Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волоконно-оптические сети - Убайдуллаев Р.Р..pdf
Скачиваний:
612
Добавлен:
24.05.2014
Размер:
17.59 Mб
Скачать

с уровнями PHY, PMD и MAC; управление станциями и концентраторами; процессы инициализации кольца и контроль за соединениями между узлами; обработку аварийных ситуаций (алгоритмы обнаружения ошибок и восстановления после сбоев).

Позже (1993-1994 гг.) к спецификациям уровня PMD добавляются новые спецификации, стандартизующие два других интерфейса, соответственно на одномодовое волокно и витую пару:

SMF-PMD (Single Mode Fiber PMD) - нижний подуровень физического уровня, предполагающий использование лазерных передатчиков и одномодового оптического волокна.

TP-PMD (Twisted Pair PMD). Подкомитетом ANSI в 1994 году была завершена разработка нового стандарта FDDI TP-PMD. Этот стандарт предусматривает использование неэкранированной витой пары категории 5 (UTP Cat.5) с соединителями RJ-45 (CDDI или FDDI на медном кабеле ), а также экранированной витой пары (STP IBM Type 1) с соединителями DB-9 (SDDI). Максимальное расстояние по медному кабелю в обоих случаях не должно превосходить 100 метров.

Таблица 6.2. Основные стандарты ANSI/ISO для FDDI [5]

6.3. Типы устройств и портов

Все узлы сети FDDI можно классифицировать по трем признакам: функциям обработки данных (конечная станция, концентратор); типу подключения; количеству встроенных МАС-узлов [1, 6].

По функциям обработки данных все устройства FDDI делятся на станции и концентраторы. В качестве станции может выступать рабочая станция или файлсервер с соответствующим FDDI адаптером. Концентратор - это активное устройство, которое выполняет функцию объединения и позволяет подключить к себе несколько рабочих станций или других концентраторов.

По типу подключения различают следующие устройства FDDI:

DAS (dual attachment station) - станция двойного подключения. Это устройство имеет два порта (которые принято обозначать А и В) и предназначено для непосредственного подключения в двойное кольцо FDDI и подсоединяется на прием и на передачу к первичному и вторичному кольцу. Роль DAS может выполнять рабочая станция или файл-сервер с соответствующим FDDI DAS адаптером.

SAS (single attachment station) - станция одиночного подключения. Это устройство (рабочая станция или файл-сервер) имеет один порт S и может подключаться в кольцо FDDI только через FDDI-концентратор.

DAC (dual attachment concentrator) - концентратор двойного подключения. Это устройство имеет два порта А и В, а также несколько портов М, и предназначено для непосредственного подключения в двойное кольцо. К М- портам могут подключаться другие сетевые устройства.

SAC (single attachment concentrator) - концентратор одиночного подключения. Это

устройство имеет один порт S и несколько портов М. SAC не допускает непосредственного подключения к двойному кольцу.

NAC (null attachment concentrator) - концентратор нулевого подключения. Это устройство имеет только М-порты.

Соответственно определения четырех типов портов FDDI: А, В, М и S

приводятся ниже.

Порт А, входящее первичное, выходящее вторичное кольцо PI/SO (primary in/ secondary out) ~ составляет неотъемлемую часть станции с двойным подключением DAS или концентратора с двойным подключением DAC и присутствует, как правило, в единичном экземпляре. Через этот порт устройство соединяется с приходящим первичным кольцом и уходящим вторичным кольцом двойного кольца FDDI.

Порт В, выходящее первичное, входящее вторичное кольцо PO/SI (primary out/ secondary in) - составляет неотъемлемую часть DAS или DAC и присутствует, как правило, в единичном экземпляре. Через этот порт устройство соединяется с уходящим первичным кольцом и приходящим вторичным кольцом двойного кольца FDDI.

Порт М - master, первичное входящее, первичное выходящее PI/PO (primary in/ primary out) - составляет неотъемлемую часть любого FDDI концентратора (NAC, DAC, SAC). Обычно бывает несколько М-портов на одном концентраторе. Через этот концентратор порт может соединять концентратор с DAS, DAC (о последних говорят, что они подключаются по механизму Dual Homing через свои порты А и В), а также со станцией одиночного подключения SAS или концентратором одиночного подключения SAC, у которого используется его порт S. Если сеть FDDI основывается на двойном кольце, то этот порт в нормальном режиме работы использует только первичное кольцо.

