνολογία FDDIαπών. Οι προγραμματιστές της τεχνολογίας αποφάσισαν ότι η διαίρεση της κυκλοφορίας σε 8 επίπεδα προτεραιότητας περιττάκαι αρκεί απλώς να χωρίσετε την κίνηση σε δύο κατηγορίες - ασύγχρονη και σύγχρονη. Η σύγχρονη κίνηση εξυπηρετείται πάντα, ακόμα κι αν ο δακτύλιος είναι συμφορημένος.

Διαφορετικά, η προώθηση πλαισίων μεταξύ των σταθμών του δακτυλίου στο επίπεδο ΜΑΚ, όπως έχουμε ήδη εξετάσει, είναι πλήρως συνεπής με την τεχνολογία συμβολικό δαχτυλίδι.

Σταθμοί FDDIχρησιμοποιήστε έναν αλγόριθμο πρώιμης απελευθέρωσης διακριτικών όπως τα δίκτυα συμβολικό δαχτυλίδιμε ταχύτητα 16 Mbps.

Διευθύνσεις Επίπεδο MACέχουν ένα πρότυπο τεχνολογίες μορφή IEEE 802.

Μορφή πλαισίου FDDIεπίσης κοντά στο μέγεθος του πλαισίου συμβολικό δαχτυλίδι, οι κύριες διαφορές είναι η απουσία πεδίων προτεραιότητας. Τα σημάδια αναγνώρισης διευθύνσεων, η αντιγραφή πλαισίου και τα σφάλματα σάς επιτρέπουν να αποθηκεύσετε υπάρχοντα δίκτυα συμβολικό δαχτυλίδιδιαδικασίες επεξεργασίας πλαισίων από τον σταθμό αποστολής, τους ενδιάμεσους σταθμούς και τον σταθμό λήψης.

Μορφή πλαισίου

PA - Προοίμιο: 16 ή περισσότεροι κενοί χαρακτήρες.

SD - Οριοθέτης εκκίνησης: ακολουθία "J" και "K".

FC - Frame Control: 2 χαρακτήρες υπεύθυνοι για τον τύπο των πληροφοριών στο πεδίο INFO

DA - Διεύθυνση προορισμού: 12 χαρακτήρες που υποδεικνύουν σε ποιον απευθύνεται το πλαίσιο.

SA - Διεύθυνση πηγής: 12 χαρακτήρες που υποδεικνύουν τη διεύθυνση πηγής του πλαισίου.

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ - Πεδίο πληροφοριών: 0 έως 4478 byte πληροφοριών.

FCS - Άθροισμα ελέγχου (Ακολουθία ελέγχου πλαισίου): 8 χαρακτήρες CRC.

ED - Οριοθέτη λήξης

Μορφή δείκτη

Έτσι, παρά το γεγονός ότι η τεχνολογία FDDI αναπτύχθηκε και τυποποιήθηκε από το ινστιτούτο ANSI, και όχι από την επιτροπή IEEE, ταιριάζει απόλυτα στη δομή των προτύπων 802.

Φυσικά, άλλωστε, υπάρχουν και διακριτικά χαρακτηριστικά του προτύπου Τεχνολογίες ANSI - FDDI.

Ένα τέτοιο χαρακτηριστικό είναι ότι η τεχνολογία FDDIτονίστηκε άλλος επίπεδο διαχείρισης σταθμού - Διαχείριση σταθμού (SMT).

Ακριβώς το επίπεδο SMTεκτελεί όλες τις λειτουργίες διαχείρισης και παρακολούθησης όλων των άλλων επιπέδων της στοίβας πρωτοκόλλων FDDI. Προσδιορισμός SMTορίζονται τα εξής:

Αλγόριθμοι για τον εντοπισμό σφαλμάτων και την ανάκτηση από αστοχίες.

Κανόνες για την παρακολούθηση της λειτουργίας του δακτυλίου και των σταθμών.

