Конспект лекций по дисциплине «сетевые технологии» (дополненная версия) для студентов специальности 050102 icon

Конспект лекций по дисциплине «сетевые технологии» (дополненная версия) для студентов специальности 050102


5 чел. помогло.

Смотрите также:
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «сетевые технологии» для...
Конспект лекций по дисциплине: распределенные вычислительные системы и сетевые технологии раздел...
Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии. Часть 1»...
В. В. Курилкин основы химической технологии и лесопереработки (конспект лекций)...
Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине «Сетевые информационные технологии»...
Конспект лекций для студентов специальности 080110 «Экономика и бухгалтерский учет (по...
Конспект лекций по дисциплине «восстановление деталей и повторное использование материалов» для...
Конспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод»...
Конспект лекций Конспект лекций по дисциплине "Организационное поведение"...
Краткий конспект лекций по дисциплине «Основы лесоводства и лесной таксации» Для студентов...
Конспект лекций по дисциплине информационные технологии на транспорте Нижний Новгород...
Конспект лекций в схемах по дисциплине «управление персоналом» для студентов 5 курса направления...



страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
вернуться в начало
скачать


7.7. FDDI - самостоятельный стандарт института ANSI.

Технология ^ Fiber Distributed Data Interface (FDDI) - первая технология, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель. Технология FDDI - это не совсем технология локальных сетей, она скорее относится к магистральным сетям, потому как имеет большое значение длины сети.

Попытки применения света в качестве среды, несущей информацию, предпринимались давно - еще в 1880 году Александр Белл изобрел устройство, которое передавало речь на расстояние до 200 метров с помощью зеркала, вибрировавшего синхронно со звуковыми волнами и модулировавшего отраженный свет. Работы по использованию света для передачи информации активизировались в 1960-е годы в связи с изобретением лазера, который мог обеспечить модуляцию света на очень высоких частотах, то есть создать широкополосный канал для передачи большого количества информации с высокой скоростью. Примерно в то же время появились оптические волокна, которые могли передавать свет в кабельных системах, подобно тому, как медные провода передают электрические сигналы в традиционных кабелях. Однако потери света в этих волокнах были слишком велики, чтобы они могли быть использованы как альтернатива медным проводам. Недорогие оптические волокна, обеспечивающие низкие потери мощности светового сигнала и широкую полосу пропускания (до нескольких ГГц) появились только в 1970-е годы.

В начале 1980-х годов началось применение оптоволоконных каналов связи для территориальных телекоммуникационных систем.

Немного позже начались также работы по созданию стандартных технологий и устройств для использования оптоволокнных каналов и в локальных сетях.

Работы по обобщению опыта и разработке первого оптоволоконного стандарта для локальных сетей были сосредоточены в ^ Американском Национальном Институте по Стандартизации - ANSI, в рамках специально созданного для этой цели комитета X3T9.5.

Начальные версии различных составляющих частей стандарта FDDI были разработаны комитетом Х3Т9.5 в 1986 - 1988 годах, и тогда же появилось первое оборудование - сетевые адаптеры, концентраторы, мосты и маршрутизаторы, поддерживающие этот стандарт. Стандарт FDDI взял за основу метода доступа к общей разделяемой среде - маркерный метод доступа, который был уже на то время популярен (он уже использовался в технологии Token Ring). Начальные версии технологии FDDI обеспечивали передачу кадров со скоростью 100 Мб/с по двойному волоконно-оптическому кольцу длиной до 100 км.

В настоящее время большинство сетевых технологий поддерживают оптоволоконные кабели в качестве одного из вариантов физического уровня, мы с вами в этом не раз убеждались при изучении физических уровней и Ethernet и Token Ring. Стандарты FDDI на данный момент времени прошли проверку временем и устоялись, так что оборудование различных производителей показывает хорошую степень совместимости. Стандарт FDDI во многом взял за основу технологию Token Ring. Рассмотрим отличительные особенности стандарта FDDI.


^ 7.7.1 Канальный уровень технологии FDDI.

Разработчики технологии FDDI ставили перед собой следующие цели:

повысить битовую скорость передачи данных до 100 Мбит/с, повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода (повреждения кабеля, некорректной работы узла или концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии), а также, максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети.

Именно наличие двух колец - стало основным способом повышения отказоустойчивости в сети FDDI. Узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам. Рассмотрим особенность построения сети FDDI, воспользовавшись рисунком 7.12.



Рис. 7.12 Транзитный режим сети FDDI

В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля только первичного (Primary) кольца. Этот режим назван режимом Thru - "сквозным" или "транзитным" . Вторичное кольцо (Secondary) в этом режиме не используется.

В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла), первичное кольцо объединяется со вторичным вновь образуя единое кольцо.

Этот режим работы сети называется ^ Wrap, то есть "свертывание" или "сворачивание" колец.



