plik


FDDI - protokół dostępu do medium światłowodowego Technologia FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface) jest stosowana do budowy sieci szkieletowych ze względu na jej istotne zalety: duża przepustowość (100 Mb/s), niezawodność oraz możliwość transmisji na długich dystansach (do 200 km) z maksymalną liczbą stacji rzędu 1000. Protokół FDDI jest standardem amerykańskim opracowanym przez ANSI (ANSI X3T9.5) i zaakceptowanym przez ISO (ISO 9314). Jako metoda dostępu stosowana jest metoda Token Passing oparta na metodzie dostępu znanej z sieci Token Ring. FDDI używa do transmisji jedynie światłowodu wykorzystując topologię podwójnego pierścienia. Pierścień podstawowy (ang. primary ring) służy do transmisji danych, pierścień dodatkowy (ang. secondary ring) jest połączeniem rezerwowym. Standard nie przewiduje wykorzystania drugiego pierścienia w celu zwiększenia przepustowości sieci. Specyfikacja FDDI ANSI X3T9.5 Technologia FDDI jest sprecyzowana w czterech oddzielnych specyfikacjach, z których każda opisuje określona funkcję: Podwarstwa dostępu do medium (ang. Media Access Control MAC) specyfikuje zasady dostępu do medium, formaty przesyłanych ramek, zasady obsługi tokena, sposoby adresacji, metody zapewnienia niezawodności pracy stacji i sieci. Podwarstwa protokołu fizycznego (ang. Physcial Layer Protocol PHY) definiuje sposoby kodowania i dekodowania sygnałów, synchronizuje pracę sieci, zasady tworzenia ramek. Dla warstwy PXY istnieją gotowe układ scalone. Podwarstwa medium fizycznego (ang. Physical Medium Dependent PMD) definiuje długości fali światła i parametry tory światłowodowego. Blok SMT (ang. Station Management SMT) to zestaw protokołów służących do zarządzania pracą stacji, zapewniających kontrolę działania sieci jako pewnej całości, procedury inicjowania pierścienia oraz pracy sieci po awarii. Warstwa LLC IEEE 802.2 Podwarstwa kanału logicznego łącza danych MAC Podwarstwa dostępu do medium Warstwa PHY Podwarstwa protokołu fizycznego SMT fizyczna PMD Podwarstwa medium fizycznego Typy stacji FDDI W standardzie FDDI ze względów ekonomicznych nie każda stacja musi być podłączona do obydwu pierścieni, definiuje się następujące typy stacji i koncentratorów: DAS (ang. Dual Attachment Station) stacja podłączona bezpośrednio do obydwu pierścieni. DAC (ang. Dual Attachment Concentrator) koncentrator umożliwiający przyłączenie stacji do podwójnego pierścienia. DAS (ang. Single Attachment Station) stacja tego typu nie może być podłączona bezpośrednio pierścienia głównego. Trzeba użyć w tym celu koncentratora. SAC (ang. Single Attachment Concentrator) koncentrator umożliwiający tworzenia topologii drzewiastej. Rozwiązania sieci FDDI Sieć z pojedynczym koncentratorem z dołączonymi stacjami. Sieć z drzewem koncentratorów. Podwójny pierścień stosowany jako szkielet sieci. Podwójny pierścień z drzewami koncentratorów. Format ramki i tokena FDDI Token: Preambuła SD TFC ED Ramka: Preambuła SD FC DA SA DANE CRC ED FS SD (ang. Starting Delimeter) - pole początku ramki. TFC (ang. Token Frame Control), FC (ang. Frame Control) sterowanie ramką. DS (ang. Destination Address), SA (ang. Source Address) pola