mreže FDDI . Protokoli, povijest, status
U Rusiji se nastavlja proces intenzivnog uvođenja novih i modernizacije postojećih lokalnih mreža (LAN). Primijenjeno povećanje veličina mreža programski sustavi, zahtijevajući sve veće brzine razmjene informacija, sve veći zahtjevi za pouzdanošću i tolerancijom na pogreške tjeraju nas da tražimo alternativu tradicionalnim Ethernet i Arcnet mrežama. Jedna vrsta mreže velike brzine je FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Mreža računalni kompleksi postati sastavnim sredstvom proizvodnje svake organizacije ili poduzeća. Brz pristup informacijama, njihova pouzdanost povećavaju vjerojatnost donošenja ispravnih odluka osoblja i, u konačnici, vjerojatnost pobjede u konkurenciji. U svojim menadžerima i informacijski sustavi poduzeća vide sredstva strateške nadmoći nad konkurentima i ulaganje u njih smatraju kapitalnim ulaganjem.
Zbog činjenice da obrada i prijenos informacija pomoću računala postaju sve brži i učinkovitiji, dolazi do prave informacijske eksplozije. LAN-ovi se počinju spajati u geografski distribuirane mreže, povećava se broj poslužitelja, radnih stanica i periferne opreme spojene na LAN.
Danas u Rusiji računalne mreže mnogih velikih poduzeća i organizacija predstavljaju jedan ili više LAN-ova izgrađenih na temelju standarda Arcnet ili Ethernet. Mrežno operativno okruženje obično je NetWare v3.12 ili Windows NT s jednim ili više poslužitelja datoteka. Ovi LAN-ovi ili nemaju nikakvu međusobnu vezu ili su povezani kabelom koji radi u jednom od ovih standarda preko internih ili eksternih NetWare softverskih usmjerivača.
Suvremeni operativni sustavi i aplikativni softver za svoj rad zahtijevaju prijenos velike količine informacija. Istodobno, potrebno je osigurati prijenos informacija velikim brzinama i na velike udaljenosti. Stoga, prije ili kasnije, performanse Ethernet mreža i softverskih mostova i usmjerivača prestaju zadovoljavati rastuće potrebe korisnika, te oni počinju razmatrati mogućnost korištenja bržih standarda u svojim mrežama. Jedan od njih je FDDI.
Opće informacije.
FDDI (Fiber Distribuirano podatkovno sučelje- Fiber-optic data interface) - standard za prijenos podataka u lokalnoj mreži rastegnutoj na udaljenosti do 200 kilometara. U ovom području FDDI mreža može podržati nekoliko tisuća korisnika.
FDDI tehnologija se u velikoj mjeri temelji na Token Ring tehnologiji, razvijajući i poboljšavajući svoje glavne ideje. Token ring - Prstenasta tehnologija lokalne mreže (LAN) s "pristupom tokena" - protokolom lokalne mreže koji se nalazi na sloju podatkovne veze (DLL) OSI modela. Stanica može početi odašiljati vlastite okvire podataka samo ako je primila poseban okvir od prethodne stanice - pristupni token. Nakon toga može prenijeti svoje okvire, ako ih ima, na vrijeme koje se naziva vrijeme držanja tokena - Token Holding Time (THT). Nakon isteka THT vremena, stanica mora završiti prijenos svog sljedećeg okvira i proslijediti pristupni token sljedećoj stanici. Ako u trenutku prihvaćanja tokena stanica nema okvire za prijenos preko mreže, tada odmah emitira token sljedeće stanice. U FDDI mreži, svaka stanica ima uzvodnog susjeda i nizvodnog susjeda određenog fizičkim vezama i smjerom prijenosa informacija.
Svaka stanica u mreži stalno prima okvire koje joj šalje prethodni susjed i analizira njihovu odredišnu adresu. Ako se odredišna adresa ne podudara s vlastitom, tada emitira okvir sljedećem susjedu. Treba napomenuti da ako je stanica uhvatila token i odašilje svoje okvire, tada tijekom tog vremenskog razdoblja ne emitira dolazne okvire, već ih uklanja iz mreže.
Ako se adresa okvira podudara s adresom stanice, tada kopira okvir u svoj interni međuspremnik, provjerava njegovu ispravnost (uglavnom kontrolnim zbrojem), prosljeđuje svoje podatkovno polje za daljnju obradu protokolu koji leži iznad FDDI razine (na primjer, IP ), a zatim šalje originalni okvir preko mreže sljedeće stanice. U okviru koji se prenosi u mrežu, odredišna stanica bilježi tri znaka: prepoznavanje adrese, kopiranje okvira i odsutnost ili prisutnost pogrešaka u njemu.
Nakon toga, okvir nastavlja putovati kroz mrežu, emitirajući ga svaki čvor. Stanica, koja je izvor okvira za mrežu, odgovorna je za uklanjanje okvira iz mreže nakon što je, nakon punog okretanja, ponovno dosegne. U tom slučaju izvorišna stanica provjerava znakove okvira, da li je stigao do odredišne stanice i da li je oštećen. Proces vraćanja informacijskih okvira nije odgovornost FDDI protokola, to bi trebali rješavati protokoli višeg sloja.
FDDI mreža izgrađena je na temelju dvaju optičkih prstenova, koji čine glavni i rezervni put prijenosa podataka između mrežnih čvorova. Korištenje dvaju prstenova glavni je način povećanja tolerancije na pogreške u FDDI mreži, a čvorovi koji ga žele koristiti moraju biti spojeni na oba prstena. U normalnom načinu rada mreže podaci prolaze kroz sve čvorove i sve dionice kabela primarnog (Primary) prstena, pa se ovaj način rada naziva end-to-end ili "tranzit". Sekundarni prsten (Secondary) se ne koristi u ovom načinu rada.
U slučaju nekog oblika kvara gdje dio primarnog prstena ne može prenositi podatke (na primjer, prekid kabela ili kvar čvora), primarni prsten se kombinira sa sekundarnim, ponovno tvoreći jedan prsten. Ovaj način rada mreže naziva se Zamotati, tj. "sklapanje" ili "preklapanje" prstenova. Operacija preklapanja izvodi se silama koncentratora i/ili mrežni adapteri FDDI. Kako bi se pojednostavio ovaj postupak, podaci na primarnom prstenu uvijek se prenose u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a na sekundarnom - u smjeru kazaljke na satu. Stoga, kada se zajednički prsten formira od dva prstena, odašiljači stanica i dalje ostaju povezani s prijamnicima susjednih postaja, što omogućuje ispravan prijenos i prijem informacija od strane susjednih postaja.
Budući da FDDI mreža koristi optički kabel kao prijenosni medij, trenutak razvoja tehnologije je uvelike odgođen zbog dugog uvođenja optičkih kabela i otklanjanja grešaka povezanih s novom svjetlovodnom tehnologijom.
Davne 1880. Alexander Bell patentirao je uređaj koji je prenosio govor na udaljenosti do 200 metara pomoću zrcala koje je vibriralo sinkrono sa zvučnim valovima i moduliralo reflektirano svjetlo. I tek 1980-ih, započeo je rad na stvaranju konvencionalnih tehnologija i uređaja za korištenje optičkih kanala u lokalne mreže. Rad na generalizaciji iskustava i razvoju prvog svjetlovodnog standarda za lokalne mreže koncentriran je u Američkom državnom institutu za standarde - ANSI, u okviru za tu svrhu stvorenog odbora X3T9.5.
Početne verzije različitih komponenti standarda FDDI razvio je odbor X3T9.5 1986.-1988., a u isto vrijeme pojavila se prva oprema - mrežni adapteri, čvorišta, mostovi i usmjerivači koji podržavaju ovaj standard.
Trenutačno većina mrežnih tehnologija podržava optičke kabele kao jednu od opcija fizičkog sloja, ali FDDI ostaje najuglednija tehnologija velike brzine, čiji su standardi izdržali test vremena i dobro su uspostavljeni, tako da oprema različitih proizvođača pokazuje dobar stupanj kompatibilnosti.
FDDI protokoli
Slika prikazuje strukturu protokola FDDI tehnologije u usporedbi sa sedmoslojnim OSI modelom. FDDI definira protokol fizičkog sloja i protokol podsloja pristupa medijima (MAC) sloja veze. Kao i mnoge druge LAN tehnologije, FDDI koristi 802.2 Data Link Control (LLC) protokol definiran u standardima IEEE 802.2 i ISO 8802.2. FDDI koristi prvu vrstu LLC procedura, u kojima čvorovi rade u datagram modu - bez povezivanja i bez vraćanja izgubljenih ili oštećenih okvira.
Fizički sloj podijeljen je na dva podsloja: podsloj PHY (fizički) neovisan o mediju i podsloj PMD (Physical Media Dependent) ovisan o mediju. Rad svih razina kontrolira SMT (Station Management) protokol za upravljanje stanicom.
PMD sloj pruža potrebna sredstva za prijenos podataka s jedne stanice na drugu putem vlakana. Njegova specifikacija definira:
Zahtjevi za optičku snagu i višemodno optičko vlakno od 62,5/125 µm.
Zahtjevi za optičke premosne sklopke i optičke primopredajnike.
Parametri optičkih konektora MIC (Media Interface Connector), njihovo označavanje.
Valna duljina od 1300 nanometara na kojoj primopredajnici rade.
Prikaz signala u optičkim vlaknima prema NRZI metodi.
PHY sloj obavlja kodiranje i dekodiranje podataka koji cirkuliraju između MAC sloja i PMD sloja, a također osigurava vremensko podešavanje informacijskih signala. Njegova specifikacija definira:
kodiranje informacija u skladu sa shemom 4B/5B;
pravila vremenskog određivanja signala;
zahtjevi za stabilnošću taktne frekvencije od 125 MHz;
pravila za pretvaranje informacija iz paralelnog u serijski oblik.
MAC sloj je odgovoran za kontrolu pristupa mreži i za primanje i obradu okvira podataka. Definira sljedeće parametre:
Protokol prijenosa tokena.
Pravila za hvatanje i prosljeđivanje tokena.
Formiranje okvira.
Pravila za generiranje i prepoznavanje adresa.
Pravila za izračunavanje i provjeru 32-bitne kontrolne sume.
SMT sloj obavlja sve funkcije upravljanja i nadzora svih ostalih slojeva FDDI protokola. Svaki čvor FDDI mreže sudjeluje u upravljanju prstenom. Stoga svi hostovi razmjenjuju posebne SMT okvire za upravljanje mrežom. SMT specifikacija definira sljedeće:
Algoritmi za otkrivanje grešaka i oporavak od kvarova.
Pravila za nadzor rada prstena i stanica.
Upravljanje prstenom.
Postupci inicijalizacije zvona.
Tolerancija na pogreške FDDI mreža osigurava se upravljanjem SMT slojem od strane drugih slojeva: korištenjem PHY sloja eliminiraju se mrežni kvarovi iz fizičkih razloga, na primjer, zbog prekida kabela, a korištenjem MAC sloja, logički kvarovi mreže, npr. , gubitak željene staze prijenosa internog tokena i podatkovnih okvira između portova čvorišta.
Država.
Razvojni programeri tehnologije pokušali su implementirati sljedeće:
· Povećajte brzinu prijenosa podataka do 100 Mb/s;
· Povećati toleranciju grešaka u mreži zahvaljujući standardnim postupcima za njezino ponovno uspostavljanje nakon kvarova raznih vrsta - oštećenje kabela, neispravan rad čvora, čvorišta, visoka razina šuma na liniji itd.;
· Maksimalno iskoristite potencijalnu propusnost mreže i za asinkroni i za sinkroni promet.
Na temelju toga, prednost FDDI tehnologije je kombinacija nekoliko svojstava koja su vrlo važna za lokalne mreže:
1. visok stupanj tolerancije grešaka;
2. Sposobnost pokrivanja velikih područja, sve do teritorija velikih gradova;
3. Velika brzina razmjene podataka;
4. Deterministički pristup, koji omogućuje prijenos aplikacija osjetljivih na kašnjenje;
5. Fleksibilni mehanizam za raspodjelu propusnosti prstena između stanica;
6. Mogućnost rada pri faktoru opterećenja prstena blizu jedan;
7. Sposobnost jednostavnog prevođenja FDDI prometa u grafiku tako popularnih protokola kao što su Ethernet i Token Ring zbog kompatibilnosti formata adrese stanice i upotrebe zajedničkog LLC podsloja.
Do sada je FDDI jedina tehnologija koja je uspjela kombinirati sva ova svojstva. U drugim tehnologijama se ta svojstva također pojavljuju, ali ne u kombinaciji. Na primjer, tehnologija Fast Ethernet također ima brzinu prijenosa podataka od 100 Mbps, ali ne dopušta ponovno uspostavljanje mreže nakon jednog prekida kabela i ne omogućuje rad s visokim faktorom opterećenja mreže (ako ne uzeti u obzir Fast Ethernet prebacivanje).
Slika prikazuje strukturu protokola FDDI tehnologije u usporedbi sa sedmoslojnim OSI modelom. FDDI definira protokol fizičkog sloja i protokol podsloja pristupa medijima (MAC) sloja veze. Kao i mnoge druge LAN tehnologije, FDDI koristi 802.2 Data Link Control (LLC) protokol definiran u standardima IEEE 802.2 i ISO 8802.2. FDDI koristi prvu vrstu LLC procedura, u kojima čvorovi rade u datagram modu - bez povezivanja i bez vraćanja izgubljenih ili oštećenih okvira.
Fizički sloj podijeljen je na dva podsloja: podsloj PHY (fizički) neovisan o mediju i podsloj PMD (Physical Media Dependent) ovisan o mediju. Rad svih razina kontrolira SMT (Station Management) protokol za upravljanje stanicom.
PMD sloj pruža potrebna sredstva za prijenos podataka s jedne stanice na drugu putem vlakana. Njegova specifikacija definira:
Zahtjevi za optičku snagu i višemodno optičko vlakno od 62,5/125 µm.
Zahtjevi za optičke premosne sklopke i optičke primopredajnike.
Parametri optičkih konektora MIC (Media Interface Connector), njihovo označavanje.
Valna duljina od 1300 nanometara na kojoj primopredajnici rade.
Prikaz signala u optičkim vlaknima prema NRZI metodi.
PHY sloj obavlja kodiranje i dekodiranje podataka koji cirkuliraju između MAC sloja i PMD sloja, a također osigurava vremensko podešavanje informacijskih signala. Njegova specifikacija definira:
kodiranje informacija u skladu sa shemom 4B/5B;
pravila vremenskog određivanja signala;
zahtjevi za stabilnošću taktne frekvencije od 125 MHz;
pravila za pretvaranje informacija iz paralelnog u serijski oblik.
MAC sloj je odgovoran za kontrolu pristupa mreži i za primanje i obradu okvira podataka. Definira sljedeće parametre:
Protokol prijenosa tokena.
Pravila za hvatanje i prosljeđivanje tokena.
Formiranje okvira.
Pravila za generiranje i prepoznavanje adresa.
Pravila za izračunavanje i provjeru 32-bitne kontrolne sume.
SMT sloj obavlja sve funkcije upravljanja i nadzora svih ostalih slojeva FDDI protokola. Svaki čvor FDDI mreže sudjeluje u upravljanju prstenom. Stoga svi hostovi razmjenjuju posebne SMT okvire za upravljanje mrežom. SMT specifikacija definira sljedeće:
Algoritmi za otkrivanje grešaka i oporavak od kvarova.
Pravila za nadzor rada prstena i stanica.
Upravljanje prstenom.
Postupci inicijalizacije zvona.
Tolerancija na pogreške FDDI mreža osigurava se kontrolom SMT sloja od strane drugih slojeva: korištenjem PHY sloja eliminiraju se mrežni kvarovi iz fizičkih razloga, na primjer, zbog puknuća kabela, a korištenjem MAC sloja, logički kvarovi mreže, npr. , gubitak željene staze prijenosa internog tokena i podatkovnih okvira između portova čvorišta.
Država.
Razvojni programeri tehnologije pokušali su implementirati sljedeće:
· Povećajte brzinu prijenosa podataka do 100 Mb/s;
· Povećajte toleranciju na pogreške mreže zahvaljujući standardnim postupcima za njezino ponovno uspostavljanje nakon kvarova raznih vrsta - oštećenje kabela, neispravan rad čvora, čvorišta, visoka razina smetnji na liniji itd.;
· Maksimalno iskoristite potencijalnu propusnost mreže i za asinkroni i za sinkroni promet.
Na temelju toga, prednost FDDI tehnologije je kombinacija nekoliko svojstava koja su vrlo važna za lokalne mreže:
1. visok stupanj tolerancije grešaka;
2. Sposobnost pokrivanja velikih područja, sve do teritorija velikih gradova;
3. Velika brzina razmjene podataka;
4. Deterministički pristup, koji omogućuje prijenos aplikacija osjetljivih na kašnjenje;
5. Fleksibilni mehanizam za raspodjelu propusnosti prstena između stanica;
6. Mogućnost rada pri faktoru opterećenja prstena blizu jedan;
7. Sposobnost jednostavnog prevođenja FDDI prometa u grafiku tako popularnih protokola kao što su Ethernet i Token Ring zbog kompatibilnosti formata adrese stanice i upotrebe zajedničkog LLC podsloja.
Do sada je FDDI jedina tehnologija koja je uspjela kombinirati sva ova svojstva. U drugim tehnologijama se ta svojstva također pojavljuju, ali ne u kombinaciji. Na primjer, tehnologija Fast Ethernet također ima brzinu prijenosa podataka od 100 Mbps, ali ne dopušta ponovno uspostavljanje mreže nakon jednog prekida kabela i ne omogućuje rad s visokim faktorom opterećenja mreže (ako ne uzeti u obzir Fast Ethernet prebacivanje).
Nedostaci uključuju jedan - visoku cijenu opreme. Postoji cijena koju treba platiti za ovu jedinstvenu kombinaciju značajki - FDDI tehnologija ostaje najskuplja 100-Mbit tehnologija. Stoga su njegova glavna područja primjene okosnice kampusa i zgrada, kao i povezivanje korporativnih poslužitelja. U tim slučajevima troškovi su opravdani - okosnica mreže mora biti tolerantna na pogreške i brza, isto vrijedi i za poslužitelj izgrađen na bazi skupe višeprocesorske platforme koji opslužuje stotine korisnika. Zbog visoke cijene hardvera, FDDI-temeljena rješenja su inferiorna u odnosu na Fast Ethernet rješenja u izgradnji malih LAN-ova, kada Fast Ethernet standard pruža optimalno rješenje.
