Лекция 1.3.4. Технология FDDI

данных) – одна из первых высокоскоростных технологий ЛВС с пропускной

способностью 100 Мбит/с, реализованная на волоконно-оптическом кабеле.
Стандарт FDDI, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI – American National Standards Institute), реализован с максимальным соответствием стандарту IEEE 802.5 – Token Ring. Небольшие отличия от этого стандарта определяются необходимостью обеспечения большей скорости передачи данных на большие расстояния.

обеспечивает:
высокую надежность;
гибкость реконфигурации;
высокую скорость передачи данных – 100 Мбит/с;
большие расстояния

между станциями (для многомодового волокна – 2 км; для одномодового при использовании лазерных диодов – до 40 км; длина сети – до 100 км).

причем применяются два разнонаправленных оптоволоконных кабеля, что позволяет использовать полнодуплексную

передачу данных с удвоенной эффективной скоростью в 200 Мбит/с, при этом каждый из двух каналов работает со скоростью 100 Мбит/с.
Кольца сети FDDI образованы соединениями "точка-точка" между рабочими станциями (РС).
Станции, непосредственно включенные в кольцо, называются станциями с двойным подключением – DAS (Dual Attach Station).

Второе кольцо – резервное, обеспечивает передачу данных в противоположном направлении

и автоматически активизируется в случае повреждения кабельной системы (рис.3.37,а) или возникновения неисправности на одной из станций (рис.3.37,б).

переключатель – OBS (Optical Bypass Switch) (рис.3.38).
В этом случае при

выходе станции из строя она исключается из кольца, но целостность кольца при этом сохраняется, и резервное кольцо не задействуется. OBS вносит существенные потери излучения, что ограничивает число последовательно соединенных переключателей.

но также позволяет одновременно применять на разных участках кольца одномодовые

и многомодовые волокна. Это означает, что отдельная DAS- станция в кольце FDDI может связываться с дальним соседом (более 2 км) по одномодовому волокну и иметь лазерные диоды в передающей системе физического уровня, а с ближним соседом (менее 2 км) – по многомодовому волокну и использовать недорогие светоизлучательные диоды.

адаптеров двух типов:
адаптеры класса А, подключающиеся к внутреннему и внешнемукольцам

сети, что позволяет реализовать возможность обмена со скоростью 200 Мбит/с или же возможность резервирования кабеля сети (при повреждении основного кабеля используется резервный кабель); эти адаптеры используются в самых критичных частях сети;
адаптеры класса В, подключающиеся только к внешнему кольцу сети; эти адаптеры более простые и дешевые и не имеют возможностей адаптеров класса А.

могут использоваться связные концентраторы, которые обеспечивают:
контроль за работой сети, диагностику

неисправностей и упрощение реконфигурации за счет объединения в одном месте всех точек подключения;
преобразование электрических сигналов в оптические и наоборот при применении кабелей разных типов (оптоволоконных и электрических).

рис.3.39.

но целостность сети при этом не нарушается вследствие перехода на

одно кольцо вместо двух, т.е. адаптеры класса А начинают работать как адаптеры класса В (рис.3.40).
Для кодирования передаваемых данных в FDDI применяется код 4В/5В, специально разработанный для этого стандарта. Использование символов, представляющих 4 бита (полубайт или ниббл), позволяет аппаратным средствам FDDI оперировать с полубайтами или байтами, а не с битами, тем самым способствуя увеличению скорости обмена.

доступа, описанный в протоколе IEEE 802.5 Token Ring. Основные отличия

метода доступа FDDI от метода, специфицированного протоколом IEEE 802.5, заключаются в следующем.
В FDDI применяется множественная передача маркера, при котором новый маркер передается другой станции сразу же после окончания передачи кадра, не ожидая его возвращения.
FDDI не предусматривает возможности установки приоритетов пакетов и резервирования, которые используются в IEEE 802.5 для выделения ресурсов сети. Вместо этого каждая РС классифицируется как асинхронная, для которой время доступа к сети не критично, и синхронная, для которой время доступа к сети жестко ограничено, т.е. существуют очень жесткие требования к интервалам времени между передачами. FDDI использует сложный алгоритм для предоставления доступа к сети этим двум классам устройств.

несколько отличаются от используемых в сети Token Ring.