adresowe. Pole DANE może przechowywać do 4500 bajtów informacji. CRC (ang. Cyclic Redundancy Check) pole wykrywania błędów. ED (ang. Ending Delimiter) wskazuje koniec ramki. FS (ang. Frame Status) pole status ramki. Warstwa fizyczna FDDI Warstwa fizyczna definiuje optyczne i mechaniczne charakterystyki światłowodu, metodę kodowania 4B/5B. Do nadawania i odbioru sygnału stosowane są dwa włókna światłowodu 1300nm w jednej osłonie. Kodowanie 4B/5B zapewnia wysoką efektowność transmisji (80% w porównaniu z 50% dla kodu Manchester). Dla metody 4B/5B ciągi czterobitowe kodowane są symbolami 5 bitowymi. Zakodowana informacja Symbol Znaczenie Zakodowana informacja Symbol Znaczenie Zakodowana informacja Symbol Znaczenie Dane 11010 C 1100 Wskaźniki 11110 0 0000 11011 D 1101 00111 R zero 01001 1 0001 11100 E 1110 11001 S jedynka 10100 2 0010 11101 F 1111 Błędy 10101 3 0011 Symbole stanu linii 00001 V lub H 01010 4 0100 00000 Q Quiet 00010 V lub H 01011 5 0101 11111 I Idle 00011 V 01110 6 0110 00100 H Halt 00101 V 01111 7 0111 Oznaczenia początku ramki 00110 V 10010 8 1000 11000 J SD 01000 V lub H 10011 9 1001 10001 K SD 01100 V 10110 A 1010 Oznaczenia końca ramki 10000 V lub H 10111 B 1011 01101 T Wymiana informacji w FDDI Protokół wymiany informacji dla FDDI opiera się na standardach IEEE 802.5 i 802.5 . Najważniejsze różnice to rozpoczęcie nadawania ramek już w chwili rozpoznania tokena oraz „uwalnianie” tokena w chwili zakończenia transmisji ramki nawet, gdy stacja nie zaczęła odbierać wysyłanej przez siebie ramki. FDDI obsługuje rodzaje ruchu: Synchroniczny - określona przepływność i opóźnienia. Asynchroniczny. Ta usługa umożliwia przydział stacjom części przepustowości nie wykorzystanej dla ruchu synchronicznego. Niezawodność pracy sieci FDDI (1) W przypadku awarii stacji lub uszkodzenia światłowodu pierścień jest automatycznie rekonfigurowany. Nadzór nad rekonfiguracją sieci sprawuje system zarządzania, będący częścią SMT. Podstawowym układem wykorzystywanym przy rekonfiguracji sieci optyczny układ obejścia (ang. optical bypass). To urządzenie po uszkodzeniu stacji lub w sytuacji braku zasilania odłącza stacje od pierścieni światłowodu w taki sposób, że sygnał ze stacji poprzedniej przechodzi bezpośrednio do stacji następnej. Drugim elementem zapewniającym wysoką niezawodność sieci FDDI jest układ dodatkowego łącza (ang. Dual Homing). W ten sposób można zabezpieczyć dostęp do pierścienia urządzeniom o dużym znaczeniu dla sieci (np. serwery). W tym celu zestawiane jest dodatkowe połączenie (ang. backup link), które jest uaktywniane po awarii połączenia podstawowego (ang. primary link). Niezawodność pracy sieci FDDI (2) Przykład pracy optycznego układu obejścia (ang. optical bypass). FDDI umożliwia pracę sieci po awarii stacji lub przerwaniu łącza, czyli przerwaniu pierścienia w jednym miejscu. Wady i zalety protokołu FDDI Zalety:  dość duża prędkość transmisji,  zapewnia deterministyczny czas dostępu do łącza,  umożliwia budowę wydajnych sieci szkieletowych, obsługuje transmisję na duże odległości, duża niezawodność. Wady:  skomplikowanie procedur obsługi,  ograniczona topologia pierścienia,  ograniczone możliwości