U Rusiji se nastavlja proces intenzivnog uvođenja novih i modernizacije postojećih lokalnih mreža (LAN). Sve veća veličina mreža, aplikativni softverski sustavi koji zahtijevaju sve veće brzine razmjene informacija, sve veći zahtjevi za pouzdanošću i tolerancijom na pogreške tjeraju nas da tražimo alternativu tradicionalnim Ethernet i Arcnet mrežama. Jedna vrsta mreže velike brzine je FDDI (Fiber Distributed Data Interface). U članku se raspravlja o mogućnostima korištenja FDDI-ja u izgradnji korporativnih računalnih sustava.
Prema predviđanjima Peripheral Strategies u cijelom svijetu do 1997. do lokalnih računalne mreže više od 90% svih osobnih računala(trenutno - 30-40%). Mrežni računalni sustavi postaju sastavni proizvodni proizvod svake organizacije ili poduzeća. Brz pristup informacijama i njihova pouzdanost povećavaju vjerojatnost donošenja ispravnih odluka osoblja i, u konačnici, vjerojatnost pobjede u konkurenciji. Tvrtke vide svoje upravljačke i informacijske sustave kao sredstvo strateške nadmoći nad konkurentima i gledaju na ulaganje u njih kao na kapitalno ulaganje.
Zbog činjenice da obrada i prijenos informacija pomoću računala postaju sve brži i učinkovitiji, dolazi do prave informacijske eksplozije. LAN-ovi se počinju spajati u geografski distribuirane mreže, povećava se broj poslužitelja, radnih stanica i periferne opreme spojene na LAN.
Danas u Rusiji računalne mreže mnogih velikih poduzeća i organizacija predstavljaju jedan ili više LAN-ova izgrađenih na temelju standarda Arcnet ili Ethernet. Mrežno operativno okruženje obično je NetWare v3.11 ili v3.12 s jednim ili više poslužitelja datoteka. Ovi LAN-ovi ili nemaju nikakvu međusobnu vezu ili su povezani kabelom koji radi u jednom od ovih standarda preko internih ili eksternih NetWare softverskih usmjerivača.
Suvremeni operativni sustavi i aplikativni softver za svoj rad zahtijevaju prijenos velike količine informacija. Pritom je potrebno osigurati prijenos informacija sve većim brzinama i na sve većim udaljenostima. Stoga, prije ili kasnije, performanse Ethernet mreža i softverskih mostova i usmjerivača prestaju zadovoljavati rastuće potrebe korisnika, te oni počinju razmatrati mogućnost korištenja bržih standarda u svojim mrežama. Jedan od njih je FDDI.
Kako radi FDDI mreža
FDDI mreža je optički token ring s brzinom prijenosa podataka od 100 Mbps.
FDDI standard razvio je odbor X3T9.5 Američkog nacionalnog instituta za standarde (ANSI). FDDI umrežavanje podržano od strane svih vodećih proizvođača mrežna oprema. Odbor ANSI X3T9.5 sada je preimenovan u X3T12.
Korištenje optičkih vlakana kao medija za širenje može značajno proširiti propusnost kabela i povećati udaljenost između mrežnih uređaja.
Usporedimo propusnost FDDI i Ethernet mreža s višekorisničkim pristupom. Dopuštena razina iskorištenja Ethernet mreže je unutar 35% (3,5 Mbps) maksimalne propusnosti (10 Mbps), inače vjerojatnost kolizija neće biti prevelika i propusnost kabela će naglo pasti. Za FDDI mreže dopuštena iskorištenost može doseći 90-95% (90-95 Mbps). Dakle, propusnost FDDI-ja je otprilike 25 puta veća.
Deterministička priroda FDDI protokola (mogućnost predviđanja maksimalnog kašnjenja pri prijenosu paketa preko mreže i mogućnost pružanja zajamčene propusnosti za svaku od stanica) čini ga idealnim za korištenje u sustavima upravljanja mrežom u stvarnom vremenu i u vremenski kritične aplikacije (na primjer, za video prijenos) i zvučne informacije).
FDDI je naslijedio mnoga svoja ključna svojstva od mreža Token Ring (standard IEEE 802.5). Prije svega, to je prstenasta topologija i marker metoda pristupa mediju. Marker - poseban signal koji se okreće oko prstena. Stanica koja je primila token može prenositi svoje podatke.
Međutim, FDDI također ima niz temeljnih razlika od Token Ringa, što ga čini bržim protokolom. Na primjer, promijenjen je algoritam modulacije podataka na fizičkoj razini. Token Ring koristi manchestersku shemu kodiranja koja zahtijeva udvostručenje propusnosti odaslanog signala u odnosu na odaslane podatke. FDDI implementira "pet od četiri" - 4V / 5V algoritam kodiranja koji osigurava prijenos četiri informacijska bita po pet odaslanih bitova. Pri prijenosu informacija od 100 Mbps u sekundi fizički se u mrežu prenosi 125 Mbps, umjesto 200 Mbps, koliko bi bilo potrebno pri korištenju Manchester kodiranja.
Optimizirana i srednja kontrola pristupa (VAC). U Token Ringu se temelji na bitnoj osnovi, dok se u FDDI-ju temelji na paralelnoj obradi skupine od četiri ili osam prenesenih bitova. Ovo smanjuje zahtjeve za performansama hardvera.
Fizički, FDDI prsten se sastoji od optičkog kabela s dva prozora za provođenje svjetlosti. Jedan od njih tvori primarni prsten (primarni prsten), glavni je i koristi se za cirkulaciju podatkovnih tokena. Drugo vlakno tvori sekundarni prsten, suvišno je i ne koristi se u normalnom načinu rada.
Postaje spojene na FDDI mrežu spadaju u dvije kategorije.
Stanice klase A imaju fizičke veze s primarnim i sekundarnim prstenom (Dual Attached Station - dvostruko povezana stanica);
2. Stanice klase AND povezane su samo s primarnim prstenom (Single Attached Station – jednom spojena stanica) i povezuju se samo preko posebnih uređaja koji se nazivaju hubovi.
Na sl. Slika 1 prikazuje primjer povezivanja koncentratora i stanica klase A i B u zatvorenu petlju, kroz koju cirkulira marker. Na sl. Slika 2 prikazuje složeniju mrežnu topologiju s razgranatom strukturom (Ring-of-Trees - prsten stabala) koju tvore stanice klase B.
Priključci mrežnih uređaja spojenih na FDDI mrežu klasificiraju se u 4 kategorije: A priključci, B priključci, M priključci i S priključci. Port A je port koji prima podatke iz primarnog prstena i šalje ih u sekundarni prsten. Port B je port koji prima podatke iz sekundarnog prstena i šalje ih u primarni prsten. M (Master) i S (Slave) priključci prenose i primaju podatke iz istog prstena. Priključak M koristi se na čvorištu za povezivanje jedne pripojene stanice preko S priključka.
Standard X3T9.5 ima niz ograničenja. Ukupna duljina dvostrukog optičkog prstena je do 100 km. Na prsten se može spojiti do 500 stanica klase A. Udaljenost između čvorova pri korištenju višemodnog optičkog kabela iznosi do 2 km, a pri korištenju jednomodnog kabela uglavnom je određena parametrima vlakna i primopredajnu opremu (može doseći 60 ili više km).
Tolerancija grešaka FDDI mreža
Standard ANSI X3T9.5 regulira 4 osnovna svojstva FDDI mreža otpornih na greške:
1. Prstenasti kabelski sustav sa stanicama klase A tolerantan je na kvar jednog kabela bilo gdje u prstenu. Na sl. Slika 3 prikazuje primjer prekida primarnog i sekundarnog vlakna u prstenastom kabelu. Stanice s obje strane litice rekonfiguriraju put tokena i podataka spajanjem sekundarnog optičkog prstena.
2. Nestanak struje, kvar jedne od stanica klase B ili prekinuti kabel od čvorišta do te stanice detektirati će čvorište i stanica će biti isključena iz prstena.
3. Dvije stanice klase B spojene su na dva čvorišta odjednom. Ova posebna vrsta veze naziva se Dual Homing i može se koristiti za otpornu na greške (na kvarove u čvorištu ili u kabelskom sustavu) vezu stanica klase B dupliciranjem veze na glavni prsten. U normalnom načinu rada razmjena podataka odvija se samo preko jednog čvorišta. Ako se iz bilo kojeg razloga veza izgubi, razmjena će se izvršiti preko drugog čvorišta.
4. Nestanak struje ili kvar jedne od stanica klase A neće uzrokovati kvar ostalih stanica spojenih na prsten, jer će se svjetlosni signal pasivno prenositi na sljedeću stanicu putem optičkog prekidača (Optical Bypass Switch). Standard dopušta do tri uzastopno postavljene isključene stanice.
Optičke sklopke proizvode Molex i AMP.
Sinkroni i asinkroni prijenos
Spajajući se na FDDI mrežu, stanice mogu prenositi svoje podatke u prsten u dva načina - sinkronom i asinkronom.
Sinkroni način je uređen na sljedeći način. Tijekom inicijalizacije mreže određuje se očekivano vrijeme kružnog putovanja tokena - TTRT (Target Token Rotation Time). Svaka postaja koja uhvati token dobiva zajamčeno vrijeme za prijenos svojih podataka u prsten. Nakon tog vremena stanica mora dovršiti prijenos i poslati token u prsten.
