БИБЛИЯ ХАКЕРА

FDDI

Стандарт на «Волоконно-оптический интерфейс по распределен­ным данным» (FDDI) был выпущен ANSI ХЗТ9.5 (комитет по разработке стандартов) в середине 1980 гг. В этот период быстродействующие АРМ проектировщика уже начинали требовать максимального напряжения возможностей существующих локальных сетей (LAN) (в основном Ethernet и Token Ring). Возникла необходимость в новой LAN, которая могла бы легко поддерживать эти АРМ и их новые прикладные распреде­ленные системы. Одновременно все большее значение уделяется пробле­ме надежности сети, так как администраторы систем начали переносить критические по назначению прикладные задачи из больших компьютеров в сети. FDDI была создана для того, чтобы удовлетворить эти потребно­сти.

После завершения работы над FDDI, ANSI представила его на рас­смотрение в ISO. ISO разработала международный вариант FDDI, кото­рый полностью совместим с вариантом стандарта, разработанным ANSI. •

Хотя реализации FDDI сегодня не столь распространены, как Ethernet или Token Ring, FDDI приобрела значительное число своих по­следователей, которое увеличивается по мере уменьшения стоимости ин­терфейса FDDI. FDDI часто используется как основа технологий, а так­же как средство для соединения быстродействующих компьютеров, нахо­дящихся в локальной области.

Основы технологии

Стандарт FDDI определяет 100 Mb/сек. LAN с двойным кольцом и передачей маркера, которая использует в качестве среды передачи воло­конно-оптический кабель. Он определяет физический уровень и часть ка­нального уровня, которая отвечает за доступ к носителю; поэтому его вза­имоотношения с эталонной моделью OSI примерно аналогичны тем, которые характеризуют ШЕЕ.

Хотя она работает на более высоких скоростях, FDDI во многом по­хожа на Token Ring. Обе сети имеют одинаковые характеристики, вклю­чая топологию (кольцевая сеть), технику доступа к носителю (передача маркера), характеристики надежности (например, сигнализация-beacon - ing).

Одной из наиболее важных характеристик FDDI является то, что она использует световод в качестве передающей среды. Световод обеспе­чивает ряд преимуществ по сравнению с традиционной медной провод­кой, включая защиту данных (оптоволокно не излучает электрические сигналы, которые можно перехватывать), надежность (оптоволокно ус­тойчиво к электрическим помехам) и скорость (потенциальная пропуск­ная способность световода намного выше, чем у медного кабеля).

FDDI устанавливает два типа используемого оптического волокна: одномодовое (иногда называемое мономодовым) и многомодовое. Моды можно представить в виде пучков лучей света, входящего в оптическое во­локно под определенным углом. Одномодовое волокно позволяет распро­страняться через оптическое волокно только одному моду света, в то вре­мя как многомодовое волокно позволяет распространяться по оптическому волокну множеству мод света. Так как множество мод света, распространяющихся по оптическому кабелю, могут проходить различ­ные расстояния (в зависимости от угла входа), и, следовательно, достигать пункт назначения в разное время (явление, называемое модальной дис­персией), одномодовый световод способен обеспечивать большую поло­су пропускания и прогон кабеля на большие расстояния, чем многомодо - вые световоды. Благодаря этим характеристикам одномодовые световоды часто используются в качестве основы университетских сетей, в то время как многомодовый световод часто используется для соединения рабочих групп. В многомодовом световоде в качестве генераторов света использу­ются диоды, излучающие свет (LED), в то время как в одномодовом све­товоде обычно применяются лазеры.

Технические условия FDDI

FDDI определяется 4-мя независимыми техническими условиями:

Media Access Control (MAC) (Управление доступом к носителю)

Определяет способ доступа к носителю, виючая формат пакета, об­работку маркера, адресацию, алгоритм CRC (проверка избыточности цикла) и механизмы устранения ошибок.

Physical Layer Protocol (PHY) (Протокол физического уровня)

Определяет процедуры кодирования/декодирования информации, требования к синхронизации, формированию кадров и другие функции.

Station Management (SMT) (Управление станциями)

Определяет конфигурацию станций FDDI, конфигурацию кольце­вой сети и особенности управления кольцевой сетью, включая вставку и исключение станций, инициализацию, изоляцию и устранение неисправ­ностей, составление графика и набор статистики.

Физические соединения

FDDI устанавливает применение двойных кольцевых сетей. Тра­фик по этим кольцам движется в противоположных направлениях. В фи­зическом выражении кольцо состоит из двух или более двухточечных со­единений между смежными станциями. Одно из двух колец FDDI называется первичным кольцом, другое-вторичным кольцом. Первичное кольцо используется для передачи данных, в то время как вторичное кольцо обычно является дублирующим.

«Станции Класса В» или «станции, подключаемые к одному коль­цу» (SAS) подсоединены к одной кольцевой сети; «станции класса А» или «станции, подключаемые к двум кольцам» (DAS) подсоединены к обеим кольцевым сетям. SAS подключены к первичному кольцу через «концен­тратор», который обеспечивает связи для множества SAS. Концентратор отвечает за то, чтобы отказ или отключение питания в любой из SAS не прерывали кольцо. Это особенно необходимо, когда к кольцу подключен PC или аналогичные устройства, у которых питание часто включается и выключается.