skalowania sieci. Ewolucja FDDI FDDI II jest rozszerzeniem standardu FDDI dodającym do typowego, asynchronicznego i synchronicznego trybu przekazu pakietów obsługę ruchu izochronicznego. FDDI II posiada klasę usług umożliwiających dostęp do medium w ściśle określonych chwilach i gwarantujących żądaną przepustowość. W tym celu wykorzystywana jest zasada dostępu podobno do metody pierścienia szczelinowego wykorzystywanej między innymi w sieci Cambridge Ring. Technologia CDDI (ang. Copper Distributed Data Interface) jest implementacją technologii FDDI przy zastosowaniu kabla typu skrętka na odległość do 100 metrów między stacjami. 100VG-AnyLAN Jest to rozwiązanie opracowane prze firmy AT&T i Heweltt Packard. Stosowana jest nowa metoda dostępu określana mianem priorytetowego dostępu na żądanie (ang. demand priority). Dzięki odpowiedniemu formatowi ramki możliwa jest współpraca z technologią Ethernet i Token Ring. Zasadniczym elementem sieci 100VG-AnyLAN jest hub 100VG-AnyLAN. Dla skrętki wykorzystywane są 4 pary kabli. Prędkość transmisji to 100Mb/s. Model odiesienia ISO/OSI a standard 100VG-AnyLAN 7 warstwowy model ISO/OSI Model 100VG-AnyLAN Wyższe warstwy (3-7) Podwarstwa LLC Priorytetowy algorytm Warstwa (typ 1 lub typ 2) dostępu na żądanie łącza danych Podwarstwa MAC Algorytm treningu łącza Podwarstwa Warstwa PMI Mechanizm tworzenia fizyczna styk MII ramki podwarstwy MAC Podwarstwa PMD Styk MDI PMI (ang. Physical Medium Independent) podwarstwa fizyczna niezależna od medium. PMD (ang. Physical Medium Dependent) podwarstwa fizyczna zależna od zastosowanego medium. MII (ang. Medium Independent Interface) interfejs łączący podwarstwy PMI i PMD. MDI (ang. Medium Dependent Interface) interfejs łączący podwarstwy PMD i kabel. Struktura sieci 100VG-AnyLAN Struktura sieci 100VG-AnyLAN ma topologie gwiazdy, punktem centralnym jest hub pierwszego poziomu. Podstawowe element to: co najmniej jeden hub 100VG-AnyLAN, co najmniej jedna stacja sieciowa, połączenia sieciowe, opcjonalne urządzenia sieciowe (np. routery, przełączniki). Huby mogą być łączone kaskadowo. Sieci Ethernet, Token Ring, ATM są dołączane za pomocą mostu lub routera. Hub 100VG-AnyLAN Centralnym punktem sieci 100VG-AnyLAN jest hub 100VG-AnyLAN, który pełni rolę kontrolera zarządzającego dostępem do sieci poprzez powtarzanie szybkiego skanowania (metoda round robin) swoich portów w celu sprawdzenia żądań obsługi dołączonych do huba węzłów. Hub po przyjęciu danych kieruje je na port skojarzony z adresem docelowym pakietu. Priorytetowy dostęp do medium Metoda dostępu stosowana w technologii 100VG-AnyLAN to priorytetowy dostęp do medium na żądanie DPP (ang. Demand Priority Protocol). Stacja sieciowa gotowa do transmisji wysyła do huba 100VG-AnyLAN sygnał żądania transmisji. Sygnał ten może mieć normalny lub wysoki priorytet. Jeśli stacja jest w stanie nieaktywnym, wysyła sygnały Idle (brak aktywności). Hub w sposób sekwencyjny, począwszy od najniższego numeru portu sprawdza, które z podłączonych do niego urządzeń zgłaszają gotowość do transmisji. Sekwencje sprawdzania kończy się na najwyższym, wykorzystywanym, numerze portu. Dla normalnych priorytetów żądań