Технологія fddi

Технологія FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - оптоволоконний інтерфейс розподілених даних - це перша технологія локальних мереж, в якій середовищем передачі даних є волоконно-оптичний кабель. Роботи із створення технологій і пристроїв для використання волоконно-оптичних каналів в локальних мережах почалися в 80-і роки, незабаром після початку промислової експлуатації подібних каналів в територіальних мережах. Проблемна група Х3Т9.5 інституту ANSI розробила в період з 1986 по 1988 рр. початкові версії стандарту FDDI, який забезпечує передачу кадрів із швидкістю 100 Мбіт/с по подвійному волоконно-оптичному кільцю завдовжки до 100 км.

Основні характеристики технології

Технологія FDDI багато в чому грунтується на технології Token Ring, розвиваючи і удосконалюючи її основні ідеї. Розробники технології FDDI ставили перед собою як найбільш пріоритетні наступні цілі:

 підвищити бітову швидкість передачі даних 100 Мбіт/с;

 підвищити відмовостійкість мережі за рахунок стандартних процедур відновлення її після відмов різного роду - пошкодження кабелю, некоректної роботи вузла, концентратора, виникнення високого рівня перешкод на лінії і т. п.;

 максимально ефективно використовувати потенційну пропускну спроможність мережі як для асинхронного, так і для синхронного (чутливого до затримок) трафіків.

Мережа FDDI будується на основі двох оптоволоконних кілець, які утворюють основний і резервний шляхи передачі даних між вузлами мережі. Наявність двох кілець - це основний спосіб підвищення відмовостійкої в мережі FDDI, і вузли, які хочуть скористатися цим підвищеним потенціалом надійності, повинні бути підключені до обох кілець.

У нормальному режимі роботи мережі дані проходять через всі вузли і всі ділянки кабелю тільки первинного (Primary) кільця, цей режим названий режимом Thru - «наскрізним» або «транзитним». Вторинне кільце (Secondary) в цьому режимі не використовується.

У разі якого-небудь виду відмови, коли частина первинного кільця не може передавати дані (наприклад, обрив кабелю або відмова вузла), первинне кільце об'єднується з вторинним (рис. 3.16), знов утворюючи єдине кільце. Цей режим роботи мережі називається Wrap, тобто «згортання» або «згортання» кілець. Операція згортання проводиться засобами концентраторів та\або мережевих адаптерів FDDI. Для спрощення цієї процедури дані по первинному кільцю завжди передаються в одному напрямі (на діаграмах цей напрям зображається проти годинникової стрілки), а по вторинному - в зворотному (зображається за годинниковою стрілкою). Тому при утворенні загального кільця з двох кілець передавачі станцій як і раніше залишаються підключеними до приймачів сусідніх станцій, що дозволяє правильно передавати і приймати інформацію сусідніми станціями.

У стандартах FDDI багато уваги відводиться різним процедурам, які дозволяють визначити наявність відмови в мережі, а потім провести необхідну реконфігурацію. Мережа FDDI може повністю відновлювати свою працездатність у разі одиничних відмов її елементів. При множинних відмовах мережа розпадається на декілька не зв'язаних мереж. Технологія FDDI доповнює механізми виявлення відмов технології Token Ring механізмами реконфігурації шляху передачі даних в мережі, заснованими на наявності резервних зв'язків, що забезпечуються другим кільцем.

Рис. 3.16. Реконфігурація кілець FDDI при відмові

Кільця в мережах FDDI розглядаються як загальне середовище передачі даних, що розділяється, тому для нього визначений спеціальний метод доступу. Цей метод дуже близький до методу доступу мереж Token Ring і також називається методом маркерного (або токенного) кільця - token ring.

Відмінності методу доступу полягають в тому, що час утримання маркера в мережі FDDI не є постійною величиною, як в мережі Token Ring. Цей час залежить від завантаження кільця - при невеликому завантаженні воно збільшується, а при великих перевантаженнях може зменшуватися до нуля. Ці зміни в методі доступу стосуються тільки асинхронного трафіку, який не критичний до невеликих затримок передачі кадрів. Для синхронного трафіку час утримання маркера як і раніше залишається фіксованою величиною. Механізм пріоритетів кадрів, аналогічний прийнятому в технології Token Ring, в технології FDDI відсутній. Розробники технології вирішили, що ділення трафіку на 8 рівнів пріоритетів надмірне і достатнє розділити трафік на два класи - асинхронний і синхронний, останній з яких обслуговується завжди, навіть при перевантаженнях кільця.

У іншому пересилка кадрів між станціями кільця на рівні MAC повністю відповідає технології Token Ring. Станції FDDI застосовують алгоритм раннього звільнення маркера, як і мережі Token Ring із швидкістю 16 Мбіт/с.

Адреси рівня MAC мають стандартний для технологій IEEE 802 формат. Формат кадру FDDI близький до формату кадру Token Ring, основні відмінності полягають у відсутності полів пріоритетів. Ознаки розпізнавання адреси, копіювання кадру і помилки дозволяють зберегти наявні в мережах Token Ring процедури обробки кадрів станцією-відправником, проміжними станціями і станцією-одержувачем.

На рис. 3.17 приведене відповідність структури протоколів технології FDDI семирівневої моделі OSI. FDDI визначає протокол фізичного рівня і протокол підрівня доступу до середовища (MAC) канального рівня. Як і в багатьох інших технологій локальних мереж, в технології FDDI використовується протокол підрівня управління каналом даних LLC, визначений в стандарті IEEE 802.2. Таким чином, не дивлячись на те що технологія FDDI була розроблена і стандартизована інститутом ANSI, а не комітетом IEEE, вона повністю вписується в структуру стандартів 802.

Рис. 3.17. Структура протоколів технології FDDI

Особливістю технології FDDI є рівень управління станцією - Station Management (SMT). Саме рівень SMT виконує всі функції по управлінню і моніторингу всієї решти рівнів стека протоколів FDDI. У управлінні кільцем бере участь кожен вузол мережі FDDI. Тому всі вузли обмінюються спеціальними кадрами SMT для управління мережею.

Відмовостійка мереж FDDI забезпечується протоколами і інших рівнів: за допомогою фізичного рівня усуваються відмови мережі з фізичних причин, наприклад із-за обриву кабелю, а за допомогою рівня MAC - логічні відмови мережі, наприклад втрата потрібного внутрішнього шляху передачі маркера і кадрів даних між портами концентратора.