Каждая DAS FDDI имеет два порта, обозначенных А и В. Эти пор­ты подключают станцию к двойному кольцу FDDI. Следовательно, каж­дый порт обеспечивает соединение как с первичным, так и со вторичным кольцом.

Типы трафика

FDDI поддерживает распределение полосы пропускания сети в масштабе реального времени, что является идеальным для ряда различ­ных типов прикладных задач. FDDI обеспечивает эту поддержку путем обозначения двух типов трафика: синхронного и асинхронного. Син­хронный трафик может потреблять часть общей полосы пропускания се­ти FDDI, равную 100 Mb/сек; остальную часть может потреблять асин­хронный трафик. Синхронная полоса пропускания выделяется тем станциям, которым необходима постоянная возможность передачи. На­пример, наличие такой возможности помогает при передаче голоса и ви­деоинформации. Другие станции используют остальную часть полосы пропускания асинхронно. Спецификация SMT для сети FDDI определя­ет схему распределенных заявок на выделение полосы пропускания FDDI.

Распределение асинхронной полосы пропускания производится с использованием восьмиуровневой схемы приоритетов. Каждой станции присваивается определенныйуровень приоритета пользования асинхрон­ной полосой пропускания. FDDI также разрешает длительные диалоги, когда станции могут временно использовать всю асинхронную полосу пропускания.(Механизм приоритетов FDDI может фактически блокиро­вать станции, которые не могут пользоваться синхронной полосой пропу­скания и имеют слишком низкий приоритет пользования асинхронной полосой пропускания.

Особенности отказоустойчивости

FDDI характеризуется рядом особенностей отказоустойчивости. Основной особенностью отказоустойчивости является наличие двойной кольцевой сети. В случае, если какая-нибудь станция, подключенная к двойной кольцевой сети, отказывает, или у нее отключается питание, или если поврежден кабель, то двойная кольцевая сеть автоматически «свер­тывается» («подгибается» внутрь) в одно кольцо.

По мере увеличения размеров сетей FDDI растет вероятность уве­личения числа отказов кольцевой сети. В случае, если имеют место два от­каза кольцевой сети, то кольцо будет свернуто в обоих случаях, что при­водит к фактическому сегментированию кольца на два отдельных кольца, которые не могут сообщаться друг с другом. Последующие отказы вызо­вут дополнительную сегментацию кольца.

Для предотвращения сегментации кольца могут быть использованы оптические шунтирующие переключатели, которые исключают отказав­шие станции из кольца.

Устройства, критичные к отказам, такие как роутеры или главные универсальные вычислительные машины, могут использоватьдругую тех­нику повышения отказоустойчивости, называемую «двойным подключе­нием» (dual homing), для того, чтобы обеспечить дополнительную из­быточность и повысить гарантию работоспособности. При двойном подключении критичное к отказам устройство подсоединяется к двум концентраторам. Одна пара каналов концентраторов считается активным каналом; другую пару называют пассивным каналом. Пассивный канал находится в режиме поддержки до тех пор, пока не будет установлено, что основной канал (или концентратор, к которому он подключен) отказал. В случае, если это происходит, то пассивный канал автоматически активи­руется.

Формат блока данных

Форматы блока данных FDDI аналогичны форматам Token Ring. preamble

Заголовок подготавливает каждую станцию для приема прибываю­щего блока данных.

Start delimiter

Ограничитель начала указывает на начало блока данных. Он содер­жит сигнальные структуры, которые отличают его от остальной части бло­ка данных. /

Frame control

Поле управления блоком данных указывает на размер адресных по­лей, на вид данных, содержащихся в блоке (синхронная или асинхронная информация), и на другую управляющую информацию.

Destination address

Также, как у Ethernet и Token Ring, размер адресов равен 6 байтам. Поле адреса назначения может содержать односоставный (единствен­ный), многосоставный (групповой) или широковещательный (все стан­ции) адрес, в то время как адрес источника идентифицирует только одну станцию, отправившую блок данных.

Data

Информационное поле содержит либо информацию, предназна­ченную для протокола высшего уровня, либо управляющую информа­цию.

Frame check sequence

Также, как у Token Ring и Ethernet, поле проверочной последова­тельности блока данных (FCS) заполняется величиной «проверки избы­точности цикла» (CRC), зависящей от содержания блока данных, которую вычисляет станция-источник. Станция пункта назначения пере­считывает эту величину, чтобы определить наличие возможного повреж­дения блока данных при транзите. В случае, если повреждение имеется, то блок данных отбрасывается.

End delimiter

Ограничитель конца содержит неинформационные символы, кото­рые означают конец блока данных.

Frame status

Поле состояния блока данных позволяет станции источника опре­делять, не появилась ли ошибка, и был ли блок данных признан и скопи­рован принимающей станцией.