transmisji hub obsługuje żądania w kolejności numerów portów. Jeśli występuje żądanie o wysokim priorytecie, to zostaje ono obsłużone w pierwszej kolejności. Proces przepytywania przez hub pierwszego poziomu: PC 1 - Hub poziomu 1 przyjmuje zgłoszenie żądania transmisji od PC 1. PC 2.1 - Hub poziomu 1 przyjmuje i obsługuje zgłoszenie żądania transmisji przychodzące na port 2, do którego podłączony jest hub poziomu 2. Ten hub przejmuje sterowanie i obsługuje żądania na swoich portach. PC 2.3 - Hub poziomu drugiego kontynuuje obsługę swoich portów. Serwer 2.8 - Hub poziomu drugiego kontynuuje obsługę swoich portów. PC 4 - Hub poziomu drugiego obsłużył wszystkie żądania więc hub poziomu 1 przechodzi do obsługi kolejnego portu, na którym pojawiło się zgłoszenie. Serwer 5 - hub poziomu 1 przechodzi do obsługi kolejnego portu. PC 8 - hub poziomu 1 przechodzi do obsługi kolejnego portu. Proces przepytywania, serwer 2.8 zgłasza żądanie o wysokim priorytecie: PC 1 - Hub poziomu 1 przyjmuje zgłoszenie żądania transmisji od PC 1. Serwer 2.8 - Obsługa żądania o wysokim priorytecie. PC 2.1 - Po obsłudze żądania o wysokim priorytecie następuje normalna obsługa zgłoszeń. PC 2.3 - Hub poziomu drugiego kontynuuje obsługę swoich portów. PC 4 - Hub poziomu drugiego obsłużył wszystkie żądania więc hub poziomu 1 przechodzi do obsługi kolejnego portu, na którym pojawiło się zgłoszenie. Dalej obsługiwane są w niezmienionej kolejności Serwer 5 oraz PC 8. Podwarstwa fizyczna Podwarstwa fizyczna realizuje następujące funkcje: Konwersja oktetów MAC na kwintety i rozdział na 4 strumienie. Mieszanie (sckrambling) kwintetów za pomocą generatorów liczb losowych oddzielnie dla każdego kanału. Kodowanie 5B/6B, polegające na kodowaniu 5-bitowych ciągów na pomocą 6-bitowych sekstetów. Daje to prędkość transmisji w jednym kanale 25Mb/s przy szybkości modulacji 30MBodów. Formatowanie ramki, dodanie preambuły, znaczników ramki. Kodowanie NRZ, badanie stanu połączenia. Trening połączeń Ważną funkcją zdefiniowaną w podwarstwie MAC jest trening połączeń (ang. Link Training). Funkcja ta ma za zadanie przygotowanie huba i podłączonej do niego stacji sieciowej do transmisji poprzez określeniu adresu stacji sieciowej i sprawdzeniu poprawności funkcjonowania układów stykowych i kabla łączącego hub ze stacją sieciową. W czasie wykonywania funkcji Link Training, hub i stacja wymieniają między sobą ramki treningowe: Adres źródłowy (same zero) Adres źródłowy (zero w przypadku huba) Żądana konfiguracja (określa status węzła - informacja przesyłana z węzła do huba) Dopuszczalna konfiguracja (określa konfigurację sieci - informacja wysyłana z huba do węzła sieci) Dane (informacja protoko-larna) Pole kontrolne FCS 6 6 2 2 580-675 4 Wady i zalety protokołu 100VG-AnyLAN Zalety:  dość duża prędkość transmisji,  zapewnia deterministyczny czas dostępu do łącza,  umożliwia budowę wydajnych sieci szkieletowych, obsługuje transmisję na duże odległości, duża niezawodność. Wady:  brak urządzeń,  skomplikowanie procedur obsługi,  ograniczona topologia i możliwości skalowania sieci. Fast Ethernet Fast Ethernet został opracowany na podstawie technologii Ethernet przez firmy 