Svaka stanica u trenutku slanja novog tokena uključuje mjerač vremena koji mjeri vremenski interval do povratka tokena na nju – TRT (Token Rotation Timer). Ako se token vrati u stanicu prije očekivanog vremena premosnice TTRT-a, tada stanica može produžiti vrijeme potrebno za slanje svojih podataka u prsten nakon završetka sinkronog prijenosa. Na tome se temelji asinkroni prijenos. Dodatni vremenski interval za prijenos postaje jednak je razlici između očekivanog i stvarno vrijeme zaobilazeći prsten markerom.
Iz gore opisanog algoritma može se vidjeti da ako jedna ili više stanica nemaju dovoljno podataka da u potpunosti iskoriste vremenski utor za sinkroni prijenos, tada propusnost koju one ne koriste odmah postaje dostupna za asinkroni prijenos drugim stanicama.
kabelski sustav
FDDI PMD (sloj ovisan o fizičkom mediju) podstandard definira višemodni optički kabel promjera 62,5/125 µm kao osnovni kabelski sustav. Dopušteno je koristiti kabele s različitim promjerom vlakana, na primjer: 50/125 mikrona. Valna duljina - 1300 nm.
Prosječna snaga optičkog signala na ulazu u stanicu mora biti najmanje -31 dBm. S takvom ulaznom snagom, vjerojatnost greške po bitu pri ponovnom slanju podataka od strane postaje ne bi trebala prelaziti 2,5 * 10 -10 . S povećanjem snage ulaznog signala za 2 dBm ta bi se vjerojatnost trebala smanjiti na 10 -12 .
Norma definira najveću dopuštenu razinu gubitka signala u kabelu od 11 dBm.
FDDI podstandard SMF-PMD (Single-mode fiber Physical media-dependent layer) definira zahtjeve za fizički sloj kada se koristi jednomodni optički kabel. U ovom slučaju, laserska LED dioda obično se koristi kao odašiljački element, a udaljenost između stanica može doseći 60 ili čak 100 km.
FDDI module za single-mode kabel proizvodi, primjerice, Cisco Systems za svoje usmjerivače Cisco 7000 i AGS+. Jednomodni i višemodni kabelski segmenti mogu se ispreplitati u FDDI prstenu. Za ove Cisco usmjerivače možete odabrati module sa sve četiri kombinacije priključaka: multimode-multimode, multimode-singlemode, singlemode-multimode, singlemode-singlemode.
Cabletron Systems Inc. izdaje Dual Attached repeater - FDR-4000, koji vam omogućuje spajanje single-mode kabela na stanicu klase A s priključcima dizajniranim za rad na multimodnom kabelu. Ovi repetitori omogućuju povećanje udaljenosti između čvorova FDDI prstena do 40 km.
Substandard fizičkog sloja CDDI (Copper Distributed Data Interface) definira zahtjeve za fizički sloj kada se koristi oklopljeni (IBM Tip 1) i neoklopljeni (Kategorija 5) upletena parica. To uvelike pojednostavljuje postupak instalacije sustava kabliranja i smanjuje troškove mrežnih adaptera i hub opreme. Udaljenosti između stanica pri korištenju upredenih parica ne smiju prelaziti 100 km.
Lannet Data Communications Inc. izdaje FDDI module za svoja čvorišta, koji vam omogućuju rad u standardnom načinu rada, kada se sekundarni prsten koristi samo za toleranciju greške u slučaju prekida kabela, ili u naprednom načinu rada, kada se sekundarni prsten također koristi za prijenos podataka. U drugom slučaju, propusnost kabelskog sustava se proširuje na 200 Mbps.
Spajanje opreme na FDDI mrežu
Postoje dva glavna načina za povezivanje računala na FDDI mrežu: izravno, a također i preko mostova ili usmjerivača na mreže drugih protokola.
Izravna veza
Ovaj način povezivanja u pravilu se koristi za povezivanje datotečnih, arhivskih i drugih poslužitelja, srednjih i velikih računala na FDDI mrežu, odnosno ključnih mrežnih komponenti koje su glavni računski centri koji pružaju usluge velikom broju korisnika i zahtijevaju visok I / O brzine preko mreže.
Na isti način mogu se povezati i radne stanice. Međutim, budući da su mrežni adapteri za FDDI vrlo skupi, ova metoda se koristi samo u slučajevima kada je velika brzina mreže preduvjet za normalan rad aplikacije. Primjeri takvih primjena: multimedijski sustavi, video i audio prijenos.
Za povezivanje osobnih računala na FDDI mrežu koriste se specijalizirani mrežni adapteri koji se obično umeću u jedan od slobodnih utora na računalu. Takve adaptere proizvode sljedeće tvrtke: 3Com, IBM, Microdyne, Network Peripherials, SysKonnect itd. Na tržištu postoje kartice za sve uobičajene sabirnice - ISA, EISA i Micro Channel; postoje adapteri za spajanje stanica klase A ili B za sve vrste kabelskih sustava - optički, oklopljene i neoklopljene upletene parice.
Svi vodeći proizvođači UNIX strojeva (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems i drugi) pružaju sučelja za izravna veza na FDDI mreže.
Povezivanje preko mostova i rutera
Mostovi (mostovi) i usmjerivači (usmjerivači) omogućuju spajanje na FDDI mreže drugih protokola, kao što su Token Ring i Ethernet. Ovo omogućuje ekonomično povezivanje velikog broja radnih stanica i druge mrežne opreme na FDDI u novim i postojećim LAN-ovima.
Strukturno, mostovi i usmjerivači se proizvode u dvije verzije - u gotovom obliku, koji ne dopušta daljnji hardverski rast ili rekonfiguraciju (tzv. samostalni uređaji), te u obliku modularnih čvorišta.
Primjeri samostalnih uređaja su Hewlett-Packardov Router BR i mrežne periferije EIFO Client/Server Switching Hub.
Modularna čvorišta se koriste u kompleksu velike mreže kao centralni mrežni uređaji. Hub je kućište s napajanjem i komunikacijskom pločom. Mrežni komunikacijski moduli umetnuti su u utore huba. Modularni dizajn čvorišta olakšava sastavljanje bilo koje LAN konfiguracije, kombiniranje kabelskih sustava različitih vrsta i protokola. Preostali slobodni utori mogu se koristiti za daljnje proširenje LAN-a.
Hubove proizvode mnoge tvrtke: 3Com, Cabletron, Chipcom, Cisco, Gandalf, Lannet, Proteon, SMC, SynOptics, Wellfleet i druge.
Hub je središnji čvor LAN-a. Njegov kvar može zaustaviti cijelu mrežu ili barem njezin značajan dio. Stoga većina proizvođača čvorišta poduzima posebne mjere kako bi poboljšala svoju otpornost na pogreške. Takve mjere su redundancija napajanja u režimu dijeljenja opterećenja ili u pripravnom stanju, kao i mogućnost promjene ili ponovne instalacije modula bez isključivanja napajanja (hot swap).
Kako bi se smanjio trošak huba, svi njegovi moduli napajaju se iz zajedničkog izvora napajanja. Elementi napajanja napajanja su najvjerojatniji uzrok njegovog kvara. Stoga redundancija napajanja značajno produljuje vrijeme rada. Tijekom instalacije, svaki od izvora napajanja huba može se spojiti na zaseban izvor neprekidni izvor napajanja(UPS) u slučaju kvarova u sustavu napajanja. Svaki UPS je poželjno spojiti na hotelsku struju električne mreže iz različitih trafostanica.
Mogućnost promjene ili ponovne instalacije modula (često uključujući i napajanje) bez isključivanja čvorišta omogućuje vam popravak ili proširenje mreže bez prekida usluge za one korisnike čiji su mrežni segmenti povezani s drugim modulima čvorišta.
FDDI-to-Ethernet mostovi
Mostovi rade na prva dva sloja modela međusobnog povezivanja otvorenih sustava - fizičkom i kanalskom - i dizajnirani su za povezivanje više LAN-ova jednog ili različitih protokola fizičkog sloja, kao što su Ethernet, Token Ring i FDDI.
Prema principu rada mostovi se dijele na dvije vrste (Source Routing - izvorno usmjeravanje) zahtijevaju da čvor-pošiljatelj paketa u njega smjesti informaciju o putanji njegovog usmjeravanja. Drugim riječima, svaka stanica mora imati ugrađene mogućnosti usmjeravanja paketa. Drugi tip mostova (Transparent Bridges - transparentni mostovi) omogućuju transparentnu komunikaciju između stanica smještenih u različitim LAN-ovima, a sve funkcije usmjeravanja obavljaju samo sami mostovi. U nastavku ćemo govoriti samo o takvim mostovima.
Svi mostovi mogu dodati u tablicu adresa (Learn addresses), rutu i filter pakete. Pametni mostovi također mogu filtrirati pakete na temelju kriterija postavljenih kroz sustav upravljanja mrežom radi poboljšanja sigurnosti ili performansi.
Kada paket podataka stigne na jedan od portova mosta, most ga mora ili proslijediti na port na koji je spojen odredišni host paketa ili ga jednostavno filtrirati ako je odredišni host na istom portu s kojeg je paket došao. Filtriranjem se izbjegava nepotreban promet na drugim LAN segmentima.