Рис. 7.13 Режим свертывания колец сети FDDI при отказе


Операция свертывания производится средствами концентраторов и/или сетевых адаптеров технологии FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегда передаются в одном направлении (на рисунках это направление изображается против часовой стрелки), а по вторичному - в обратном (изображается по часовой стрелке). Поэтому при образовании общего кольца из двух колец передатчики станций по-прежнему остаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет правильно передавать и принимать информацию соседними станциями.

Кольца в сетях FDDI, как и в сетях 802.5 рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, для нее определен метод доступа, похожий на метод доступа сетей Token Ring и также называемый методом маркерного кольца - token ring. Рассмотрим этот метод подробнее (см. рис. 7.14).



Рис. 7.13 Иллюстрация работы по методу маркерного кольца в сети FDDI


Станция может начать передачу своих собственных кадров данных только в том случае, если она получила от предыдущей станции специальный кадр - маркер (токен) доступа. После этого она может передавать свои кадры, если они у нее имеются, в течение времени, называемого временем удержания токена - Token Holding Time (THT). После истечения времени THT станция обязана завершить передачу своего очередного кадра и передать маркер доступа следующей станции. Если же в момент принятия маркера у станции нет кадров для передачи по сети, то она немедленно транслирует маркер следующей станции. В сети FDDI у каждой станции есть предшествующий сосед (upstream neighbor) и последующий сосед (downstream neighbor), определяемые ее физическими связями и направлением передачи информации. Каждая станция в сети постоянно принимает передаваемые ей предшествующим соседом кадры и анализирует их адрес назначения. Если адрес назначения не совпадает с ее собственным, то она транслирует кадр своему последующему соседу. Нужно отметить, что, если станция захватила маркер и передает свои собственные кадры, то на протяжении этого периода времени она не транслирует приходящие кадры, а удаляет их из сети. Если же адрес кадра совпадает с адресом станции, то она копирует кадр в свой внутренний буфер, проверяет его корректность (в основном по контрольной сумме), передает его поле данных для последующей обработки протоколу лежащего выше над FDDI уровня (например, IP), а затем передает исходный кадр по сети последующей станции. В передаваемом в сеть кадре (также как и у кадра Token Ring) станция назначения отмечает три признака: распознавания адреса, копирования кадра и отсутствия или наличия в нем ошибок. После этого кадр продолжает путешествовать по сети, транслируясь каждым узлом. Станция, являющаяся источником кадра для сети, ответственна за то, чтобы удалить кадр из сети, после того, как он, совершив полный оборот, вновь дойдет до нее. При этом исходная станция проверяет признаки кадра, дошел ли он до станции назначения и не был ли при этом поврежден. Процесс восстановления информационных кадров не входит в обязанности протокола FDDI, этим должны заниматься протоколы более высоких уровней.

В технологии FDDI определен протокол физического уровня и протокол подуровня доступа к среде (MAC) канального уровня. Как и многие другие технологии локальных сетей, технология FDDI использует протокол 802.2 подуровня управления каналом данных (LLC), определенный в стандартах IEEE 802.2. FDDI использует тип процедур LLC, при котором узлы работают в дейтаграммном режиме - без установления соединений и без восстановления потерянных или поврежденных кадров.

Отличия метода доступа FDDI от метода доступа Token Ring заключаются в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной. Это время зависит от загрузки кольца - при небольшой загрузке оно увеличивается, а при больших перегрузках может уменьшаться до нуля. Изменения в методе доступа касаются только асинхронного трафика, который не чувствителен к небольшим задержкам передачи кадров. Для синхронного трафика время удержания маркера по-прежнему остается фиксированной величиной.

Механизм приоритетов кадров, который присутствовал в технологии Token Ring, в технологии FDDI отсутствует. Разработчики технологии решили, что деление трафика на 8 уровней приоритетов избыточно и достаточно просто разделить трафик на два класса - асинхронный и синхронный. Синхронный трафик обслуживается всегда, даже при перегрузках кольца.

Сети FDDI также применяют алгоритм раннего освобождения маркера, как и сети Token Ring со скоростью 16 Мбит/с.

Адреса уровня MAC имеют стандартный для технологий IEEE 802 формат.

Формат кадра FDDI также близок к формату кадра Token Ring, основные отличия заключаются в отсутствии полей приоритетов. Признаки распознавания адреса, копирования кадра и ошибки позволяют сохранить имеющиеся в сетях Token Ring процедуры обработки кадров станцией-отправителем, промежуточными станциями и станцией-получателем.



Рис. 7.14 Структура формата кадра FDDI


PA - Преамбула (Preamble): 16 или более пустых символов.

SD - начальный разделитель (Starting Delimiter): последовательность 'J' и 'K'.

FC - Frame Control: 2 символа, отвечающие за тип информации в поле INFO

DA - Адрес получателя (Destination Address): 12 символов, показывающие кому адресован кадр.

SA - Адрес отправителя (Source Address): 12 символов, показывающие адрес отправителя кадра.

INFO - Поле данных (Information Field): 0 до 4478 байтов информации.

FCS - Контрольная сумма (Frame Check Sequence): 8 символов CRC.

ED - Конечный разделитель (Ending Delimiter)

Формат маркера FDDI также близок к формату маркера Token Ring



Рис. 7.15 Структура формата маркера FDDI


Таким образом, несмотря на то что технология FDDI была разработана и стандартизована институтом ANSI, а не комитетом IEEE, она полностью вписывается в структуру стандартов 802

Отличительной особенностью технологии FDDI является выделение еще один уровня - управления станцией - Station Management (SMT) .

В спецификации SMT определено следующее:

  • Алгоритмы обнаружения ошибок и восстановления после сбоев;

  • Правила мониторинга работы кольца и станций;

  • Управление кольцом;

  • Процедуры инициализации кольца.

В управлении кольцом принимает участие каждый узел сети FDDI. Поэтому все узлы обмениваются специальными кадрами SMT для управления сетью.


7.7.2. Физический уровень технологии FDDI

В технологии FDDI для передачи световых сигналов по оптическим волокнам реализовано логическое кодирование 4В/5В в сочетании с физическим кодированием NRZI. Эта схема приводит к передаче по линии связи сигналов с тактовой частотой 125 МГц.

Так как из 32 комбинаций 5-битных символов для кодирования исходных 4-битных символов нужно только 16 комбинаций, то из оставшихся 16 выбрано несколько кодов, которые используются как служебные.

Самый важный служебный символ - Idle, который постоянно передается между портами в течение пауз между передачей кадров данных.

За счет этого символа станции и концентраторы сети FDDI имеют постоянную информацию о состоянии физических соединений своих портов. В случае отсутствия потока символов Idle фиксируется отказ физической связи и производится реконфигурация внутреннего пути концентратора или станции, если это возможно.

При первоначальном соединении кабелем двух узлов их порты сначала выполняют процедуру установления физического соединения. В этой процедуре используются последовательности служебных символов кода 4В/5В, с помощью которых создается некоторый язык команд физического уровня. Эти команды позволяют портам выяснить друг у друга типы портов (А, В, М или S) и решить, корректно ли данное соединение (например, соединение S-S является некорректным и т. п.). Если соединение корректно, то далее выполняется тест качества канала при передаче символов кодов 4В/5В, а затем проверяется работоспособность уровня MAC соединенных устройств путем передачи нескольких кадров MAC. Если все тесты прошли успешно, то физическое соединение считается установленным.

Работу по установлению физического соединения контролирует протокол управления станцией SMT.

Технология FDDI в настоящее время поддерживает волоконно-оптический кабель и неэкранированную витую пару категории 5, которая начала использоваться совсем недавно.

Оптоволоконный интерфейс спецификации FDDI определяет:

  • Использование в качестве основной физической среды многомодового волоконно-оптического кабеля 62,5/125 мкм.

  • Требования к мощности оптических сигналов и максимальному затуханию между узлами сети для стандартного многомодового кабеля требования приводят к предельному расстоянию между узлами в 2 км, а для одномодового кабеля расстояние увеличивается до 10-40 км в зависимости от качества кабеля;

  • требования к оптическим обходным переключателям (optical bypass switches) и оптическим приемопередатчикам;

  • требования к параметрам оптических разъемов MIC (Media Interface Connector) , их маркировку;

  • использование для передачи света с длиной волны в 1300 нм;

  • представление сигналов в оптических волокнах в соответствии с методом NRZI.

Использование витой пары категории 5 определяет возможность передачи данных между станциями по витой паре в соответствии с методом физического кодирования MLT-3.

Для получения равномерного по мощности спектра сигнала данные перед физическим кодированием проходят через скрэмблер.

Максимальное расстояние между узлами в соответствии со в случае использования витой пары cat 5 равно 100 м.

Максимальная общая длина кольца FDDI составляет 100 километров, максимальное число станций с двойным подключением в кольце - 500.

Сравнение FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring

Характеристика

FDDI

^ EthernetToken Ring

Битовая скорость

100 Мб/с

10 Мб/с16 Мб/c

Топология

Двойное кольцо
деревьев

Шина/звездаЗвезда/кольцо

Метод доступа

Доля от времени
оборота токена

CSMA/CDПриоритетная система резервирования

Среда передачи
данных

Многомодовое
оптоволокно,
неэкранированная
витая пара

Толстый коаксиал,
тонкий коаксиал,
витая пара,
оптоволокноЭкранированная и неэкранированная витая пара,
оптоволокно

Максимальная длина сети (без мостов)

200 км
(100 км на кольцо)

2500 м1000 м

Максимальное расстояние между узлами

2 км (-11 dB потерь
между узлами)

2500 м 100 м

Максимальное
количество узлов

500 (1000 соединений)

1024260 для экранированной витой пары, 72 для
неэкранированной витой
пары

Тактирование и
восстановление после отказов

Распределенная
реализация тактирования и восстановления после отказов

Не определеныАктивный монитор






Скачать 2,46 Mb.
оставить комментарий
страница11/11
Дата29.09.2011
Размер2,46 Mb.
ТипКонспект, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
плохо
  3
не очень плохо
  1
хорошо
  4
отлично
  5
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх