Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волоконно-оптические сети - Р.Р. Убайдуллаев.pdf
Скачиваний:
702
Добавлен:
24.05.2014
Размер:
17.59 Mб
Скачать

процесс заявлений и начинают передавать специальные сигнальные кадры. Сигнальные кадры передаются как в первичное, так и во вторичное кольца. Станция, получающая такой сигнальный кадр, пытается его ретранслировать. Процесс сигнализации прекращается, когда одна из станций получает свой собственный сигнальный кадр, что означает установление логического кольца. Эта станция начинает процесс заявлений по запуску маркера.

Общая схема процесса инициализации кольца показана на рис. 6.22.

Рис. 6.22. Этапы инициализации логического кольца FDDI [12]

6.8. Обзор уровня SMT

Кроме спецификаций уровней PHY, PMD и MAC, стандарт FDDI определяет также спецификацию уровня управления станцией SMT (station management).

Эта спецификация определяет функции, которые должен выполнять каждый узел в сети FDDI. SMT контролирует и управляет всеми процессами канального и физического уровней, протекающими в отдельной станции. Кроме того, процесс SMT каждой станции взаимодействует с аналогичными процессами других станций для того, чтобы следить и координировать все операции в кольце FDDI. В этом случае SMT принимает участие в распределенном одноранговом управлении кольцом [б].

Спецификация SMT определяет три главных составляющие (рис. 6.23):

управление соединениями СМТ (connection management);

управление кольцом RMT (ring management);

управление, основанное на передаче кадров FBM (frame-based management).

Управление соединениями СМТ

Компонент СМТ ответственен за конфигурирование портов станций и подразделяется на:

Управление координацией объектов ЕСМ (entity coordination management) - следит за активностью компонентов внутри СМТ, а также осуществляет прямой контроль за оптическим обходным переключателем, если тот присутствует. На станции имеет место только один процесс ЕСМ;

Управление физическим соединением РСМ (physical connection management) - контролирует активность соответствующих портов и каналов связи с удаленными портами соседних станций. Один процесс РСМ имеет место в расчете на один порт;

Управление конфигурацией CFM (configuration management) - контролирует состояние конфигурационных контрольных элементов ССЕ (configuration control element). На каждый MAC и каждый физический порт приходится по одному элементу ССЕ.

Рис. 6.23. Составляющие уровня SMT

Обозначения: m - количество различных MAC, р - количество физических портов

Управление кольцом RMT

Для выполнения своих функций узел RMT взаимодействует с локальным узлом MAC, с узлом управления соединениями СМТ, а также с другими узлами SMT станции. Узел RMT выполняет следующие функции.

Уведомление о статусе и наличии локального МАС-узла. RMT несет ответственность за уведомление других узлов SMT о:

доступности МАС-узла для передачи и приема кадров и маркера;

начале или завершении процесса Beacon в локальном узле;

обнаружении факта дублирования МАС-адреса;

старте функции Trace, позволяющей узлу выйти из состояния постоянной генерации кадров сигнализации о неисправности (состояние Stuck Beacon);

неработоспособности кольца в течение длительного времени.

Процесс сигнализации и выход из него. Процесс сигнализации используется для изоляции серьезных повреждений кольца. Узел MAC начинает процесс Beacon в следующих ситуациях:

процесс инициализации кольца Claim Token не завершился за отведенное ему время;

узел SMT передал узлу MAC команду на инициацию процесса Beacon.

Управление, основанное на передаче кадров FВМ

Этот компонент SMT является наиболее высокоуровневым, так как для его работы требуется, чтобы кольцо находилось в работоспособном состоянии и могло передавать между станциями кадры. Спецификация FBM определяет большое количество типов кадров, которыми обмениваются станции:

Кадры информации о соседстве NIF позволяют станции выяснить адреса ее предшествующего и последующего соседей, выяснить наличие дублированных адресов, а также проверить работоспособность своего МАС-узла при отсутствии другого трафика. Информация об адресах соседей может быть собрана управляющей станцией для построения логической карты кольца.

Кадры информации о статусе SIF используются станцией для передачи запроса о конфигурации и операционных параметрах другой станции. С помощью кадров SIF запрашиваются и передаются, например, данные о состоянии станции, значении счетчика кадров, приоритетах кадров, идентификаторе производителя.

Кадры отчета о статусе SRF позволяют станции периодически посылать по кольцу информацию о своем состоянии, которая может быть интересна станции управления кольцом. Это может быть, например, информация об изменении состояния станции, о нежелательных соединениях, о слишком высокой интенсивности ошибочных кадров.

Кадры управления параметрами PMF используются станцией для чтения или записи значений параметров базы данных управляющей информации SMT MIB.

Эхо-кадры ECF позволяют станции проверить связь с любой станцией кольца.

6.9. Построение сетей FDDI

Когда рекомендуется использовать технологию FDDI

Преимуществом технологии FDDI является сочетание нескольких очень важных для локальных сетей свойств:

высокая степень отказоустойчивости; способность покрывать значительные территории, вплоть до территорий крупных городов;

высокая скорость обмена данными;

детерминированный доступ, позволяющий передавать чувствительные к задержкам приложения;

гибкий механизм распределения пропускной способности кольца между станциями;

возможность работы при коэффициенте загрузки кольца, близком к единице;

возможность легкой трансляции трафика FDDI в графики таких популярных протоколов, как Ethernet и Token Ring за счет совместимости форматов адресов станций и использования общего подуровня LLC.