Svaki most gradi internu tablicu fizičkih adresa čvorova spojenih na mrežu. Postupak punjenja je sljedeći. Svaki paket ima u svom zaglavlju fizičke adrese izvornog i odredišnog računala. Nakon što primi paket podataka na jednom od svojih portova, most radi prema sljedećem algoritmu. U prvom koraku most provjerava sadrži li njegova interna tablica adresu glavnog računala pošiljatelja paketa. Ako nije, most ga unosi u tablicu i pridružuje mu broj porta na koji je paket stigao. Drugi korak provjerava da li je adresa odredišnog čvora upisana u internu tablicu. Ako nije, most prosljeđuje primljeni paket svim mrežama spojenim na sve ostale priključke. Ako se adresa odredišnog glavnog računala pronađe u internoj tablici, most provjerava je li LAN odredišnog glavnog računala spojen na isti port s kojeg je došao paket ili ne. Ako nije, onda most filtrira paket, a ako je tako, onda ga šalje samo na port na koji je spojen segment mreže s odredišnim hostom.
Tri glavna parametra mosta:
- veličina interne adresne tablice;
- brzina filtracije;
- brzina usmjeravanja paketa.
Veličina adresne tablice karakterizira najveći broj mrežnih uređaja čiji se promet može preusmjeriti mostom. Uobičajene veličine tablice adresa kreću se od 500 do 8000. Što se događa ako broj povezanih čvorova premaši veličinu tablice adresa? Budući da većina mostova u njemu pohranjuje mrežne adrese hostova koji su zadnji poslali svoje pakete, most će postupno "zaboraviti" adrese hostova kao i druge pakete za prijenos. To može dovesti do smanjenja učinkovitosti procesa filtriranja, ali neće uzrokovati temeljne probleme u mreži.
Brzine filtriranja paketa i usmjeravanja karakteriziraju performanse mosta. Ako su ispod najveće moguće brzine paketa na LAN-u, most može uzrokovati kašnjenje i degradaciju performansi. Ako je veći, onda je trošak mosta veći od potrebnog minimuma. Izračunajmo kolika bi trebala biti izvedba mosta za povezivanje nekoliko LAN-ova Ethernet protokola na FDDI.
Izračunajmo najveći mogući intenzitet paketa u Ethernet mreži. Struktura Ethernet paketa prikazana je u tablici 1. Minimalna duljina paketa je 72 bajta ili 576 bita. Vrijeme potrebno za prijenos jednog bita preko Ethernet LAN-a pri 10 Mbps je 0,1 µs. Tada će vrijeme prijenosa minimalne duljine paketa biti 57,6*10 -6 sek. Ethernet standard zahtijeva pauzu između paketa od 9,6 µs. Tada će broj paketa poslanih u 1 sekundi biti 1/((57,6+9,6)*10 -6 )=14880 paketa u sekundi.
Ako most povezuje N mreža Ethernet protokola s FDDI mrežom, tada bi njegova brzina filtriranja i usmjeravanja trebala biti jednaka N * 14880 paketa u sekundi.
Stol 1.
Struktura paketa u Ethernet mrežama.
Na strani FDDI priključka, stopa filtriranja paketa trebala bi biti puno veća. Kako most ne bi degradirao performanse mreže, trebao bi biti oko 500.000 paketa u sekundi.
Prema principu prijenosa paketa, mostovi se dijele na Encapsulating Bridges i Translational Bridges.Paketi fizičkog sloja jednog LAN-a u potpunosti se prenose u pakete fizičkog sloja drugog LAN-a. Nakon prolaska kroz drugi LAN, drugi sličan most uklanja ljusku iz međuprotokola, a paket nastavlja svoje kretanje u izvornom obliku.
Takvi mostovi omogućuju povezivanje dvaju Ethernet LAN-ova preko FDDI okosnice. Međutim, u ovom slučaju FDDI će se koristiti samo kao prijenosni medij, a stanice spojene na Ethernet mreže neće "vidjeti" stanice izravno spojene na FDDI mrežu.
Mostovi drugog tipa pretvaraju iz jednog protokola fizičkog sloja u drugi. Oni uklanjaju zaglavlje i prateće podatke jednog protokola i prenose podatke na drugi protokol. Takva pretvorba ima značajnu prednost: FDDI se može koristiti ne samo kao prijenosni medij, već i za izravno povezivanje mrežne opreme, transparentno vidljive stanicama spojenim na Ethernet mreže.
Dakle, ovakvi mostovi osiguravaju transparentnost svih mreža preko mrežnih i protokola višeg sloja (TCP/IP, Novell IPX, ISO CLNS, DECnet Phase IV i Phase V, AppleTalk Phase 1 i Phase 2, Banyan VINES, XNS itd.).
Još jedan važna karakteristika most - prisutnost ili odsutnost podrške za Spannig Tree Algorithm (STA) IEEE 802.1D. Ponekad se naziva i Transparentni standard za premošćivanje (TBS).
Na sl. Slika 1 prikazuje situaciju u kojoj postoje dva moguća puta između LAN1 i LAN2 - preko mosta 1 ili preko mosta 2. Situacije slične ovim nazivaju se aktivnim petljama. Aktivne petlje mogu uzrokovati ozbiljne probleme s mrežom: dvostruki paketi prekidaju logiku mrežni protokoli te dovesti do smanjenja propusnosti kabelskog sustava. STA provodi blokadu svih moguće načine, osim jednog. Međutim, u slučaju problema s glavnom komunikacijskom linijom, jedna od rezervnih staza odmah će biti postavljena kao aktivna.
Inteligentni mostovi
Do sada smo raspravljali o svojstvima proizvoljnih mostova. Inteligentni mostovi imaju niz dodatnih značajki.
Za velike računalne mreže jedan od ključnih problema koji određuju njihovu učinkovitost je smanjenje troškova rada, rana dijagnoza mogući problemi, smanjujući vrijeme rješavanja problema.
Za to se koriste centralizirani sustavi upravljanja mrežom. U pravilu rade pomoću SNMP protokola (Simple Network Management Protocol) i omogućuju administratoru mreže sa svog radnog mjesta:
- konfigurirati hub portove;
- izraditi skup statistike i analize prometa. Na primjer, za svaku stanicu spojenu na mrežu možete dobiti informacije o tome kada je zadnji put poslala pakete na mrežu, broj paketa i bajtova koje je primila svaka stanica s LAN-om koji se razlikuje od onog na koji je spojena, broj emitiranja poslanih (broadcast) paketa itd.;
Instalirajte dodatne filtere na hub portovima prema LAN brojevima ili prema fizičkim adresama mrežnih uređaja kako biste poboljšali zaštitu od neovlaštenog pristupa mrežnim resursima ili poboljšali učinkovitost pojedinih LAN segmenata;
- pravovremeno primati poruke o svim novonastalim problemima u mreži i lako ih lokalizirati;
- provoditi dijagnostiku modula koncentratora;
- pogled unutra grafički oblik slika prednjih ploča modula instaliranih u udaljenim čvorištima, uključujući trenutni status indikatora (ovo je moguće zahvaljujući činjenici da softver automatski prepoznaje koji je modul instaliran u svakom pojedinom utoru čvorišta i prima informacije o trenutnom statusu svih priključaka modula);
- pregled dnevnika sustava, koji automatski bilježi informacije o svim problemima s mrežom, vremenu uključivanja i isključivanja radnih stanica i poslužitelja te svim ostalim važnim događajima za administratora.
Ove značajke zajedničke su svim inteligentnim mostovima i usmjerivačima. Neki od njih (na primjer, Gandalfov sustav prizme) također imaju sljedeće važne napredne značajke:
1. Prioriteti protokola. Prema zasebnim protokolima mrežni sloj neka čvorišta djeluju kao usmjerivači. U ovom slučaju može biti podržano postavljanje prioriteta nekih protokola u odnosu na druge. Na primjer, možete postaviti TCP/IP da ima prednost nad svim drugim protokolima. To znači da će se prvi poslati TCP/IP paketi (ovo je korisno u slučaju nedovoljne propusnosti kabelskog sustava).
2. Zaštita od "emitiranih oluja"(emitirana oluja). Jedan od karakteristične greške mrežne opreme i grešaka u softver- spontano generiranje s velikim intenzitetom emitiranih paketa, odnosno paketa upućenih svim ostalim uređajima spojenim na mrežu. Mrežna adresa odredišnog računala takvog paketa sastoji se samo od jedinica. Nakon što primi takav paket na jednom od svojih portova, most ga mora adresirati na sve ostale portove, uključujući FDDI port. U normalnom načinu rada takve pakete operativni sustavi koriste u servisne svrhe, na primjer, za slanje poruka o pojavljivanju novog poslužitelja na mreži. Međutim, s visokim intenzitetom njihove generacije, oni će odmah zauzeti cijelu propusnost. Most osigurava zaštitu od zagušenja mreže uključivanjem filtra na port s kojeg se takvi paketi primaju. Filtar ne propušta emitirane pakete i druge LAN-ove, čime štiti ostatak mreže od preopterećenja i održava njezine performanse.
3. Prikupljanje statistike u "Što ako?" Ova vam opcija omogućuje virtualno instaliranje filtara na priključke mosta. U ovom načinu rada filtriranje se fizički ne izvodi, ali se prikupljaju statistike o paketima koji bi bili filtrirani da su filteri stvarno uključeni. To omogućuje administratoru da unaprijed procijeni posljedice uključivanja filtra, čime se smanjuje mogućnost pogreške kada su uvjeti filtriranja netočno postavljeni i bez dovođenja do kvarova povezane opreme.