3Com, SynOptics, Intel i inne. Organizacja IEEE zatwierdziła ten standard w 1995 roku jako IEEE 802.3u. Fast Ethernet stanowi modyfikację funkcjonujących odmian standardu Ethernet, zwiększając prędkość transmisji do 100 Mb/s. Zachowana została metoda zarządzania łączem CSMA/CD, co przy zwiększeniu szybkości transmisji spowodowało dość znaczne ograniczenia dopuszczalnej rozpiętości sieci. Nie uległ zmianie format ramki, ale zmieniono sposób kodowania sygnałów w medium fizycznym. Topologia sieci Fast Ethernet Warstwy fizyczne Fast Ethernet standard 100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 przepustowość 100Mb/s 100Mb/s 100Mb/s standard IEEE 802.3u - 1995 802.3u - 1995 802.3u- 1995 medium dwie pary kabla UTP lub STP 5 kategorii dwa włókna światłowodu wielomodowego cztery pary kabla UTP kategorii 3 lub lepszej liczba par 2 2 4 liczba par nadających 1 1 3 częstotliwość sygnału 125 MHz 125 MHz 25 MHz złącze RJ45 SC, MIC, ST RJ45 topologia gwiazda gwiazda gwiazda kodowanie 4B/5B 4B/5B 8B/6T długość segmentu 100 metrów 150/412/2000 metrów 100 metrów pełen dupleks TAK TAK NIE Auto-Negocjacja Urządzenia Fast Ethernetu mogą współpracować z innymi urządzeniami Ethernetowymi. Wprowadzono mechanizm Auto-Negocjacji (ang. Auto-Negotiation) umożliwiający rozpoznawanie trybu pracy urządzeń i wybranie trybu o najwyższym, akceptowanym przez oba urządzenia priorytecie według następującej kolejności: 100Base-TX Full Duplex 100Base-T4 100Base-TX 10Base-T Full Duplex 10Base-T Szczegóły mechanizmu Auto-Negocjacji Mechanizm Auto-Negocjacji używa serii szybkich impulsów łącza FLP (ang. Fast Link Pulse). Sygnał FLP jest zmodyfikowaną wersją sygnału NLP (ang. Normal Link Pulse) używanego w sieciach 10Base-T, co umożliwia współpracę urządzeń standardu 10Base-T z urządzeniami Fast Ethernetu. Sygnał FLP składa się z 33 impulsów, z których 16 o numerach parzystych przenosi informację, pozostałe 17 służą do synchronizacji. Odstęp między impulsami wynosi 62.5ms +/-7ms, a pomiędzy całymi słowami 16ms +/-8ms. Brak impulsu informacyjnego pomiędzy kolejnymi impulsami synchronizacji oznacza zero, a pojawienie się impulsu jedynkę. Każdy hub i karta sieciowa wysyła sygnał FLP, co umożliwia drugiej stronie zidentyfikowanie możliwości pierwszego urządzenia. System Auto-Negocjacji pozwala również stosować „ręczne” wymuszenie wymaganego trybu pracy na wybranym porcie huba. Ewolucja technologii Ethernet Wprowadzenie w 1990 roku okablowania UTP oraz zastosowanie w 1992 roku przez firmę Kaplana transmisji pełnego dupleksu doprowadziło do odejścia od metody CSMA/CD. Giga Ethernet Giga Ethernet to dalsze rozwinięcie technologii, zwiększając prędkość transmisji do 1 Gb/s. Został zaakceptowany w 1998 roku jako standard IEEE 802.3z. Zachowana została metoda zarządzania łączem CSMA/CD, co przy 10-krotnym zwiększeniu szybkości transmisji spowodowało dalsze ograniczenia dopuszczalnej rozpiętości sieci. Gigabitowy Ethernet umożliwia pracę pełnodupleksową na łączach między specjalizowanymi przełącznikami 100/1000 Mb/s i pomiędzy przełącznikami a stacjami końcowymi oraz tryb pracy półdupleksowej w przypadku łączy ze współdzielonym medium, z wykorzystaniem