Διαχείριση δαχτυλιδιών;

Διαδικασίες αρχικοποίησης δακτυλίου.

Συμμετέχει στη διαχείριση δαχτυλιδιών κάθε κόμβοδίκτυα FDDI. Επομένως, όλοι οι κόμβοι ανταλλάσσονται ειδικά κουφώματα SMTγια διαχείριση δικτύου.

Ανθεκτικότητα δικτύου FDDIΠαρέχεται από πρωτόκολλα άλλων επιπέδων: με τη βοήθεια του φυσικού επιπέδου, εξαλείφονται οι αστοχίες δικτύου που οφείλονται σε φυσικούς λόγους, για παράδειγμα, λόγω διακοπής καλωδίου, και με τη βοήθεια Επίπεδο MAC- λογικές αστοχίες του δικτύου, όπως η απώλεια της κατάλληλης εσωτερικής διαδρομής για τη διέλευση του διακριτικού και των πλαισίων δεδομένων μεταξύ των θυρών του διανομέα.

Έτσι, εξετάσαμε τα πιο κοινά χαρακτηριστικά της τεχνολογίας FDDI. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα διακριτικά χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά της μεθόδου πρόσβασης FDDI

Για τη μετάδοση σύγχρονων καρέ, ο σταθμός έχει πάντα το δικαίωμα να αποκτήσει το διακριτικό κατά την άφιξή του. Ο χρόνος διατήρησης του δείκτη έχει μια προκαθορισμένη σταθερή τιμή.

Αν οι σταθμοί του δακτυλίου FDDIΕάν είναι απαραίτητο να μεταδοθεί ένα ασύγχρονο πλαίσιο (ο τύπος πλαισίου καθορίζεται από τα πρωτόκολλα των ανώτερων στρωμάτων), τότε για να ανακαλύψει τη δυνατότητα σύλληψης του διακριτικού κατά την επόμενη άφιξή του, ο σταθμός πρέπει να μετρήσει το χρονικό διάστημα που έχει πέρασε από την προηγούμενη άφιξη του κουπονιού.

Αυτό το διάστημα ονομάζεται χρόνος περιστροφής διακριτικού (TRT).

Διάστημα TRTσε σύγκριση με άλλη τιμή ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος περιστροφής του δείκτη κατά μήκος του δακτυλίου Т_0pr.

Αν στην τεχνολογία συμβολικό δαχτυλίδιείπαμε ότι ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος περιστροφής του δείκτη είναι μια σταθερή τιμή (2,6 s με βάση 260 σταθμούς στο δαχτυλίδι), μετά στην τεχνολογία FDDIοι σταθμοί συμφωνούν σε μια τιμή T_0prκατά την προετοιμασία του δακτυλίου.

Κάθε σταθμός μπορεί να προσφέρει την αξία του T_0pr, ως αποτέλεσμα, για το δαχτυλίδι, ελάχιστοαπό τους χρόνους που προτείνουν οι σταθμοί.

Αυτή η δυνατότητα καθιστά δυνατό να ληφθούν υπόψη οι ανάγκες εκείνων των εφαρμογών που λειτουργούν στους σταθμούς του δακτυλίου.

Γενικά, οι σύγχρονες (σε πραγματικό χρόνο) εφαρμογές πρέπει να στέλνουν δεδομένα στο δίκτυο πιο συχνά σε μικρά κομμάτια, ενώ οι ασύγχρονες εφαρμογές είναι προτιμότερο να έχουν πρόσβαση στο δίκτυο λιγότερο συχνά, αλλά σε μεγάλα κομμάτια. Προτιμούνται οι σταθμοί που μεταδίδουν σύγχρονη κίνηση.

Έτσι, στην επόμενη άφιξη του διακριτικού για τη μετάδοση ενός ασύγχρονου πλαισίου, ο πραγματικός χρόνος κύκλου εργασιών του διακριτικού TRT συγκρίνεται με τον μέγιστο δυνατό T_0pr.

Εάν ο δακτύλιος δεν είναι υπερφορτωμένος, τότε ο δείκτης φτάνει πριν λήξει το διάστημα T_0pr, δηλαδή TRT μικρότερος T_0pr.

Στην περίπτωση του TRT μικρότεροςΟ σταθμός T_Opr επιτρέπεται να αποκτήσει το διακριτικό και να στείλει το πλαίσιο (ή τα πλαίσια) του στο δαχτυλίδι.

Ο χρόνος συγκράτησης του δείκτη TNT είναι ίσος με τη διαφορά T_0pr - TRT

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο σταθμός στέλνει όσα περισσότερα ασύγχρονα καρέ στο δαχτυλίδι μπορεί.

Εάν ο δακτύλιος είναι υπερφορτωμένος και ο δείκτης καθυστερήσει, τότε το διάστημα Το TRT θα είναι μεγαλύτερο από T_0pr. Σε αυτή την περίπτωση, ο σταθμός δεν έχει το δικαίωμα να αποκτήσει το διακριτικό για το ασύγχρονο πλαίσιο.

Εάν όλοι οι σταθμοί στο δίκτυο θέλουν να μεταδίδουν μόνο ασύγχρονα καρέ και το διακριτικό έχει κάνει μια περιστροφή γύρω από τον δακτύλιο πολύ αργά, τότε όλοι οι σταθμοί παραλείπουν το διακριτικό στη λειτουργία επανάληψης, το διακριτικό κάνει γρήγορα την επόμενη στροφή και στον επόμενο κύκλο κατά τη λειτουργία, οι σταθμοί έχουν ήδη το δικαίωμα να συλλάβουν το διακριτικό και να μεταδώσουν τα καρέ τους.

Μέθοδος πρόσβασης FDDIγια την ασύγχρονη κυκλοφορία είναι προσαρμοστική και ρυθμίζει καλά την προσωρινή συμφόρηση δικτύου.

Ανοχή σφαλμάτων της τεχνολογίας FDDI

Για να διασφαλιστεί η ανοχή σφαλμάτων στο πρότυπο FDDIσχεδιάζεται η δημιουργία δύο δακτυλίων οπτικών ινών - πρωτογενής και δευτερογενής. Στο πρότυπο FDDIεπιτρέπονται δύο τύποι σύνδεσης σταθμών στο δίκτυο.

Η ταυτόχρονη σύνδεση με τον κύριο και τον δευτερεύοντα δακτύλιο ονομάζεται διπλή σύνδεση - Dual Attachment, Δ.Α.. Η σύνδεση μόνο με τον κύριο δακτύλιο ονομάζεται ενιαία σύνδεση - Ενιαία Προσάρτηση Α.Ε.

Στο πρότυπο FDDIπαρέχεται η παρουσία τερματικών κόμβων στο δίκτυο – σταθμών (Station), καθώς και συγκεντρωτών (Concentrator).

Για σταθμούς και κόμβους, επιτρέπεται οποιοσδήποτε τύπος σύνδεσης δικτύου - τόσο μονή όσο και διπλή. Κατά συνέπεια, τέτοιες συσκευές έχουν τα αντίστοιχα ονόματα: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator)καιDAC (Συγκεντρωτής Διπλού Προσαρτήματος).

Τυπικά, οι κόμβοι είναι διπλής καλωδίωσης και οι σταθμοί είναι μονοκαλωδιωμένοι, αν και αυτό δεν απαιτείται.

Συνήθως συνδέεται με τον δακτύλιο μέσω ενός διανομέα. Έχουν μια θύρα που λειτουργεί για λήψη και μετάδοση

Για να διευκολυνθεί η σωστή σύνδεση συσκευών στο δίκτυο, επισημαίνονται οι υποδοχές τους.