Primjeri korištenja FDDI
Evo dva najtipičnija primjera moguće upotrebe FDDI mreža.
Klijent-poslužitelj aplikacije. FDDI se koristi za povezivanje opreme koja zahtijeva široku propusnost iz LAN-a. Obično su to NetWare poslužitelji datoteka, UNIX strojevi i velika glavna računala. Osim toga, kao što je gore navedeno, neke radne stanice koje zahtijevaju visoke brzine razmjene podataka također se mogu spojiti izravno na FDDI mrežu.
Korisničke radne stanice povezane su preko višeportnih FDDI-Ethernet mostova. Most obavlja filtriranje i prijenos paketa ne samo između FDDI i Etherneta, već i između različitih Ethernet mreža. Paket podataka će se prenijeti samo na port na kojem se nalazi odredišni čvor, čime se štedi propusnost drugih LAN-ova. Sa strane Ethernet mreža, njihova interakcija je ekvivalentna komunikaciji kroz okosnicu (backbone), samo što u ovom slučaju ona fizički ne postoji u obliku distribuiranog kabelskog sustava, već je u potpunosti koncentrirana u multiport bridge (Collapsed Backbone ili Backbone-in-a-box).
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) tehnologija- optičko distribuirano podatkovno sučelje je prva LAN tehnologija u kojoj je medij za prijenos podataka svjetlovodni kabel.
Rad na stvaranju tehnologija i uređaja za korištenje optičkih kanala u lokalnim mrežama započeo je 80-ih godina, nedugo nakon početka industrijskog rada takvih kanala u teritorijalnim mrežama. Problemska grupa XZT9.5 ANSI instituta razvijala se u razdoblju od 1986. do 1988. godine. početne verzije standarda FDDI, koji omogućuje prijenos okvira brzinom od 100 Mbit/s preko dvostrukog optičkog prstena duljine do 100 km.
FDDI tehnologija se u velikoj mjeri temelji na Token Ring tehnologiji, razvijajući i poboljšavajući svoje glavne ideje. Razvojni programeri FDDI tehnologije postavili su si sljedeće ciljeve kao najveći prioritet:
Povećajte brzinu prijenosa podataka na 100 Mbps;
Povećajte toleranciju na pogreške mreže zahvaljujući standardnim postupcima za njezino ponovno uspostavljanje nakon kvarova raznih vrsta - oštećenje kabela, neispravan rad čvora, čvorišta, pojava visoke razine smetnji na liniji itd.;
Maksimalno iskoristite potencijalnu propusnost
sposobnost mreže za asinkroni i sinkroni (osjetljiv na kašnjenje) promet.
FDDI mreža izgrađena je na temelju dvaju optičkih prstenova, koji čine glavni i rezervni put prijenosa podataka između mrežnih čvorova. Imati dva prstena primarni je način povećanja otpornosti u FDDI mreži, a čvorovi koji žele iskoristiti ovaj povećani potencijal pouzdanosti trebaju biti povezani na oba prstena.
U normalnom načinu rada mreže, podaci prolaze kroz sve čvorove i sve dijelove kabela samo kroz primarni (primarni) prsten, ovaj način rada naziva se Thru način - "kroz" ili "tranzit". Sekundarni prsten (Secondary) se ne koristi u ovom načinu rada.
U slučaju neke vrste kvara gdje dio primarnog prstena ne može prenositi podatke (na primjer, prekid kabela ili kvar čvora), primarni prsten se kombinira sa sekundarnim (vidi sliku), ponovno tvoreći jedan prsten. Ovaj način rada mreže naziva se Wrap, odnosno "sklopivi" ili "sklopivi" prstenovi. Operacija preklapanja izvodi se pomoću čvorišta i/ili FDDI mrežnih adaptera. Kako bi se pojednostavio ovaj postupak, podaci na primarnom prstenu uvijek se prenose u jednom smjeru (na dijagramima je ovaj smjer prikazan suprotno od kazaljke na satu), a na sekundarnom - u suprotnom smjeru (prikazano u smjeru kazaljke na satu). Stoga, kada se zajednički prsten formira od dva prstena, odašiljači stanica i dalje ostaju povezani s prijamnicima susjednih postaja, što omogućuje ispravan prijenos i prijem informacija od strane susjednih postaja.
Značajke metode pristupa.
Za prijenos sinkronih okvira, stanica uvijek ima pravo preuzeti token kada stigne. Vrijeme zadržavanja markera ima unaprijed određenu fiksnu vrijednost. Ako postaja FDDI prstena treba odašiljati asinkroni okvir (vrsta okvira određena je protokolima gornjih slojeva), tada da bi saznala mogućnost hvatanja tokena pri njegovom sljedećem pojavljivanju, stanica mora izmjeriti vremenski interval koji je prošao od prethodnog dolaska tokena. Taj se interval naziva vrijeme rotacije tokena (TRT). TRT interval se uspoređuje s drugom vrijednošću - maksimalnim dopuštenim vremenom rotacije tokena oko T_Opr prstena. Dok je u tehnologiji Token Ring maksimalno dopušteno vrijeme rotacije tokena fiksna vrijednost (2,6 s na temelju 260 stanica u prstenu), u FDDI tehnologiji stanice se slažu oko vrijednosti T_Opr tijekom inicijalizacije prstena. Svaka postaja može ponuditi vlastitu vrijednost T_Opr, kao rezultat toga, minimalno vrijeme koje stanice nude je postavljeno za prsten.
Tehnologija tolerancije grešaka.
Kako bi se osigurala tolerancija na greške, FDDI standard predviđa stvaranje dva prstena od optičkih vlakana - primarnog i sekundarnog.
FDDI standard omogućuje dvije vrste spajanja stanica na mrežu:
Istovremena veza na primarni i sekundarni prsten naziva se dvojna veza - Dual Attachment, DA.
Spajanje samo na primarni prsten naziva se jednostruka veza - Single Attachment, SA.
FDDI standard osigurava prisutnost krajnjih čvorova u mreži - stanica (Station), kao i čvorišta (Concentrator). Za postaje i čvorišta dopuštena je bilo koja vrsta mrežnog povezivanja - jednostruka i dvostruka. Sukladno tome, takvi uređaji imaju odgovarajuće nazive: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator) i DAC (Dual Attachment Concentrator).
Obično su čvorišta dvožična, a stanice jednožične, kao što je prikazano na slici, iako to nije potrebno. Radi lakšeg pravilnog spajanja uređaja na mrežu, njihovi priključci su označeni. Konektori tipa A i B moraju biti za uređaje s dvostrukom vezom, konektor M (Master) dostupan je za hub za jednostruko povezivanje stanice, u kojem spojni konektor mora biti tipa S (Slave).
Fizički sloj podijeljen je u dva podsloja: podsloj PHY (fizički) neovisan o medijima i podsloj PMD (Physical Media Dependent) ovisan o medijima
13. Strukturni kablovski sustav /SCS/. Hijerarhija u kabelskom sustavu. Izbor vrste kabela za različite podsustave.
Sustav strukturiranog kabliranja (SCS) - fizička osnova informacijske infrastrukture poduzeća, koja vam omogućuje spajanje jedinstveni sustav mnoge informacijske usluge za razne namjene: lokalno računalstvo i telefonske mreže, sigurnosni sustavi, video nadzor itd.
SCS je hijerarhijski kabelski sustav zgrade ili skupine zgrada, podijeljen na konstruktivne podsustave. Sastoji se od kompleta bakrenih i optičkih kabela, cross panela, spojnih kabela, kabelskih konektora, modularnih utičnica, informacijskih utičnica i pomoćne opreme. Svi ovi elementi integrirani su u jedan sustav i upravljaju prema određenim pravilima.
Kabelski sustav je sustav čiji su elementi kabeli i komponente koje su spojene na kabel. Komponente kabela uključuju svu pasivnu sklopnu opremu koja se koristi za spajanje ili fizičko završavanje (terminiranje) kabela - telekomunikacijske utičnice na radnim mjestima, skretnice i patch paneli (žargon: “patch paneli”) u telekomunikacijskim prostorijama, spojnice i spojnice;
Strukturirano. Struktura je bilo koji skup ili kombinacija povezanih i zavisnih sastavnih dijelova. Pojam „strukturiran“ označava, s jedne strane, sposobnost sustava da podržava različite telekomunikacijske aplikacije (glas, podatke i video), s druge strane, mogućnost korištenja različitih komponenti i proizvoda različitih proizvođača, te s treće, mogućnost implementacije tzv. multimedijskog okruženja, u kojem se koristi nekoliko vrsta prijenosnih medija - koaksijalni kabel, UTP, STP i optička vlakna. Struktura kablovskog sustava određena je infrastrukturom informacijske tehnologije, IT (Information Technology), ona je ta koja diktira sadržaj pojedinog projekta kabliranja u skladu sa zahtjevima krajnjeg korisnika, bez obzira na aktivnu opremu koja se može naknadno koristiti.
14. Mrežni adapteri /CA/. Funkcije i karakteristike SA. SA klasifikacija. Princip rada.
Mrežni adapteri djeluju kao fizičko sučelje između računala i mrežnog kabela. Obično se umeću u utore za proširenje radnih stanica i poslužitelja. Kako bi se omogućila fizička veza između računala i mreže, mrežni kabel je spojen na odgovarajući priključak na adapteru nakon što je instaliran.
Funkcije i karakteristike mrežnih adaptera.
Mrežni adapter i njegov upravljački program u računalnoj mreži obavljaju funkciju fizičkog sloja i MAC sloja. Mrežni adapter i upravljački program primaju i prenose okvir. Ova operacija odvija se u nekoliko faza. Najčešće se međusobna interakcija protokola unutar računala odvija putem međuspremnika koji se nalaze unutar RAM-a.
Poznato je da mrežni adapteri implementiraju protokole, a ovisno o tome s kojim protokolom rade, adapteri se dijele na: Ethernet - adaptere, FDDI - adaptere, Token Ring - adaptere i mnoge druge. Većina modernih Ethernet adaptera podržava dvije brzine, pa stoga i oni sadrže prefiks 10/100 u svom nazivu.
Prije instaliranja mrežnog adaptera na računalo, morate ga konfigurirati. U slučaju da računalo operacijski sustav i sam mrežni adapter podržava standard Plug-and-Play, adapter i njegov upravljački program automatski se konfiguriraju. Ako ovaj standard nije podržan, prvo morate konfigurirati mrežni adapter, a zatim primijeniti potpuno iste parametre u konfiguraciji upravljačkog programa. NA ovaj proces puno ovisi o proizvođaču mrežnog adaptera, kao io parametrima i mogućnostima sabirnice za koju je adapter namijenjen.
Klasifikacija mrežnih adaptera.
U razvoju Ethernet mrežnih adaptera zabilježene su četiri generacije. Za proizvodnju prve generacije adaptera korišteni su diskretni, logički mikrosklopovi, tako da nisu bili vrlo pouzdani. Njihova međuspremnička memorija bila je dizajnirana za samo jedan okvir, što već govori da su im performanse bile vrlo niske. Osim toga, ova vrsta mrežnog adaptera konfigurirana je pomoću skakača, što znači ručno.
Dakle, već smo primijetili da tehnologija FDDI uzeo dosta kao osnovu iz tehnologije prsten sa znakom razvijanje i usavršavanje njezinih ideja. Razvojni programeri tehnologije FDDI postavite sljedeće ciljeve kao glavne prioritete:
prvo, - povećati brzinu prijenosa podataka na 100 Mbps;
drugo, povećati otpornost na pogreške mreže zbog standardnih postupaka za njezino ponovno uspostavljanje nakon kvarova raznih vrsta - oštećenja kabela, neispravnog rada čvora, čvorišta, pojave visoke razine smetnji na liniji itd.;
Također, kako bi se povećala potencijalna propusnost mreže za asinkroni i sinkroni (osjetljiv na kašnjenje) promet.
Mreža FDDI izgrađen na temelju dva prstenovi od optičkih vlakana koji nastaju Osnovni, temeljni i rezervni putovi prijenosa podataka između mrežnih čvorova.
Prisutnost dva prstena postala je glavni način povećanja tolerancije grešaka u mreži FDDI. Čvorovi koji žele iskoristiti ovaj povećani potencijal pouzdanosti moraju biti povezani na oba prstena. Sada ćemo razmotriti ovu značajku izgradnje mreže.
U normalnom radu mreže, podaci prolaze kroz sve čvorove i sve dijelove kabela samo na primarnom (primarni) prstenje.
Ovaj mod se naziva mod Thru - "kroz" ili "tranzit". sekundarni prsten (Sekundarno) ne koristi se u ovom načinu rada.
U slučaju nekog oblika kvara gdje dio primarnog prstena ne može prenositi podatke (na primjer, prekid kabela ili kvar čvora), primarni prsten se spaja sa sekundarnim kako bi se ponovno formirao jedan prsten.
Ovaj način rada mreže naziva se Zamotati, tj. "preklopnih" ili "preklopnih" prstenova.
Operacija zgrušavanje proizvedene pomoću tehnologije čvorišta i/ili mrežnih adaptera FDDI.
Kako bi se pojednostavio ovaj postupak, podaci na primarnom prstenu uvijek se prenose u jednom smjeru (na dijagramima je ovaj smjer prikazan suprotno od kazaljke na satu), a na sekundarnom - u suprotnom smjeru (prikazano u smjeru kazaljke na satu). Stoga, kada se zajednički prsten formira od dva prstena, odašiljači stanica i dalje ostaju povezani s prijamnicima susjednih postaja, što omogućuje ispravan prijenos i prijem informacija od strane susjednih postaja.
Dakle, pogledajmo općenito rad stanica u mreži. FDDI:
Zvono u mrežama FDDI, kao u mrežama 802.5 smatraju uobičajenim dijeljenim medijem za prijenos podataka, za njih je definirana metoda pristupa, vrlo bliska metodi pristupa mreža prsten sa znakom a također se zove token ring metoda.
Stanica može započeti s prijenosom vlastitih podatkovnih okvira samo ako je primila poseban okvir od prethodne stanice - pristupni token (koji se također obično naziva token). Nakon toga, može prenositi svoje okvire, ako ih ima, tijekom pozvanog vremena vrijeme držanja tokena - Vrijeme držanja tokena (THT).
Nakon isteka vremena THT stanica mora završiti prijenos svog sljedećeg okvira i proslijediti pristupni token sljedećoj stanici. Ako u trenutku prihvaćanja tokena stanica nema okvira za prijenos preko mreže, tada odmah emitira token sljedeće stanice. Na liniji FDDI svaka stanica ima uzvodnog susjeda i nizvodnog susjeda određenog fizičkim vezama i smjerom prijenosa informacija.
Svaka stanica u mreži stalno prima okvire koje joj šalje prethodni susjed i analizira njihovu odredišnu adresu. Ako se odredišna adresa ne podudara s vlastitom, tada emitira okvir sljedećem susjedu. Treba napomenuti da ako je stanica uhvatila token i odašilje svoje okvire, tada tijekom tog vremenskog razdoblja ne emitira dolazne okvire, već ih uklanja iz mreže.
Ako se adresa okvira podudara s adresom stanice, tada ona kopira okvir u svoj interni međuspremnik, provjerava njegovu ispravnost (uglavnom kontrolnim zbrojem), prosljeđuje svoje podatkovno polje za daljnju obradu gore navedenom protokolu FDDI razini (na primjer, IP), a zatim prenosi izvorni okvir preko mreže sljedeće stanice. U okviru koji se prenosi na mrežu (kao i u okviru prsten sa znakom) odredišna stanica bilježi tri znaka: prepoznavanje adrese, kopiranje okvira i odsutnost ili prisutnost pogrešaka u njemu.
Nakon toga, okvir nastavlja putovati kroz mrežu, emitirajući ga svaki čvor. Stanica, koja je izvor okvira za mrežu, odgovorna je za uklanjanje okvira iz mreže nakon što je, nakon punog okretanja, ponovno dosegne. U tom slučaju izvorišna stanica provjerava znakove okvira, da li je stigao do odredišne stanice i da li je oštećen. Proces obnavljanja informacijskih okvira nije odgovornost protokola. FDDI, to bi trebali rješavati protokoli višeg sloja.
Struktura tehnoloških protokola FDDI u projekciji na sedmorazinski model OSI definira protokol fizičkog sloja i protokol podsloja pristupa medijima (MAC) sloja veze. Kao i mnoge druge LAN tehnologije, tehnologija FDDI koristi protokol 802.2 podsloj kontrole podatkovne veze (LLC) definiran u standardima IEEE 802.2 i ISO 8802.2. FDDI koristi prvi tip postupaka LLC, u kojem čvorovi rade u datagram modu - bez uspostavljanja veza i bez vraćanja izgubljenih ili oštećenih okvira.
U standardima FDDI velika se pažnja posvećuje različitim postupcima koji vam omogućuju da utvrdite prisutnost kvara u mreži, a zatim napravite potrebnu rekonfiguraciju.
Mreža FDDI može u potpunosti obnoviti svoje performanse u slučaju pojedinačnih kvarova njegovih elemenata.
S višestrukim kvarovima, mreža se raspada na nekoliko nepovezanih mreža.
Tehnologija FDDI nadopunjuje mehanizme detekcije tehnoloških kvarova prsten sa znakom mehanizmi za rekonfiguraciju putanje prijenosa podataka u mreži, na temelju prisutnosti rezervnih veza koje osigurava drugi prsten.
Razlike u načinu pristupa FDDI jesu li to vrijeme držanja markera na liniji FDDI nije konstantna vrijednost, kao u mreži prsten sa znakom.
Ovdje ovo vrijeme ovisi o opterećenju prstena - s malim opterećenjem se povećava, a s velikim preopterećenjima može se smanjiti na nulu.
Promjene metode pristupa utječu samo na asinkroni promet koji nije osjetljiv na mala kašnjenja okvira. Za sinkroni promet, vrijeme zadržavanja tokena još uvijek je fiksna vrijednost.
Mehanizam prioriteta okvira koji je bio prisutan u tehnologiji prsten sa znakom, u tehnologiji FDDI odsutan. Razvojni programeri tehnologije odlučili su da podjela prometa na 8 razina prioriteta suvišno a dovoljno je promet jednostavno podijeliti u dvije klase - asinkroni i sinkroni. Sinkroni promet uvijek je opslužen, čak i ako je prsten zagušen.