hubów i metody dostępu CSMA/CD. Warstwa łącza danych Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet korzysta z formatu ramki 802.3. Podobnie jak wolniejsze wersje Gigabit Ethernet może działać w trybie pół- oraz pełnego dupleksu. Minimalna długość ramki została zwiększona z 64 do 512 bajtów, w celu zwiększenie średnicy sieci dla metody CSMA/CD. Dla krótkich ramek Gigabit Ethernet staje się nieefektywny (ramki muszą być dopełniane do 512 bajtów), dlatego wprowadzona tryb transmisji typu burst. W tym trybie stacja może transmitować małe ramki aż do osiągnięcia ich sumy równej 8192 bajty. Przerwy między ramkami będą wypełnione transmisją, czyli medium będzie zajęte przez cały czas. Warstwy fizyczne Gigabit Ethernet standard 1000BASE-T 1000BASE-SX 1000BASE-LX 1000BASE-CX przepustowość 1000Mb/s 1000Mb/s 1000Mb/s 1000Mb/s standard IEEE 802.3ab - 1998 802.3z - 1998 802.3z - 1998 802.3z - 1998 medium kabel 5 lub lepszej kategorii 50 lub 62,5mm. MMF 50 lub 62,5mm. MMF oraz 8-10mm. SMF 150 Om Twinax liczba przewodów 4 pary 2 włókna 2 włókna 2 pary złącze RJ45 SC S.C. HSSC, DB-9 kodowanie 4D-PAM5 8B/10B 8B/10B 8B/10B długość kabla 100 m 220-550 m 5000 m (SMF) 550 m (MMF) 25 m pełen dupleks TAK TAK TAK NIE Parametry Gigabit Ethernet dla światłowodu Długość fali Typ światłowodu Rozmiar światłowodu Przepu- -stowość Tłumienność Maks. odległość 1000BASE-SX 850 MMF 50/125mm 400Mhz/km 3,25 500 m 405Mhz/km 3,43 550 m 62,5/125mm 160Mhz/km 2,33 220 m 1000BASE-LX 1300 MMF 50/125mm 400/500 Mhz/km 2,32 550 m 62,5/125mm 500Mhz/km 2,32 550 m SMF 10/125mm Duzy/ nieskończony 4,5 5000 m Porównanie szybkich technologii LAN Właściwości FDDI ATM 100Base-T 1000BASE-SX Standard ANSI ATM Forum ITU IEEE 802.3u IEEE 802.3z/ab Firmy wspierające wszystkie Wiele (Cisco, Bat, 3Com) wszystkie wszystkie Migracja z 10BASE-T Nowe huby, nowe karty Nowe huby, nowe karty łatwa łatwa Jakość usług słaba rewelacyjna słaba (CSMA/CD) dobra (przełączana) b. dobra (802.1p) słaba (CSMA/CD) dobra (przełączana) b. dobra (802.1p) Szybkość 100 Mb/s od 25 Mb/s do 622 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s Długość ramki 4500 53 1518 1518 Priorytety 8 poziomów dla ruchu asynchronicznego 2 poziomy brak, 8 poziomów (802.1p) brak, 8 poziomów (802.1p) Medium światłowód UTP, światłowód UTP 5 kat. światłowód Plany na przyszłość żadne 2,4 Gb/s Gigabit Ethernet 10Gb/s Ethernet Koszt połączenia (USD, 1999) 2000 - 100 500 Koszt połączenia przełączanego warstwa 2 (USD) 3000 2000 200 1000 Koszt połączenia przełączanego Mb/s (USD) 30 20 2 1 Typ technologii Ramki, współdzielone medium Komórki, multipleksacja statystyczna Ramki, współdzielone lub przełączane medium Ramki, współdzielone lub przełączane medium Wprowadzono 1988 1993 1994 1997

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
KW LAN Technologie sieci LAN II
KW LAN Technologie sieci LAN I
KW LAN Technologie sieci LAN I
KW LAN Technologie sieci LAN I
KW LAN Kierunki rozwoju sieci
KW LAN Kierunki rozwoju sieci
KW LAN Technologia ATM
KW LAN Projektowanie sieci LAN
KW LAN Projetkowanie sieci LAN (2)
KW LAN Wprowadzenie do sieci LAN
KW LAN Wstep
KW LAN Okablowanie strukturalne

więcej podobnych podstron