Кадр данных FDDI

так же, как и кадр IEEE 802.5, может нести информацию по управлению логическим кольцом (данные уровня MAC) или содержать пользовательские данные (данные уровня LLC).
Поля в кадре FDDI имеют следующие значения.
П – преамбула – служит для начальной синхронизации приема. Несмотря на то, что изначально длина этого поля равна 64 бит (16 символьных полубайтов), узлы могут динамически изменять ее в соответствии со своими требованиями к синхронизации.

двухсимвольное (однобайтовое) поле, указывающее на начало кадра (маркера).
УК – управление

кадром (Frame Control – FC) – определяет тип кадра (MAC или LLC) и контрольный код MAC:


Здесь: C – бит, который определяет, будет ли кадр использоваться для синхронного или асинхронного обмена; L – индикатор длины адреса, которая может быть 16 или 48 бит (в отличие от Ethernet и Token Ring в сети FDDI допускается использование адресов разной длины); FF – формат кадра определяет, принадлежит ли кадр подуровню MAC (т.е. предназначен для целей управления кольцом) или подуровню LLC (т.е. предназначен для передачи данных); если кадр является кадром подуровня MAC, то биты TTTT определяют тип кадра, содержащего данные по управлению в поле данных.

адрес источника длиной 16 или 48 бит.
Данные – поле данных

может содержать пользовательские данные или данные типа МАС, предназначенные для управления кольцом; длина поля данных является переменной, но ограничена суммарной длиной кадра, не превосходящей 4500 байт.
КС – контрольная сумма типа CRC-32.
КР – концевой разделитель (End Delimiter – ED) – уникальная последовательность 0 и 1, указывающая конец кадра (маркера); имеет длину: полбайта (1 символ) для кадра данных и 1 байт (2 символа) для маркера.
СК – статус кадра (Frame Status – FS) – поле произвольной длины, содержащее биты: "Обнаружена ошибка", "Адрес опознан" и "Данные скопированы".

протяженность сети – 100 км. Среда передачи оптоволоконный кабель.
Максимальное расстояние

между станциями зависит от типа передающей среды (линии связи) и составляет:
2 км – для оптоволоконного многомодового кабеля.
40 км – для оптоволоконного одномодового кабеля;
100 м – для витой пары (UTP категории 5);
100 м – для экранированной витой пары (IBM тип 1).
Метод доступа – маркерный.
Скорость передачи данных – 100 Мбит/с (200 Мбит/с для дуплексного режима передачи).
Ограничение на общую длину сети обусловлено ограничением времени полного прохождения сигнала по кольцу для обеспечения предельно допустимого времени доступа. Максимальное расстояние между абонентами определяется затуханием сигнала в кабеле.

скорость передачи данных на большие расстояния без ретрансляции, что позволяет

строить протяженные сети, например городские, сохраняя при этом все преимущества локальных сетей, в частности низкий уровень ошибок;
возможность объединения большого количества пользователей;
гарантированное время доступа к сети;
отсутствие конфликтов в среде передачи при любом уровне нагрузки.

из-за наличия оптоволоконного кабеля.

также работу на скорости 100 Мбит/с.
Существует значительная преемственность между технологиями

Token Ring и FDDI: для обеих характерны кольцевая топология и маркерный метод доступа.
Технология FDDI является наиболее отказоустойчивой технологией локальных сетей. При однократных отказах кабельной системы или станции сеть, за счет «сворачивания» двойного кольца в одинарное, остается вполне работоспособной.

кадров (тип кадра определяет станция). Для передачи синхронного кадра станция

всегда может захватить пришедший маркер на фиксированное время. Для передачи асинхронного кадра станция может захватить маркер только в том случае, когда маркер выполнил оборот по кольцу достаточно быстро, что говорит об отсутствии перегрузок кольца. Такой метод доступа, во-первых, отдает предпочтение синхронным кадрам, а во-вторых, регулирует загрузку кольца, притормаживая передачу несрочных асинхронных кадров.
В качестве физической среды технология FDDI использует волоконно-оптические кабели и UTP категории 5 (этот вариант физического уровня называется TP-PMD).
Максимальное количество станций двойного подключения в кольце - 500, максимальный диаметр двойного кольца - 100 км. Максимальные расстояния между соседними узлами для многомодового кабеля равны 2 км, для витой пары UPT категории 5-100 м, а для одномодового оптоволокна зависят от его качества.