Общие сведения о технологии FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи. Разработчики технологии FDDI ставили перед собой в качестве наиболее приоритетных следующие цели:

· Повысить битовую скорость передачи данных до 100 Мб/с;

· Повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода - повреждения кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т.п.;

· Максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети как для асинхронного, так и для синхронного трафиков.

Выбор оптоволокна в качестве среды передачи сразу же определил преимущества новой сети: высокую помехозащищенность, секретность передачи информации и прекрасную гальваническую развязку абонентов.

Основные технические характеристики сети FDDI следующие:

- максимальное количество абонентов сети - 1000;

- максимальная протяженность кольца сети - 20 км;

- максимальное расстояние между абонентами сети - 2 км;

- среда передачи - оптоволоконный кабель (возможно применение витой пары);

- скорость передачи информации - 100 Мбит/с (200 Мбит/с для дуплексного режима передачи);

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Использование двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться, должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля первичного (Primary) кольца, поэтому 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 (рисунок 5.1), образуя вновь единое кольцо. Этот режим работы сети называется Wrap, то есть "свертывание" или "сворачивание" колец. Операция свертывания производится силами концентраторов и/или сетевых адаптеров FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегда передаются против часовой стрелки, а по вторичному - по часовой. 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.

В стандартах FDDI отводится много внимания различным процедурам, которые позволяют определить наличие отказа в сети, а затем произвести необходимую реконфигурацию. Сеть FDDI может полностью восстанавливать свою работоспособность в случае единичных отказов ее элементов. При множественных отказах сеть распадается на несколько не связанных сетей.

Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа. Этот метод очень близок к методу доступа сетей Token Ring и также называется методом маркерного (или токенного) кольца - token ring (рисунок 5.2, а).

Станция может начать передачу своих собственных кадров данных только в том случае, если она получила от предыдущей станции специальный кадр - токен доступа (рисунок 5.2, б). 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 токен доступа следующей станции. Если же в момент принятия токена у станции нет кадров для передачи по сети, то она немедленно транслирует токен 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.

Рис. 5.2. Обработка кадров станциями кольца FDDI

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. Этот случай приведен на рисунке (рисунок 5.2, в). Нужно отметить, что, если станция захватила токен 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 (рисунок 5.2, г). В передаваемом в сеть кадре 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 (рисунок 5.2, д). 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.

На рисунке 5.3 приведена структура протоколов технологии FDDI в сравнении с семиуровневой моделью OSI. FDDI определяет 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 и ISO 8802.2. FDDI использует первый тип процедур LLC, при котором узлы работают в дейтаграммном режиме - без установления соединений и без восстановления потерянных или поврежденных кадров.

Физический уровень разделен на два подуровня: независимый от среды подуровень PHY (Physical), и зависящий от среды подуровень PMD (Physical Media Dependent). Работу всех уровней контролирует протокол управления станцией SMT (Station Management).

Уровень PMD обеспечивает необходимые средства для передачи данных от одной станции к другой по оптоволокну. В его спецификации определяются:

· Требования к мощности оптических сигналов и к многомодовому оптоволоконному кабелю 62.5/125 мкм;

· Требования к оптическим обходным переключателям (optical bypass switches) и оптическим приемопередатчикам;

· Параметры оптических разъемов MIC (Media Interface Connector), их маркировка;

· Длина волны в 1300 нанометров, на которой работают приемопередатчики;

· Представление сигналов в оптических волокнах в соответствии с методом NRZI.

Спецификация TP-PMD определяет возможность передачи данных между станциями по витой паре в соответствии с методом MLT-3. Спецификации уровней PMD и TP-PMD уже были рассмотрены в разделах, посвященных технологии Fast Ethernet.

Уровень PHY выполняет кодирование и декодирование данных, циркулирующих между MAC-уровнем и уровнем PMD, а также обеспечивает тактирование информационных сигналов. В его спецификации определяются:

· кодирование информации в соответствии со схемой 4B/5B;

· требования к стабильности тактовой частоты 125 МГц;

· правила преобразования информации из параллельной формы в последовательную.

Уровень MAC ответственен за управление доступом к сети, а также за прием и обработку кадров данных. В нем определены следующие параметры:

· Правила генерации и распознавания адресов;

· Правила вычисления и проверки 32-разрядной контрольной суммы.