Τύπος συνδετήρων ΚΑΙκαι ΣΤΟπρέπει να είναι για συσκευές με διπλή σύνδεση, βύσμα ΜΤο (Master) είναι διαθέσιμο στον διανομέα για σύνδεση ενός σταθμού, για τον οποίο η συνδεδεμένη υποδοχή πρέπει να είναι του τύπου μικρό(δούλος).

DASσυνήθως συνδέεται με τον δακτύλιο μέσω 2 θυρών Α και Β, και τα δύο έχουν τη δυνατότητα λήψης και μετάδοσης, επιτρέποντάς σας να συνδεθείτε σε δύο δακτυλίους.

Οι κόμβοι επιτρέπουν SASκαι DASκόμβους για σύνδεση στο διπλό FDDIδαχτυλίδι. Οι κόμβοι έχουν Μ(κύρια) θύρες για σύνδεση Θύρες SAS και DAS, και μπορεί επίσης να έχει Θύρες SAS και DAS.

Σε περίπτωση διακοπής ενός μόνο καλωδίου μεταξύ συσκευών με διπλή σύνδεση, το δίκτυο FDDIθα μπορεί να συνεχίσει την κανονική λειτουργία διαμορφώνοντας αυτόματα τις εσωτερικές διαδρομές πλαισίου μεταξύ των θυρών διανομέα. Το σπάσιμο του καλωδίου δύο φορές θα έχει ως αποτέλεσμα δύο απομονωμένα δίκτυα FDDI. Όταν ένα καλώδιο σπάσει σε έναν σταθμό με μία μόνο σύνδεση, αποκόπτεται από το δίκτυο και ο δακτύλιος συνεχίζει να λειτουργεί λόγω της αναδιαμόρφωσης της εσωτερικής διαδρομής στο hub - port Μ, με τον οποίο συνδέθηκε ο συγκεκριμένος σταθμός, θα αποκλειστεί από την κοινή διαδρομή.

Για να συνεχίσει να λειτουργεί το δίκτυο κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος σε σταθμούς με διπλή σύνδεση, δηλαδή σταθμούς DAS, το τελευταίο πρέπει να είναι εξοπλισμένο με διακόπτες οπτικής παράκαμψης (Διακόπτης οπτικής παράκαμψης), που δημιουργούν παράκαμψη για τις φωτεινές ροές σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, την οποία λαμβάνουν από το σταθμό.

Και τέλος, σταθμοί DASή κόμβους DACμπορεί να συνδεθεί σε δύο θύρες Μένας ή δύο κόμβοι, δημιουργώντας μια δομή δέντρου με πρωτεύοντες και δευτερεύοντες συνδέσμους. Προεπιλεγμένη θύρα ΣΤΟυποστηρίζει τον κύριο σύνδεσμο και τη θύρα ΚΑΙ- Αποθεματικό. Αυτή η διαμόρφωση ονομάζεται σύνδεση. διπλή κατοικία.

Η ανοχή σφαλμάτων διατηρείται μέσω συνεχούς παρακολούθησης επιπέδου SMTκόμβοι και σταθμοί πίσω από χρονικά διαστήματα κυκλοφορίας διακριτικών και πλαισίου, καθώς και η παρουσία φυσικής σύνδεσης μεταξύ γειτονικών θυρών στο δίκτυο.

Σε σύνδεση FDDIδεν υπάρχει αποκλειστική ενεργή οθόνη - όλοι οι σταθμοί και οι κόμβοι είναι ίσοι και, εάν εντοπιστούν αποκλίσεις από τον κανόνα, ξεκινούν τη διαδικασία εκ νέου εκκίνησης του δικτύου και, στη συνέχεια, επαναδιαμόρφωσής του.

Η αναδιαμόρφωση των εσωτερικών διαδρομών σε διανομείς και προσαρμογείς δικτύου πραγματοποιείται με ειδικούς οπτικούς διακόπτες που ανακατευθύνουν τη δέσμη φωτός και έχουν μάλλον περίπλοκο σχεδιασμό.