Inače, prosljeđivanje okvira između stanica prstena na razini MAC, kao što smo već razmotrili, potpuno je u skladu s tehnologijom prsten sa znakom.
Stanice FDDI koristiti algoritam ranog oslobađanja tokena poput mreža prsten sa znakom s brzinom 16 Mbps.
Adrese MAC razina imati standard tehnologije IEEE 802 format.
Format okvira FDDI također blizu veličine okvira prsten sa znakom, glavne razlike su nepostojanje prioritetnih polja. Znakovi prepoznavanja adrese, kopiranje okvira i pogreške omogućuju spremanje postojećih mreža prsten sa znakom procedure za obradu okvira od strane stanice pošiljatelja, međustanica i stanice primatelja.
Format okvira
PA - Preambula: 16 ili više praznih znakova.
SD - Početni graničnik: niz "J" i "K".
FC - kontrola okvira: 2 znaka odgovorna za vrstu informacija u polju INFO
DA - Odredišna adresa: 12 znakova koji označavaju kome je okvir upućen.
SA - Izvorna adresa: 12 znakova koji označavaju izvornu adresu okvira.
INFO - Informacijsko polje: 0 do 4478 bajtova informacija.
FCS - Kontrolni zbroj (slijed provjere okvira): 8 znakova CRC.
ED - Završni razdjelnik
Format markera
Dakle, unatoč činjenici da je FDDI tehnologiju razvio i standardizirao ANSI institut, a ne IEEE odbor, ona se savršeno uklapa u strukturu 802 standarda.
Naravno, nakon svega, postoje i karakteristične značajke standarda ANSI - FDDI tehnologije.
Jedna takva značajka je ta tehnologija FDDI još jedan istaknut razina upravljanja stanicom - Station Management (SMT).
Točno na razini SMT obavlja sve funkcije upravljanja i nadzora svih ostalih slojeva protokolnog steka FDDI. Specifikacija SMT definirano je sljedeće:
Algoritmi za otkrivanje grešaka i oporavak od kvarova;
Pravila za nadzor rada prstena i postaja;
Upravljanje prstenom;
Postupci inicijalizacije zvona.
Sudjeluje u upravljanju prstenom svaki čvor mreže FDDI. Stoga se razmjenjuju svi čvorovi specijalni SMT okviri za upravljanje mrežom.
Otpornost mreže FDDI Omogućuju ga protokoli drugih razina: uz pomoć fizičkog sloja otklanjaju se kvarovi mreže zbog fizičkih razloga, na primjer, zbog prekida kabela, a uz pomoć MAC razina- logičke greške mreže, kao što je gubitak ispravnog internog puta za prijenos tokena i podatkovnih okvira između portova čvorišta.
Dakle, razmotrili smo najčešće karakteristike tehnologije FDDI. Pogledajmo pobliže karakteristične značajke.
Značajke metode pristupa FDDI
Za prijenos sinkronih okvira, stanica uvijek ima pravo preuzeti token kada stigne. Vrijeme zadržavanja markera ima unaprijed određenu fiksnu vrijednost.
Ako postaje prstena FDDI Ako je potrebno poslati asinkroni okvir (tip okvira je određen protokolima gornjih slojeva), tada da bi se otkrila mogućnost hvatanja tokena pri njegovom sljedećem dolasku, stanica mora izmjeriti vremenski interval koji je prošlo od prethodnog dolaska tokena.
Taj se interval naziva vrijeme rotacije tokena (TRT).
Interval TRT u usporedbi s drugom vrijednošću maksimalno dopušteno vrijeme okretanja markera duž prstena T_0pr.
Ako u tehnologiji prsten sa znakom rekli smo da je maksimalno dopušteno vrijeme okretanja markera fiksna vrijednost (2,6 s na temelju 260 postaja u prstenu), zatim u tehnologiji FDDI postaje slažu oko vrijednosti T_0pr tijekom inicijalizacije zvona.
Svaka postaja može ponuditi svoju vrijednost T_0pr, kao rezultat, za prsten, minimum od vremena koje predlažu stanice.
Ova značajka omogućuje uzimanje u obzir potreba onih aplikacija koje rade na stanicama prstena.
Općenito, sinkrone aplikacije (u stvarnom vremenu) trebaju češće slati podatke mreži u malim dijelovima, dok je za asinkrone aplikacije bolje da mreži pristupaju rjeđe, ali u velikim dijelovima. Prednost imaju postaje koje odašilju sinkroni promet.
Dakle, pri sljedećem dolasku tokena za prijenos asinkronog okvira, stvarno vrijeme prometa tokena TRT se uspoređuje s maksimalnim mogućim T_0pr.
Ako prsten nije preopterećen, tada marker stiže prije isteka intervala T_0pr, odnosno TRT manji T_0pr.
U slučaju TRT-a manji Stanici T_Opr dopušteno je nabaviti token i poslati njegov okvir (ili okvire) u prsten.
Vrijeme zadržavanja TNT markera jednako je razlici T_0pr - TRT
Za to vrijeme stanica šalje što više asinkronih okvira u prsten.
Ako je prsten preopterećen i marker kasni, tada je interval TRT će biti veći od T_0pr. U tom slučaju stanica nema pravo nabaviti token za asinkroni okvir.
Ako sve stanice u mreži žele odašiljati samo asinkrone okvire, a token je presporo napravio okret oko prstena, tada sve stanice preskaču token u načinu ponavljanja, token brzo napravi sljedeći okret, au sljedećem ciklusu rada, stanice već imaju pravo uhvatiti token i poslati svoje okvire.
Način pristupa FDDI za asinkroni promet je prilagodljiv i dobro regulira privremena zagušenja mreže.
Otpornost na pogreške FDDI tehnologije
Kako bi se osigurala tolerancija na pogreške u standardu FDDI planira se stvoriti dva prstena od optičkih vlakana - primarni i sekundarni. U standardu FDDI dopuštene su dvije vrste priključenja stanica na mrežu.
Istovremena veza na primarni i sekundarni prsten naziva se dvostruka veza - Dual Attachment, D.A.. Povezivanje samo s primarnim prstenom naziva se jednostruka veza - Pojedinačni prilog SA.
U standardu FDDI osigurana je prisutnost krajnjih čvorova u mreži - stanica (Station), kao i koncentratora (Concentrator).
Za postaje i čvorišta dopuštena je bilo koja vrsta mrežnog povezivanja - jednostruka i dvostruka. Prema tome, takvi uređaji imaju odgovarajuće nazive: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator)iDAC (Dual Attachment Concentrator).
Obično su čvorišta dvožična, a stanice jednožične, iako to nije potrebno.
Obično je spojen na prsten preko čvorišta. Imaju jedan priključak koji radi za prijem i prijenos
Radi lakšeg pravilnog spajanja uređaja na mrežu, njihovi priključci su označeni.
Tip konektora I i NA mora biti za uređaje s dvostrukim priključkom, konektor M(Master) dostupan je na čvorištu za povezivanje s jednom stanicom, za što spojni konektor mora biti tipa S(rob).
DAS obično spojen na prsten preko 2 priključka A i B, oba imaju mogućnost primanja i odašiljanja, što vam omogućuje povezivanje s dva prstena.
Čvorišta dopuštaju SAS i DASčvorovi za spajanje na dual FDDI prsten. Čvorišta imaju M(glavni) portovi za povezivanje SAS i DAS priključci, a također može imati SAS i DAS priključci.
U slučaju prekida jednog kabela između dvostruko povezanih uređaja, mreža FDDI moći će nastaviti s normalnim radom automatskim rekonfiguriranjem unutarnjih staza okvira između priključaka čvorišta. Dvaput prekidanje kabela rezultirat će u dvije izolirane mreže FDDI. Kada se kabel prekine do stanice s jednom vezom, on postaje odsječen od mreže, a prsten nastavlja raditi zbog rekonfiguracije unutarnjeg puta u čvorištu - portu M, na koju je ova stanica bila spojena, bit će isključeni iz zajedničkog puta.
Kako bi mreža održala rad tijekom nestanka struje u stanicama s dvojnim priključkom, tj. stanicama DAS, potonji moraju biti opremljeni optičkim premosnim prekidačima (Optički premosni prekidač), koji stvaraju premosnicu za svjetlosne tokove u slučaju nestanka struje, koje primaju od stanice.
I na kraju, stanice DAS ili čvorišta DAC može se spojiti na dva porta M jedan ili dva čvorišta, stvarajući strukturu stabla s primarnim i sekundarnim vezama. Zadani priključak NA podržava glavnu vezu i port I- rezerva. Ova konfiguracija se naziva veza. dvostruko samonavođenje.
Tolerancija na pogreške održava se kontinuiranim praćenjem razine SMTčvorišta i stanice iza vremenskih intervala cirkulacije tokena i okvira, kao i prisutnost fizičke veze između susjednih priključaka u mreži.
Na liniji FDDI nema posebnog aktivnog monitora - sve stanice i čvorišta su jednaki, a ako se otkriju odstupanja od norme, započinju proces ponovnog pokretanja mreže, a zatim njezine rekonfiguracije.
Rekonfiguracija unutarnjih staza u čvorištima i mrežnim adapterima izvodi se posebnim optičkim prekidačima koji preusmjeravaju svjetlosni snop i imaju prilično složen dizajn.