Пока FDDI - это единственная технология, которой удалось объединить все

перечисленные свойства. В других технологиях эти свойства также встречаются, но не в совокупности. Так, технология Fast Ethernet также обладает скоростью передачи данных 100 Мбит/с, но она не позволяет восстанавливать работу сети после однократного обрыва кабеля и не дает возможности работать при большом коэффициенте загрузки сети (если не принимать во внимание коммутацию Fast Ethernet).

К недостаткам следует отнести один - высокую стоимость оборудования. За уникальное сочетание свойств приходится платить - технология FDDI остается самой дорогой 100-мегабитной технологией. Поэтому ее основные области применения - это магистрали кампусов и зданий, а также подключение корпоративных серверов. В этих случаях затраты оказываются обоснованными - магистраль сети должна быть отказоустойчивой и быстрой, то же относится к серверу, построенному на базе дорогой мультипроцессорной платформы и обслуживающему сотни пользователей. Из-за высокой стоимости оборудования решения на основе FDDI уступают решениям на основе Fast Ethernet при строительстве локальных сетей небольшой протяженности, когда стандарт Fast Ethernet предоставляет оптимальное решение.

При строительстве протяженных корпоративных сетей, выбор наилучшего стандарта зависит от ряда факторов. Главные факторы, которые могут говорить в пользу построения сети с магистралью FDDI, следующие:

выраженная кольцевая топология кабельной системы, или размещения сетевых узлов;

большое количество самих сетевых узлов (до 10 и более);

ограниченное число волокон в кабельной системе (2 или 4);

большая общая протяженность планируемой сети (несколько десятков километров). Примеры решений на основе различных технологий приведены

на рис. 6.24.

Магистраль FDDI. На рис. 6,24 а показано решение с использованием магистрали FDDI. Это решение полностью удовлетворяет поставленным требованиям, и весьма эффективно. Отметим один недостаток: при отключении двух станций возможна микросегментация кольца FDDI. Обычно в сети магистральные узлы работают непрерывно без отключений. Более того, как сами коммутаторы, так и файл-серверы подключаются к источникам бесперебойного питания, Однако сама возможность отключения или выхода из строя имеется. Для повышения надежности можно отдельные станции подключать через двойное кольцо.

Альтернативное решение на основе коммутации Fast Ethernet, рис. 6,24

б. При небольшом количестве волокон сеть с центральным коммутатором каналов Fast Ethernet и Ethernet не проходит, поскольку она требует значительно большего числа волокон (особенно по мере приближения к узлу коммутации) по сравнению с тем, когда узлы связываются по кругу с ближайшими соседями соединениями "точка-точка". Поскольку расстояния между узлами большие, то наряду с

центральным (магистральным) коммутатором следует устанавливать удаленные коммутаторы (коммутаторы для рабочих групп), подключенные полнодуплексными каналами к магистральному коммутатору. Для реализации такой сети требуется большее количество волокон, например для сегмента 1-10 нужно 10 волокон, для 1-9 - 8, и т.д. У такой сети есть еще одно слабое место - центральный коммутатор (узел 1) при его отключении или выходе из строя сеть становится неработоспособной.

Альтернативное решение на основе коммутации Fast Ethernet с

дублированием, рис. 6.24 в. Для повышения надежности на узле 6 установлен второй магистральный коммутатор Fast Ethernet. Каждый из коммутаторов для рабочих групп подключаются к двум магистральным коммутаторам. Петли в потоках данных ликвидируются посредством алгоритма Spanning Tree. Для большей эффективности все активные каналы приходят на один из магистральных коммутаторов. Если этот коммутатор выходит из строя, то протокол Spanning Tree переопределяет активные каналы, замыкая их на коммутатор узла 6. Такая сеть по производительности не выигрывает перед предыдущим решением, но более надежна. В этом решении еще больше возрастает количество активных сегментов пар волокон "точка-точка".

Альтернативное решение на основе АТМ магистрали, рис. 6.24 г. В

такой сети магистраль образована ATM/Fast Ethernet/Ethernet коммутаторами. По производительности и стоимости такое решение уступает всем предыдущим, если считать, что главной задачей магистрали является объединение существующих разрозненных сетей Ethernet и Fast Ethernet. Отметим, что магистраль АТМ лучше строить на основе одно (двух) магистральных коммутаторов на узлах, например 1 и 6, аналогично рис, 6.24 б, в. Причем на всех остальных узлах следует ставить устройства, совмещающие функции коммутации Ethernet/Fast Ethernet и доступа АТМ (АТМ access).

Альтернативное решение на основе цепи коммутаторов Fast Ethernet,

рис. 6.24 д. В такой сети коммутаторы Fast Ethernet соединены друг с другом последовательно по кольцу, аналогично предыдущему примеру с АТМ коммутаторами. Это решение неудачно, так как большое количество коммутаторов Fast Ethernet приводит к росту латентных времен сети, Это решение не рекомендуется использовать.