Порт S - slave, P1/PO - присутствует у SAS и SAC. Через этот порт SAS или SAC соединяет с концентратором. Если сеть основывается на двойном кольце, то этот порт в нормальном режиме работы использует только первичное кольцо.

Правила подключения портов между собой указаны в табл. 6.3. Подробные комментарии по правилам подключения портов А и В устройств DAS и DAC между собой и другими портами даны в табл. 6.4, а по правилам подключения портов S и М между собой и с другими портами - в табл. 6,5.

Таблица 6.3. Правила подключения портов FDDI

Порты других устройств

 

 

А

В

S

M

Порты

A

V, N

V

V, N

VP

данного

B

V

V, N

V, N

VP

устройства

S

V, N

V, N

V

V

 

M

V

V

V

X

Обозначения: V - допустимое соединение Х - недопустимое соединение N - требуется уведомление SMT VP - допустимое соединение, но может быть как активным, так и неактивным (например, при Dual Homing).

Число встроенных MAC. Для того, чтобы иметь возможность передавать собственные данные в кольцо или принимать данные (а не просто ретранслировать данные других станций), станция должна иметь в своем составе хотя бы один МАС-узел, который имеет свой уникальный МАС-адрес. Станции могут не иметь ни одного узла MAC, и, значит, участвовать только в ретрансляции чужих кадров. Но обычно все станции сети FDDI, даже концентраторы, имеют хотя бы один МАС-узел. Концентраторы используют МАС-узел для захвата и генерации служебных кадров, например, кадров инициализации кольца, кадров поиска неисправности в кольце и т.п.

Станции (или концентраторы), которые имеют один МАС-узел, называются SM (single MAC) станциями, а станции, которые имеют два МАС-узла, называются DM (dual MAC) станциями. Благодаря второму МАС-узлу, станция может работать в полнодуплексном режиме. Если все устройства DAS и DAC двойного кольца имеют по два МАС-узла, то вторичное кольцо может также использоваться для передачи данных. Общая пропускная способность увеличивается до 200 Мбит/с. Если происходит повреждение кабельной системы кольца, то происходит свертывание колец и скорость падает до 100 Мбит/с - в этой ситуации один МАС-узел на каждой станции будет простаивать. Пожалуй, это основная причина, по которой Dual MAC устройства получили меньшее распространение.

Таблица 6.5. Детали подключения портов S и М

На рис. 6.4 показаны некоторые возможные варианты подключения различных сетевых устройств.

"Блуждающий" MAC. Когда новая станция включается в сеть FDDI, то сеть на время приостанавливает свою работу, проходя через процесс инициализации кольца, в течение которого между всеми станциями согласуются основные параметры кольца, самым важным из которых является номинальное время оборота маркера по кольцу TTRT. Если количество станций в сети велико, то частая реинициализация кольца, связанная с отключением или добавлением станций (преимущественно SAS, подключенных к М-портам) может приводить к потере данных и задержкам. Процедуры инициализации в некоторых случаях можно избежать. Примером такого случая является подключение новой станции SAS к порту М концентратора с так называемым блуждающим узлом MAC (roving MAC), который также называют локальным МАС-узлом. Наличие блуждающего МАС-узла, наряду с основным МАС-узлом, позволяют

концентратору добавлять и отключать станции на М-портах без прекращения работы двойного кольца [б].

Если к М-порту DAC, имеющего roving MAC, подключается действующее дерево через свой корень, например, порт S концентратора SAC, то один маркер должен быть уничтожен, поскольку образовалась одна единая сеть, вместо двух независимых. Roving MAC иногда (зависит от производителя и от параметров подсетей) способен выполнить такую задачу без повторной инициализации в каждой из подсетей. Для этого узел roving MAC задерживает один из маркеров до момента прихода второго маркера на концентратор, после чего выполняется процедура объединения двух сетей в одно логическое кольцо, и выпускается в него только один маркер.

Стандартом FDD) строго не регламентирован механизм работы блуждающего MAC. Поэтому последний не получил большого распространения в FDDI концентраторах.

