Распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи данных fddi.
Одной из самых старых и эффективных технологий локальных сетей является распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам (Fiber Distributed Data Interface - FDDI). Технология FDDI была стандартизована в спецификации ANSI X3T10.5 в середине 80-х годов. В то время только начинали появляться высокопроизводительные рабочие станции UNIX, для которых нужны были более высокоскоростные сети, чем существовавшие в то время. Это и послужило для организации ANSI толчком к разработке спецификации соответствующей локальной сети.
FDDI является протоколом с передачей маркера, подобным Token Ring и использует либо топологию «двойное кольцо», либо топологию «звезда». В отличие от Token Ring, в котором сетевое кольцо является логическим, а не физическим, изначальная спецификация FDDI предназначалась для систем, действительно замкнутых кабелем в кольцо. Однако в рассматриваемом случае - это уже двойное кольцо. Двойное кольцо (double ring), также называемое магистральным кольцом (trunk ring), состоит из двух отдельный колец - основного или первичного (primary) и дополнительного (secondary), по которым трафик движется в противоположных направлениях, обеспечивая отказоустойчивость. Длина двойного кольца может достигать 100 км, и рабочие станции могут быть расположены на расстоянии до 2 км.
Рабочие станции, присоединенные к обоим кольцам, называются станциями с двойным подключением (DASs, dual attachment stations). В случае обрыва кабеля или неисправности узла трафик перенаправляется в дополнительное кольцо и распространяется в противоположном направлении, сохраняя возможность доступа к данным любой другой системы сети. Кольцо FDDI, работающее в описанном режиме, называется свернутым кольцом (wrapped ring). Исправно функционирующая в обоих режимах сеть FDDI изображена на рис. 23.
Рис. 23. Нормально функционирующее двойное кольцо FDDI (слева) и свернутое кольцо (справа)
В случае свернутого кольца, если возникнет повреждение во втором кабеле, сеть распадется на два изолированных кольца, и взаимодействия в ней будут прерваны. Вдобавок, свернутое кольцо менее эффективно, чем полнофункциональное кольцо, поскольку трафик вынужден пройти дополнительное расстояние для достижения места назначения, поэтому рассмотренный резервный режим - только временная мера до тех пор, пока неисправность не будет устранена.
FDDI также может использовать топологию «звезда», в которой рабочие станции присоединяются к концентратору, называемому концентратором с двойным подключением (DAC, dual-attachment concentrator). Концентратор может быть стоящим отдельно или присоединенным к двойному кольцу, формируя топологию, которая иногда именуется «двойным кольцом деревьев» (dual ring of trees). Рабочие станции, напрямую скоммутированные с концентратором, являются станциями с одиночным подключением (SASs, single-attachment stations). Они присоединяются только к основному кольцу и не могут пользоваться услугами, предоставляемыми сворачиванием кольца.
Спецификации FDDI определяют четыре типа портов, предназначенных для подключения рабочих станций к сети. Они перечислены ниже:
А - для присоединения DAS к дополнительному кольцу;
В - для присоединения DAS к основному кольцу;
М - порт DAC для соединения с SAS;
S - для подключения SAS к порту М концентратора.
Станции и концентраторы с двойным подключением имеют порты А и В, используемые для соединения этих устройств в двойное кольцо. Сигналы из основного кольца входят через порт В и выходят через порт А, в то время как сигналы из дополнительного кольца входят через порт А и выходят через В. Станции с одиночным подключением имеют один порт S, который связывает их с основным кольцом только через порт М концентратора с двойным подключением.
Компьютеры DAS, присоединенные непосредственно к двойному кольцу, функционируют как повторители, то есть восстанавливают сигналы во время передачи каждого пакета в остальную сеть. Однако если станция не оборудована обходным переключателем, то в состоянии, когда система выключена, она не передает пакеты дальше и сеть сворачивается. Во избежание подобной ситуации используются обходные переключатели (bypass switch), реализуемые либо как часть платы сетевого адаптера, либо как отдельно взятые устройство, позволяющие входным сигналам проходить через станцию и попадать в остальную сеть.
Функции DAC более напоминают MAU сети Token Ring с тем отличием, что они формируются как логическое кольцо, в то время как сеть FDDI использует топологию «звезда». И хотя DAC присоединен к основному и дополнительному кольцам, порты М связывают рабочие станции только с основным кольцом. Таким образом, несмотря на то, что сам DAC пользуется преимуществами отказоустойчивости двойного кольца, обрыв кабеля, соединяющего рабочую станцию и DAC, отключает ее от сети.
Функции, выполняемые протоколом FDDI, разбиты на четыре отдельных уровня.
Уровень, зависящий от среды передачи данных (PMD, Physical Media Dependent). Подготавливает данные для передачи через определенный тип сетевой среды передачи данных.
Физический уровень (PHY, Physical). Кодирует и декодирует данные пакета в формат, подходящий для передачи через сетевую среду, и отвечает за тактовые импульсы и синхронизацию кольца.
Уровень управления доступом к среде (MAC, Media Access Control). Формирует пакеты FDDI, применяя кадр, содержащий адресные данные, данные планирования и маршрутизации, а затем осуществляет доступ к сетевой среде.
Уровень управления станциями (SMT, Station Management). Обеспечивает функции управления для кольца FDDI, включая добавление и удаление станций из кольца, выявление отказов и переконфигурацию, определение соседей и сбор статистики.