Уровень SMT выполняет все функции по управлению и мониторингу всех остальных уровней стека протоколов FDDI. В управлении кольцом принимает участие каждый узел сети FDDI. Поэтому все узлы обмениваются специальными кадрами SMT для управления сетью. В спецификации SMT определено следующее:

· Алгоритмы обнаружения ошибок и восстановления после сбоев;

· Правила мониторинга работы кольца и станций;

Отказоустойчивость сетей FDDI обеспечивается за счет управления уровнем SMT другими уровнями: с помощью уровня PHY устраняются отказы сети по физическим причинам, например, из-за обрыва кабеля, а с помощью уровня MAC - логические отказы сети, например, потеря нужного внутреннего пути передачи токена и кадров данных между портами концентратора.

В следующей таблице представлены результаты сравнения технологии FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring.

ЗАДАНИЕ 1: Необходимо смоделировать сеть по технологии FDDI для коммерческой фирмы, которая расположена в 2-х зданиях: офис и склад. В офисе работает 7 компьютеров, на складе 3. В офисе три комнаты: комната директора (1 компьютер), комната администратора сети (1 компьютер), комната сотрудников (5 компьютеров). Расстояние между офисом и складом 1000м. По желанию локальные сети в офисе и на складе можно строить, применяя изученные ранее технологии. Связь между зданиями только по технологии FDDI.

ЗАДАНИЕ 2: Смоделировать сеть общежития. Здание 3-х этажное, на каждом этаже две комнаты, на которые приходится по одному компьютеру. Один из компьютеров выполняет функции Файл - и E-mail- сервера. Необходимо разработать модель сети, где на этажах компьютеры объединяются в сеть по стандартам (любым) Ethernet, а этажи связаны в единую сеть по технологии FDDI.

ЗАДАНИЕ 3: Построить модель банковской сети. Банку принадлежит три здания. В одном из них расположен офис. Здания расположены на расстоянии друг от друга до 2 км. В офисе находится вся база данных по клиентуре, оттуда же осуществляется управление сетью и распределение трафика между подразделениями банка. В офисе 10 компьютеров, в остальных заданиях по 5. Уделить особое внимание защите информации на уровне сетевых устройств и компонентов. Модель сети строится на базе технологий Fast Ethernet (офисы) и FDDI (связь между зданиями).

ЗАДАНИЕ 4: Смоделировать сеть кампуса, т. е. связать для начала два студенческих общежития между собой. Общежития двухэтажные, на каждом этаже по 3-5 компьютеров. Расстояние между зданиями общежитий около 1500м. Необходимо разработать две модели. Модель строится на базе технологии Ethernet (локальная сеть 1-го общежития), Fast Ethernet (локальная сеть 2-го общежития) и FDDI (магистральная связь между зданиями общежитии).

В первой часта лабораторной работы необходимо по одному из заданий, предложенному преподавателем, провести моделирование локальной сети по технологии FDDI. Особенностью моделирования в данной лабораторной работе является то, что все без исключения задания предполагают многоуровневую архитектуру локальных сетей, наличие сервера и применение конкретных моделей сетевых устройств и компонентов. Сетевые устройства в модели должны быть соединены необходимыми связями и между ними должны быть заданы различные варианты трафика. При необходимости следует применять мосты и коммутаторы.

Стандартные действия в процессе моделирования, например: выбор рабочих станций, концентраторов, среды передачи, выбор и установка в рабочие станции сетевых адаптеров, редактирование наименований сетевых узлов, соединения их каналами связи, введение различных видов сетевого трафика производятся способами, описанными в лабораторной работе №1. Действия, специфические необходимые для выполнения данной лабораторной работы, описаны ниже.

1. Чтобы определить местоположение устройств, которые являются совместимыми с выбранным устройством, необходимо сделать следующее:

б. Выбрать команду Find Compatible из меню Object или щелкнуть Compatible в окне базы данных устройств (Device database).

2. Создание проекта с многоуровневой архитектурой. Как правильно развернуть «строение»

а. Щелкнуть в базе данных устройств (Device database) на папке Building, campuses and LAN.

б. В области окна изображения изделий (Product Image Pane) выберите необходимое «строение» и перетащите на окно проекта. Теперь это Ваше основное окно многоуровневого проекта.