Топологии сетей FDDI

Единственным видом локального соединения в стандарте FDDI является соединение "точка-точка". Соединение "точка-точка" позволяет разным участкам кольца иметь свои особенности. Например, один участок кольца может

использовать одномодовое волокно, другой - многомодовое, третий - витую пару. Оптическое волокно, плохо адаптируемое в качестве использования общей шины, выгодно подходит под конфигурацию "точка-точка".

Наряду с этим, сеть обладает также определенной топологией, определяющей структуру всей сети как единого целого. Различают логическую и физическую топологию. Логическая топология дает представление о пути, по которому двигаются данные от станции к станции. Физическая топология показывает естественное размещение сетевых устройств (станций, концентраторов), а также кабельной системы, посредством которой устанавливается физическая связь между сетевыми устройствами. Если логическая топология сети FDDI всегда есть кольцо, то физическая топология может быть разнообразной.

Ниже рассмотрены пять основных вариантов физической топологии: точкаточка, двойное кольцо; отдельный концентратор; дерево концентраторов; двойное кольцо деревьев; а также возможность дополнительного повышения надежности работы станции при помощи механизма Dual Homing.

Точка-точка, рис. 6.4 а. Это - простейшая допустимая физическая топология, при которой связываются между собой две станции FDDI типа SAS. В зависимости от того, какой интерфейс поддерживают сетевые адаптеры, связь может быть как на основе ВОК, так и витой пары.

Двойное кольцо, рис. 6.4 б. Двойное кольцо образуется соединениями "точка-точка" между рабочими станциями (DAS), причем каждое такое соединение осуществляется по паре оптических волокон (или витой парой), по которым свет распространяется в разных направлениях, рис. 6,4 а. Топология двойного кольца удобна и наиболее часто применяется в тех случаях, когда имеется небольшое число станций с двойным подключением, которые нужно связать в единую сеть.

Но так как каждая станция в такой топологии составляет неотъемлемую часть кольца, их функционирование становится критичным для работы всей сети. Устранение или добавление станций невозможно без повторной инициализации кольца. Отключение питания на станции (обрыв в сегменте кабельной системы) приводит к разрушению двойного кольца, хотя после процесса реконфигурации целостность сети восстанавливается, рис. 6.1 б. При этом образуется новое свернутое логическое кольцо, по которому циркулирует маркер. С увеличением числа неисправных линий связи (числа выключенных или неисправных станций) сеть распадается на отдельные сегменты. В каждом сегменте происходит нормальное функционирование сети, но связь между сегментами отсутствует. Использование оптических обходных переключателей позволяет сохранить целостность кольца - в случае отключения питания DAS оптический обходной переключатель позволяет обойти эту станцию и сохранить топологию двойного кольца (см. п. 6.4), причем сохраняется передача маркера и данных только по первичному кольцу.

По этой причине двойное кольцо в чистом виде используется тогда, когда риск пользователей, связанный с выходом DAS станций из строя, невелик. Такая топология возможна в тех случаях, когда в сеть нужно объединить небольшое

число рабочих станций и нет необходимости прибегать к более дорогостоящему FDDI концентратору.

Рис. 6.4. Возможные варианты подключения различных устройств в сети

FDDI

Отдельный концентратор, рис. 6.4 в. При этой топологии используется только один FDDI концентратор типа NAC, который не подключается к двойному кольцу, и имеет внутреннюю FDDI шину (backplane). К М-портам концентратора могут подключаться как SAS, так и DAS станции. DAS может быть подключена одним из своих портов (А/В) к одному из М-портов концентратора, или обоими портами к любым двум М-портам концентратора - в последнем случае реализуется механизм подключения Dual Homing.

Дерево концентраторов, рис. 6.4 г. В этой топологии концентраторы связываются в иерархическую звездную топологию с одним концентратором (NAC) в корне дерева (рис. 6.4 в). От корневого концентратора идут связи к станциям (SAS и DAS) и/или к другим концентраторам (SAC и DAC). Эта топология предусматривает большую гибкость в отношении добавления и удаления FDDI станций и концентраторов и позволяет изменять их положение без разрыва сети FDDI.

Преимущества этой топологии:

Удобна, когда нужно объединить большое количество станций в пределах одного здания или в пределах одного этажа здания;

Администратору сети легко контролировать сетевые устройства конечных пользователей и ограничивать их доступ к определенным ресурсам сети, используя функции концентратора;