FDDI ( Fibre Distributed Data Interface ) este un standard de transmisie de date din anii 1980 pentru rețelele locale cu distanțe de până la 200 de kilometri . Sunt utilizate linii de transmisie cu fibră optică , sunt furnizate viteze de până la 100 Mbps. Standardul se bazează pe protocolul Token Ring . Pe lângă o suprafață mare, rețeaua FDDI este capabilă să susțină câteva mii de utilizatori.
Standardul a fost dezvoltat la mijlocul anilor '80 de Institutul Național American de Standarde (ANSI). În această perioadă, stațiile de lucru de proiectare de mare viteză începeau deja să depășească limitele rețelelor locale (LAN) existente (în primul rând Ethernet și Token Ring). A fost necesar să se creeze un nou LAN care să poată susține cu ușurință aceste stații de lucru și noile lor sisteme distribuite aplicate. Începe să se acorde o atenție din ce în ce mai mare fiabilității, deoarece administratorii de sistem au început să transfere aplicații critice de la computere mari în rețea. FDDI a fost creat pentru a satisface aceste nevoi. După finalizarea lucrărilor la FDDI, ANSI l-a transmis ISO pentru examinare. ISO a dezvoltat o versiune internațională a FDDI care este pe deplin compatibilă cu versiunea ANSI a standardului. Deși implementările FDDI nu sunt la fel de comune astăzi ca Ethernet sau Token Ring, FDDI a câștigat un număr semnificativ de urmăritori, care crește pe măsură ce costul interfeței FDDI a scăzut. FDDI este adesea folosit ca coloană vertebrală a tehnologiei și, de asemenea, ca mijloc de conectare a calculatoarelor de mare viteză într-o zonă locală.
Standardul FDDI definește o tehnologie LAN de 100 Mbps bazată pe o topologie inel dual și transmiterea de token. Un cablu de fibră optică este utilizat ca mediu de transmisie. Standardul definește stratul fizic și partea din stratul de legătură de date care este responsabilă pentru accesul media; prin urmare, relația sa cu modelul de referință OSI este aproximativ aceeași cu cea a IEEE 802.3 și IEEE 802.5.
Deși funcționează la viteze mai mari, FDDI este similar cu Token Ring în multe privințe. Ambele rețele au aceleași caracteristici, inclusiv topologia (rețeaua inelă), tehnica de acces media (transmiterea jetonelor), caracteristicile de fiabilitate (de exemplu, semnalizare) etc.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale FDDI este că folosește un ghid de lumină ca mediu de transmisie. Ghidul de lumină oferă o serie de avantaje față de cablajul tradițional din cupru, inclusiv protecția datelor (fibra optică nu emite semnale electrice care pot fi interceptate), fiabilitatea (fibra optică este imună la zgomotul electric) și viteza (fibra optică are o lățime de bandă mult mai mare potenţial decât cablul de cupru).
În cazul întreruperii fibrei, este posibilă restaurarea parțială (cu două întreruperi) sau completă (cu o întrerupere) a conectivității la rețea.
FDDI impune utilizarea rețelelor dual ring. Traficul pe aceste inele se deplasează în direcții opuse. În termeni fizici, un inel constă din două sau mai multe conexiuni punct la punct între stații adiacente. Unul dintre cele două inele FDDI se numește inel primar, celălalt se numește inel secundar. Inelul primar este folosit pentru transmiterea datelor, în timp ce inelul secundar este de obicei redundant.
„Stații de clasă B” sau „Stații conectate cu un singur inel” (SAS) sunt conectate la aceeași rețea de inel; „Stații de clasă A” sau „stații de apel dublu” (DAS) sunt conectate la ambele inele. SAS-urile sunt conectate la inelul primar printr-un „hub” care oferă legături pentru mai multe SAS-uri. Hub-ul este responsabil pentru a se asigura că o defecțiune sau o întrerupere a curentului în oricare dintre SAS-uri nu întrerupe inelul. Acest lucru este necesar în special atunci când un computer sau dispozitive similare sunt conectate la inel și alimentarea este pornită și oprită frecvent.
FDDI acceptă alocarea în timp real a lățimii de bandă a rețelei, care este ideală pentru o serie de tipuri diferite de aplicații. FDDI oferă acest suport prin desemnarea a două tipuri de trafic: sincron și asincron. Traficul sincron poate consuma 100 Mb/s din lățimea de bandă totală a rețelei FDDI; restul poate fi consumat de traficul asincron. Lățimea de bandă sincronă este alocată acelor stații care au nevoie de o capacitate de transmisie constantă. De exemplu, prezența unei astfel de posibilități ajută la transmiterea informațiilor vocale și video. Alte stații folosesc restul lățimii de bandă în mod asincron. Specificația SMT pentru o rețea FDDI definește o schemă pentru cererile de lățime de bandă FDDI distribuite.
Alocarea lățimii de bandă asincronă se face folosind o schemă de prioritate cu opt niveluri. Fiecărei stații i se atribuie un anumit nivel de prioritate pentru utilizarea lățimii de bandă asincrone. FDDI permite, de asemenea, conversații lungi în care stațiile pot utiliza temporar toată lățimea de bandă asincronă. Mecanismul de prioritate FDDI poate bloca de fapt stațiile care nu pot folosi lățimea de bandă sincronă și au prioritate de utilizare a lățimii de bandă asincronă prea scăzută.
| PA | SD | FC | DA | SA | PDU | FCS | ED/FS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 biți | 8 biți | 8 biți | 48 de biți | 48 de biți | până la 4478x8 biți | 32 de biți | 16 biți |
Formatele de bloc de date FDDI (prezentate în tabel) sunt similare cu formatele Token Ring.
Preambul (PA) - Preambulul pregătește fiecare stație pentru a primi un bloc de date primite.
Start Delimiter (SD) - Delimitatorul de pornire indică începutul blocului de date. Conține structuri de semnal care îl deosebesc de restul blocului de date.
Frame control (FC) - Câmpul de control al blocului de date indică dimensiunea câmpurilor de adresă, tipul de date conținute în bloc (informații sincrone sau asincrone) și alte informații de control.
Adresa de destinație (DA), adresa sursă (SA) - La fel ca Ethernet și Token Ring, dimensiunea adresei este de 6 octeți. Câmpul de adresă de destinație poate conține o adresă dintr-o singură parte (unică), mai multe părți (multicast) sau de difuzare (toate stațiile), în timp ce adresa sursă identifică doar o stație care a trimis blocul de date.
Protocol data unit (PDU) - Câmpul de informații conține fie informații destinate protocolului de nivel superior, fie informații de control.
Secvență de verificare a cadrelor (FCS) - Similar cu Token Ring și Ethernet, câmpul secvenței de verificare a cadrelor (FCS) este populat cu o valoare de „verificare a redundanței cadrelor” (CRC), în funcție de conținutul cadrului, calculată de stația sursă. Stația de destinație recalculează această valoare pentru a determina dacă există o posibilă corupție a blocului în tranzit. Dacă există corupție, atunci blocul de date este eliminat.
Delimitator de sfârșit (ED) - Delimitatorul de sfârșit conține caractere neinformative care semnifică sfârșitul unui bloc de date.
Starea cadrului (FS) — Câmpul de stare a cadrului permite stației sursă să determine dacă a apărut o eroare și dacă cadrul a fost recunoscut și copiat de stația de recepție.
Există două modalități principale de a conecta computerele la o rețea FDDI: direct și prin punți sau routere la rețelele altor protocoale.
Această metodă este folosită, de regulă, pentru a conecta fișiere, arhive și alte servere, computere medii și mari la rețeaua FDDI, adică componente cheie ale rețelei care sunt principalele centre de calcul care oferă servicii multor utilizatori și necesită un nivel ridicat de I/ O viteză în rețea.
Stațiile de lucru pot fi conectate în același mod. Cu toate acestea, deoarece adaptoarele de rețea pentru FDDI sunt foarte scumpe, această metodă este utilizată numai în cazurile în care viteza mare a rețelei este o condiție prealabilă pentru funcționarea normală a aplicației. Exemple de astfel de aplicații: sisteme multimedia, transmisie video și audio.
Pentru a conecta computerele personale la rețeaua FDDI, se folosesc adaptoare de rețea specializate, care de obicei sunt introduse într-unul dintre sloturile libere de pe computer. Astfel de adaptoare sunt produse de companii: 3Com, IBM, Microdyne, Network Peripherials, SysKonnect etc. Există carduri pe piață pentru toate magistralele comune - ISA, EISA și Micro Channel; există adaptoare pentru conectarea stațiilor din clasa A sau B pentru toate tipurile de sisteme de cablu - fibră optică, perechi răsucite ecranate și neecranate.
Toți producătorii de top de mașini UNIX (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems și alții) oferă interfețe pentru conectarea directă la rețelele FDDI.
Podurile (punțile) și routerele (routere) vă permit să vă conectați la rețele FDDI ale altor protocoale, cum ar fi Token Ring și Ethernet. Acest lucru face posibilă conectarea eficientă a unui număr mare de stații de lucru și alte echipamente de rețea la FDDI atât în rețelele LAN noi, cât și în cele existente.
Din punct de vedere structural, podurile și routerele sunt fabricate în două versiuni - într-o formă finită, care nu permite creșterea sau reconfigurarea hardware ulterioară (așa-numitele dispozitive independente) și sub formă de hub-uri modulare.
Exemple de dispozitive autonome sunt Router BR de la Hewlett-Packard și EIFO Client/Server Switching Hub al Network Peripherals.
Hub-urile modulare sunt utilizate în rețele mari complexe ca dispozitive centrale de rețea. Hub-ul este o carcasă cu o sursă de alimentare și o placă de comunicare. Modulele de comunicare în rețea sunt introduse în sloturile hub-ului. Designul modular al hub-urilor facilitează asamblarea oricărei configurații LAN, combinarea sistemelor de cabluri de diferite tipuri și protocoale. Sloturile libere rămase pot fi folosite pentru extinderea ulterioară a rețelei LAN.
Hub-urile sunt fabricate de multe companii: 3Com, Cabletron, Chipcom, Cisco, Gandalf, Lannet, Proteon, SMC, SynOptics, Wellfleet și altele.
Hub-ul este nodul central al rețelei LAN. Eșecul său poate opri întreaga rețea, sau cel puțin o parte semnificativă a acesteia. Prin urmare, majoritatea producătorilor de butuci iau măsuri speciale pentru a-și îmbunătăți toleranța la erori. Astfel de măsuri sunt redundanța surselor de alimentare în partajarea sarcinii sau modul de așteptare la cald, precum și abilitatea de a schimba sau reinstala module fără a opri alimentarea (swap la cald).
Pentru a reduce costul hub-ului, toate modulele sale sunt alimentate de la o sursă de alimentare comună. Elementele de alimentare ale sursei de alimentare sunt cea mai probabilă cauză a defecțiunii acesteia. Prin urmare, redundanța sursei de alimentare extinde semnificativ timpul de funcționare. În timpul instalării, fiecare dintre sursele de alimentare ale hub-ului poate fi conectată la o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) separată în cazul unei căderi de curent. Este de dorit să conectați fiecare UPS la rețele electrice separate de la diferite substații.
Capacitatea de a schimba sau reinstala module (incluzând adesea sursele de alimentare) fără a opri hub-ul vă permite să reparați sau să extindeți rețeaua fără a întrerupe serviciul pentru acei utilizatori ale căror segmente de rețea sunt conectate la alte module hub.
Dacă receptorul și transmițătorul sunt situate aproape unul de celălalt, atunci un canal sau o linie separată poate fi utilizat pentru sincronizare. Dacă stațiile sunt separate pe distanțe lungi, atunci devine mai profitabil să construiți capacitatea de reglare a frecvenței în semnalul însuși. Pentru aceasta se folosesc coduri de auto-sincronizare. Ideea este că semnalul transmis își schimbă starea frecvent (de la 0 la 1 și invers) chiar dacă sunt transmise secvențe lungi de date constând doar din 0 sau doar 1.
Codarea Manchester este o modalitate de a construi cod de auto-sincronizare. Acest cod asigură că starea semnalului se schimbă pe măsură ce fiecare bit este reprezentat. Codarea Manchester necesită de două ori viteza de transmisie a datelor transmise.
Codul 5V/4V de auto-tactare utilizat în FDDI este una dintre alternativele posibile pentru codarea Manchester. Tabelul arată cum patru biți de informații sunt codificați de cinci biți de semnal ai codului 5V/4V. Codurile de conversie sunt alese astfel încât să ofere cele mai frecvente modificări ale semnalului, indiferent de tipul de date transmise.
| Protocoale de bază TCP /IP pe straturi ale modelului OSI | |
|---|---|
| Fizic | |
| canalizat | |
| reţea | |
| Transport | |
| sesiune | |
| Reprezentare | |
| Aplicat | |
| Altele aplicate | |
| Lista de porturi TCP și UDP | |