в. Щелкните правой кнопкой мыши на «строении» и в выпадающем меню выберите Expand.

г. Появится дополнительное окно проекта, в котором Вы можете отобразить устройства, входящее в «строение» или наоборот отобразить «строения» более подробно описывающие основное «строение». Эти «строения» затем можно также дополнительно заполнить сетевыми устройствами, открыв дополнительные уровни проекта.

а. Перетащить требуемое сетевое устройство.

б. Чтобы повторно не выполнять ту же операцию, необходимо вменю Edit выбрать Duplicate.

4. Выделение тракта прохождения данных трафика от одного устройства к другому с использованием режима Trace на одном из уровней проекта.

а. На инструментальной панели Mode нажать на кнопку Trace.

б. Щелкнуть на одной из рабочих станций, затем на другой - красным цветом выделится путь прохождения данных между ними.

5. Выделение тракта прохождения данных трафика от одного устройства к другому с использованием режима Trace на разных уровнях проекта.

а. На инструментальной панели Mode нажать на кнопку Trace.

6. Щелкнуть на одной рабочей станции в одном окне, затем на объекте в другом окне. Красным цветом высветится требуемый тракт.

6. Создание канала связи между двумя строениями.

В окне основного проекта на инструментальной панели Mode выбирают Link и по стандартной процедуре устанавливают канал между двумя «строениям!!». Меду ними появляется пунктирная линия, которая говорит о том, что связь установлена не до конца. Затем необходимо перейти в окно строения и, заново выбрав Link, щелкнуть на конкретном устройстве, которое будет отвечать за соединение этого «строения» с другим, а затем на этом самом втором «строении». Установится полноценное соединение. Пиктограмма второго «строения» появится в рабочей области устройств первого «строения».

ЗАМЕЧАНИЕ: Если второе «строение» также имеет вложенную архитектуру, то обязательно необходимо выбрать устройство, которое буде связывать его с первым «строением».

7. Чтобы сделать одну из рабочих станций сервером, необходимо проделать следующее: а. В окне базы данных устройств (Device database) необходимо открыть кнопку «Network and enterprise software».

б. Нажать на кнопку «Server software». В области окна изображения изделий (Product Image Pane) отобразятся типы серверов.

в. Перетащить необходимый тип (или несколько типов) серверного ПО к рабочей станции, которую Вы выделили под сервер.

8. Добавление трафика клиент сервер происходит следующим способом:

а. На инструментальной панели Modes выбирают Set traffic.

б. В основном окне проекта нажать на «строении» без серверного ПО, затем в окне другого «строения» нажать на рабочей станции с серверным ПО.

в. Выбрать стандартным способом необходимый профайл трафика.

9. Контроль задания и изменение существующих профайлов трафика.

б. Появится окно Data Flow, в котором отобразятся все типы трафика, с указанием маршрута, которые были заданы в процессе создания проекта.

в. Для изменения конкретного типа трафика необходимо дважды на нем щелкнуть

Как было отмечено, по каждому заданию одну и ту же сеть необходимо смоделировать дважды с использованием разных стандартов. Необходимо определить лучший стандарт на основании статистических данных ключевых устройств. Наилучший вариант определяется по двум критериям: производительность, отказоустойчивость.

Статистические данные снимаются такими же способами, как и в предыдущих лабораторных работах. К статистическим значениям могут относиться следующие:

Packets dropped for last second - Пакеты, пропавшие за последний момент

Responses received - Получено ответов (реакций, откликов)

Calls requested - Требуемые запросы (затребовано запросов)

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее:

Название, цель, краткие теоретические сведения по исследуемой проблеме; структурные схемы смоделированной сети (по каждому стандарту); статистические данные (на основании которых проводился анализ модели); выводы..

Выводы должны содержать анализ результатов, полученных в результате выполнения I лабораторной работы и их сравнение с теоретическими сведениями по исследуемой проблеме.

Сформированная в процессе выполнения лабораторной работы модель сети записывается на дискету (одна на бригаду), которая прилагается к отчетам в конце лабораторного практикума.

ОТЧЕТ ОФОРМЛЯЕТСЯ ИНДИВИДУАЛЬНО КАЖДЫМ СТУДЕНТОМ

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: