FDDI ir CDDI tinklai

by

FDDI ir CDDI tinklai

Turinys

Įvadas 2Žiedo topologijos tinklas FDDI 3FDDI tinklo sandara ir komponentai. 6Duomenų pateikimas FDDI tinkle 7FDDI kadro struktūra 8FDDI kadrų tipai 11Informacijos apsikeitimo FDDI tinkluose režimas 12Patikimumo užtikrinimas esant FDDI tinklo įrenginių gedimams 13Sujungimų vadlymo algoritmai fiziniame FDDI lygyje 14Technologija CDDI 14ĮvadasŽiedo topologijos tinklas IBM Token Ring Žiedo topologijos pavyzdžiu gali būti Token Ring technologijos tinklai. VKT, naudojantis žiedo topologiją, sujungia kompiuterius į kilpą. Daug tinklų su žiedo topologija naudoja žetono persiuntimo mechanizmą ir toks tinklas vadinamas žetono persiuntimo žiedo tinklas (token passing ring network), sutrumpintai token ring. Jis veikia kaip viena, bendrai naudojama terpė. Kuomet kompiuteris nori persiųsti duomenis, jis turi gauti leidimą. Gavęs jį, kompiuteris pilnai kontroliuoja žiedą ir daugiau negali prasidėti nė vienas siuntimas. Bitai iš siunčiančiojo kompiuterio patenka į sekantį kompiuterį, iš jo į sekantį ir taip toliau, kol grįžta atgal siuntėjui. Pav. yra iliustruojama ši koncepcija.

Bitų sklidimas, perduodant Token Ring tinklu. Išskyrus siuntėją visi kiti kompiuteriai praleidžia freimo bitus į kitą stotį. Paskyrimo vietos kompiuteris pasidaro kopiją.Kaip matosi paveikslėlyje, visi kompiuteriai, išskyrus siuntėją, persiunčia bitus ratu. Nustatyti, ar nebuvo persiuntimo klaidos, siuntėjas gali labai paprastai – tereikia palyginti informaciją prieš siuntimą ir po persiuntimo. Kompiuteris, kuriam skirtas freimas, pasidaro jo kopiją ir persiunčia bitus ratu toliau. Priešingai Ethernet, šios topologijos tinklas nesinaudoja CSMA/CD. Yra naudojamas specialus požymis (token), kuris pasiunčiamas į tinklą, leidimo duomenų siuntimui gavimui. Šis požymis yra specialus bitų rinkinys, besiskiriantis nuo normalių duomenų freime. Užtikrinimui, kad duomenys nebūtų suprasti kaip požymis, yra naudojama speciali Token Ring technologija, naudojanti bitų įterpimą, kuri pakeičia požymį, jei jis aptinkamas duomenyse ir taip juos paruošia siuntimui. Svarbiausiai, kad tinklas žino, jog tik vienas požymis pateks į tinklą. Gavęs leidimą persiųsti tinklu vieną freimą kadrą, kompiuteris turi laukti, kol grįš požymis. Jam atėjus, kompiuteris laikinai sulaiko požymio siuntimą ir pasiunčia į jį duomenis. Jei jis turi siųsti daugiau freimų, tai reikia vėl siųsti požymį. Ši schema garantuoja teisingą tinklo pasiekimą – jei požymis apeina žiedą, kiekvienas kompiuteris turi galimybę naudotis tinklu.Žiedo topologijos tinklas FDDI

Vienas iš pagrindinių žiedinių tinklų (token ring networks) trūkumų kyla iš jų jautrumo gedimams. Kadangi kiekvienas įjungtas į tinklą kompiuteris turi praleisti freimo bitus kitam kompiuteriui, tai vieno kompiuterio sugedimas gali padaryti netinkamu visą tinklą. Žiedinio tinklo aparatinė dalis yra suprojektuota išvengti tokių gedimų. Pavyzdžiui, aparatūra, prijungianti kompiuterį prie tinklo yra suprojektuota įveikti programinės dalies gedimus – aparatinė dalis gali toliau siųsti ateinančius bitus į išėjimo jungtį nepaisant programos gedimų. Tačiau dauguma žiedinių tinklų negali dirbti po sujungimo nutraukimo, kuomet du kompiuterius jungiantis kabelis yra atsitiktinai nukertamas arba nutrūksta.Kai kurios žiedinių tinklų technologijos yra suprojektuotos įveikti ir tokius gedimus. Pavyzdžiui Fiber Distributed Date Iterconnect (FDDI) yra žiedinio tinklo technologija, kuri gali siųsti duomenis 100 Mbps greičiu, aštuonis kartus greičiau, negu IBM Token Ring tinklai ir dešimt kartų greičiau, negu Ethernet. Kad teikti tokį didelį duomenų perdavimo greitį, FDDI naudoja optinį kabelį kompiuterių sujungimui vietoje varinių laidų. Yra ir panaši technologija CDDI (Copper Distributed Data Interconnection), kuri dirba panašiai į FDDI, tik sujungimui naudoja varinius laidus. Žiedai FDDI tinkle yra vadinami priešingos krypties (counter rotating), kadangi duomenys jais perduodami priešinga kryptimi. Kadangi abu pluoštai, jungiantys du kompiuterius, eina tuo pačiu fiziniu keliu, tai jei nutraukiamas vienas pluoštas, tai dažniausiai bus nutrauktas ir antrasis. Antra, tokia situacija galima ir išjungus kompiuterį pavyzdžiui jo pernešimui iš vienos vietos į kitą. Jei duomenys būtų perduodami abejais pluoštais ta pačia kryptimi, tokie minėti atvejai nutrauktų tinklo funkcionavimą. Tačiau jei duomenys keliauja priešingomis kryptimis, tai likusieji kompiuteriai gali perkonfigūruoti tinklą ir naudoti priešingos krypties kelią. Pav. iliustruoja šią koncepciją.

(a) FDDI tinklas su rodyklėmis, rodančiomis kokiomis kryptimis duomenys gali sklisti. (b) tas pats tinklas po vieno kompiuterio gedimo. Normaliai duomenys keliauja viena kryptimi. Vienam kompiuteriui sugedus, kaimyninis pradeda naudoti priešingą kelią uždaram žiedui sudaryti.

Nors pav. (a) rodo, kad duomenys gali keliauti priešingos krypties žiedais, tik vienas iš dviejų žiedų paprastai naudojamas. Pavyzdžiui paveikslėlyje kompiuteriai siunčia ir priima bitus išoriniu žiedu. Nepaisant to, tinklo aparatinė dalis siunčia bitus vidiniu žiedu, bet be jų interpretavimo. Kompiuterio, esančio šalia sugedusio, aparatinė nustato ryšio nutrūkimą ir persikonfigūruoja taip, kad ateinantys bitai daro kilpą į atgalinį kelią. Taigi sugedęs kompiuteris yra pašalinamas ir likę kompiuteriai lieka sujungti į uždarą žiedą. Perkonfigūravimo procesas gedimo išvengimui yra vadinamas savęs atstatymu (self healing) ir FDDI yra žinomi, kaip save atstatantys tinklai.

FDDIKabelio tipas – optinis pluoštasTopologija – žiedasMax. mazgų skaičius segmente – 500Max. segmentų skaičius – 4Max. atstumas tarp sujungimo taškų – 2 kmMax. tinklo ilgis – 100 kmMazgo pajungimo būdas – MIC-konektoriusPanaudojamų kabelio porų skaičius DAS – 2 SAS – 1

CDDI

Praktiškai tas pats, kaip FDDI tik su vyta pora.

Token-Ring

Kabelio tipas – UTP, STPTopologija – žvaigždėMax. mazgų skaičius/MSAU * segmenteUTP – 72/9STP – 260/33Max. segmento ilgis (be repiterio)UTP – 150 m (greičiu 4 Mbps),60 m (greičiu 16 Mbps)STP – 300 m (greičiu 4 Mbps),100 m (greičiu 16 Mbps)Max. segmento ilgis tarp repiteriųUTP – 365 mSTP – 725 mMazgo pajungimo būdas – RJ-45Panaudojamų kabelio porų skaičius – 2

FDDI specifikaciją sukūrė amerikos nacionalinis komitetas ANSI 1980 metų viduryje. Ši tecnologija buvo skirta lokalių tinklų segmentų sujungimui, tokių kaip Ethernet/IEEE 802.3 ir Token Ring/IEEE 802.5 naudojant patikimus aukšto pralaidumo kanalus.FDDI tinklo sandara ir komponentai.FDDI specifikacija nustato sąsajos sandarą, kuri leidžia perduoti duomenis 100Mb/s greičių. Tam kad būtų suteikiamas didesnis patikimumas, FDDI duomenų perdavimo kanalai yra dubliuojami, pasinaudojant tuo šiame tinkle gali būti su duomenų perdavimo žiedai, pagrindinis (primary ring) ir papildomas (secondary ring).

Priklausomai nuo, prisijungimo būdo, stotys, kurios prijungiamos prie FDDI tinklo, gali būti dviejų rūšių:

 A klasės stotys (dvigubo prijungimo stotys DAS) B klasės stotys ( viengubo prijungimo stotys SAS)

Paveikslėlyje pavaizduota FDDI tinklo sturktūra:Duomenų pateikimas FDDI tinkleTam, kad būtų galima taktinių generatorių daviklių ir gaviklių sinchronizacija, bet kokia perduodamų duomenų eilės tvarka naudojamas padidinto saugumo kodavimas naudojant 4B5B. Taigi tam, kad būtų užtikrinamas duomenų perdavimo 100Mb/s greitis signalas linijoje turi keistis 125MHz greičiu (vienas bitas perduodamas per 8 nanosekundes).

Q 00000H 00100I 11111J 11000K 10001T 01101R 00111S 11001V or H 00001V or H 00010V 00011V 00101V 00110V or H 01000V 01100V or H 10000

Iš 32 kodavimo elementų tik 16 naudojama duomenų perdavimui. Naudojami kodavimo elementai parenkami pagal tai, kad simbolyje iš eilės nebūtų dviejų nulių. Reikėtų nepamiršti, kad perduodant nuliu signalą, išeinantis signalas nesikeičia, kas gali sukelti taktinių generatorių sinchroniškumo sutrikimus. Likusieji simboliai naudojami arba kaip tarnybiniai valdikliai, arba visai nenaudojami FDDI technologijoje(V).FDDI kadro struktūra Lentelėje pavaizduota FDDI informacinio kadro struktūra.

PRE Start Delimiter Frame Control Destination Address Source Address DataDuomenys FCSКоntr. suma End Delimiter FS Frame Status>2 baitai 1 baitai 1 baitai 6 baitai 6 baitai >0 4 baitai 0.5 baitai 1.5 baitai

Minimalus informacinio kadro struktūros ilgis FDDI tinkle nėra nustatytas, kadangi markerinio tipo tinkluose maketų susidūrimas neįmanomas. Maksimalus kadro ilgis daugiau kaip 4 Kb.

PRE laukas

Šis laukas yra dviejų arba daugiau baitų ilgio ir yra skirtas abipusės generatoriaus sinchronizacijos aprūpinimui, prieš priimant informacinę kadro dalį. Šiame lauke yra patalpinti Idle tipo kodavimo elementai.

Start Delimiter laukas

Kodavimas, kuris randasi šiame lauke, turi nuskaityti informacinio arba valdančio kadro TR gaunamą informaciją. Šiame lauke patalpinami valdantieji J ir K simboliai.

Frame Control laukas

Šio lauko turinys nurodo informacinio lauko kadro apkrovimo tipą.

FC reikšmė Paskirtis41,4F SMT kadrasC2, C3 MAC kadras

50, 51 LLC kadras40 Void kadras

Lentelėje pateikiamos FC lauko reikšmės, kaikuriems kadrų variantams. SMT Station Management kardro tipas naudojamas FDDI tinklo tarnybiniu stočių tarpusavio ryšio valdymui.

DA ir SA laukai

Juose patalpinami gaunančių ir siunčiančių tarbyninių stočių adresai. Informaciją gaunančių tarnybinių stočių adresai taip pat, kaip ir Ethernet gali būti skirtingų tipų: Unicast, Multicast arba Broadcast.

Data laukas

Šiame lauke patalpinami tinklinio lygio duomenų blokai. Data lauko ilgis kadre gali būti nuo 0 iki 4478 baitų.

FCS laukas

Šis laukas saugo kontroline kadro sumą. Informaciją gaunanti tarnybinė stotis palygina išskaičiuotą reišmę gautam kadrui su gauta kontroline suma ir atsižvelgdama į tai sprendžia ar kadras buvo perduotas nepakitęs.

End Delimiter laukas

Kodavimas kuris yra šiame lauke nurodo perduodamo kadro pabaigą. Šiame lauke randasi tarnybiniai simboliai T, tuo atveju kai kadras yra užbaigtas. Jeigu šio simbolio nėra, reiškia kad reikės papildomos informacijos šiems duomenims.

Frame Status laukas

Šiame lauke yra trys indikatoriai, kurie nustato perduodamo kadro statusą. Normalios reišmės šiems indikatoriams yra kodai S(Set) ir R(Reset). Pradinio kadro formavimo metu siuntėjas indikatoriams nurodo kodą R. Šio kadro perdavimo metu FDDI tinkle gali iškilti problemos, tokiu atveju transliuojančios stotys gali šio lauko turinį pakeisti simboliu S. Nurodyti iškilusiom problemom naudojami šie simboliai:

Error (E) – šis indikatorius patalpinamas S kode tuo atveju jeigu kadro perdavimo metu buvo rasta klaida. Pavyzdžiu jeigu kontrolinė suma nesutampa su FCS reišme.

Jeigu priimto kadro E indikatoriuje prie R simbolio yra bet koks kitas simbolis, tai kadras iš karto atmetamas kaip neteisingas.

Acknowledge (A) – patvirtinimas. Duomenis gaunanti tarnybinė stotis patalpina šį indikatorių reikšmėje S tuo atveju jeigu nustato, kad šis kadras yra skirta būtent jai. Tai gali būti kadro tipas su adresu Unicast, Mutlicast, Broadcast lauko reikšmėje. Faktiškai šis simbolis patvirtina perduoto kadro gavimą.

Copy (C) – kopijavimas. Šį indikatorių nurodo priimanti pusė, tuo atveju kai gauna informaciją, kuri buvo patalpinta perduoto kadro duomenų lauke. Gali iškiti situacija kai dėl perkrovimo priimanti tarnybinė stotis negali nukopijuoti priimto kadro į buferį. Tuo atveju reikšmę A bus nustatyta o reišmė C – ne.FDDI kadrų tipaiDažniausiai naudojami trys FDDI kadrų tipai:

• MAC – frame• LLC – frame• SMT – frame

MAC – tipo kadrai

Šio tipo kadrai naudojami informacijos mainų proceso valdymui duomenų perdavimo prieigos lygyje. FDDI tinkle naudojami 2 šio kadro tipai, reikalavimo kadrai ir signaliniai kadrai. Signalinio kadro tipo pavyzdys yra kadras JAM.

LLC kadras

Šio tipo informacinio kadro lauko struktūra visiškai atitinka Data kadro IEEE 802.3 (SAP) lauko struktūrą. Vienintėlis skirtumas tas, kad FDDI informacinio kadro lauko bendras ilgis yra 4473 baitų.

SMT kadras

Funkcija Station Managment (stoties valdymas) yra svarbus FDDI tinklo komponentas. Ši funkcija aprūpina tinklo komponentų tarpusavio ryšį, nustato ir pašalina tarpusavio ryšio nesklandumus, renka statistinius duomenis ir t.t. SMT kadras, kuris randasi FDDI kadro duomenų lauke, susideda iš dviejų komponentų: antranštė (SMT Hdr.) ir informacinė dalis (SMT info), šios dvi dalys sudaro kanalinio lygio SMT kadro duomenų bloką.

Token kadro struktūra

Lentelėje pavaizduota Token kadro struktūra.

PRE Start Delimiter Access Control End Delimiter>2 baitai 1 baitai 1 baitai 1 baitai

Šio tipo kadrai atlieka tarnybines funkcijas FDDI tinkle ir užtikrina nustatytų taisyklių informacijos pasikeitimo palaikymą. Token kadras tai paprasčiausiais informacinis kadras, kuriame nėra perduodamų duomenų lauko.Informacijos apsikeitimo FDDI tinkluose režimasFDDI technologija numato dviejų tipų duomenų srautus per tinklą:

• Sinchroniniai duomenų srautai• Asinchroniniai duomenų perdavimiai

Sinchroniai duomenų srautai sukuria papildymus, kuriems kritiškas yra laikinas pertraukimas perduodant duomenis – balso ar video informacijos perdavimas. Likusieji duomenys perduodami tinklu sudaro asinchroninius duomenų srautus. Garantuotam pertraukimų aprūpinimui perduodant duomenis, kurie priklauso sinchroniniams duomenų srautams FDDI tinkle naudojamas prioritetų mechanizmas.Patikimumo užtikrinimas esant FDDI tinklo įrenginių gedimams

FDDI tinkluose naudojami keli mechanizmai, kurie naudojami apsaugoti nuo visos sistemos gedimų.

Pagalbinis žiedas

Pagalbinis žiedas yra vienas iš komponentų kurie užtikrina FDDI tinklo atsparumą gedimams. Piešinyje pavaizduoti pradinės tinklo struktūros pakitimų variantai, atsiradus gedimams tinkle.

Tam kad būtų galimybė sistemai automatiškai rekonfiguruotis, naudojami specialūs sujungimų valdymo algoritmai fiziniame lygyje.Sujungimų vadlymo algoritmai fiziniame FDDI lygyjeKiekviena tarnybinė stotis FDDI tinkle atlieka procedūrą, kuri vadinasi Physical Connection Management (PCM) – fizinio sujungimo valdymas. Ši procedūra nustatoma kiekvienam prievadui, kuris naudojamas įrenginio pajungimui prie FDDI tinklo. Procedūra PCM tai dalis SMT procedūros, kuri vykdoma fiziniame lygyje.

LCT procedūra

LCT procedūra skirta nustatyti fizinio kontakto kokybę. LCT vykdymo tęstinumas nustatomas prieš pradedant jį vykdyti ir gali trukti nuo 50 milisekundžių iki 50 sekundžių. Testo vykdymo metu tarnybinės stotys keičiasi nustatytomis koduotėmis ir tikrina priimto signalo kokybę. Tik tuo atveju jeigu priimamo signalo kokybė atitinka nustatytus reikalavimus ryšys laikomas sukurtu. Po ryšio sukūrimo atitinkami prievadai įsijungia į markerio judėjimo maršrutą FDDI tinkle (token path) ir šie prievadai pradedami naudoti duomenų perdavimui.Technologija CDDIPraktiškai tas pats, kaip FDDI tik su vyta pora. Palyginti didelė FDDI komponentų kaina yra pagrindinė priežastis, kuri pristabdo platų įdiegimą į lokalius vartotojų tinklus. Tuo pat metu praktiškai visur duomenų perdavimui vartotojų lokaliuose tinkluose naudojami ekranuoti ir neekranuoti variniai laidai, kurie irgi sugeba perduoti duomenis iki 100 Mb/s.

Ryšium su tuo 1990 metais ANSI organizacijoje buvo sukurtas komitetas, kuris 1994 metais parengė specifikaciją, užtikrinančių kanalinio FDDI lygio protokolų funkcionavimą naudojant kaip terpę duomenų perdavimui UTP kategorijos 5 ir STP tipo 1.

Literatūros sąrašas

1. Михаил Гук “Аппаратные средства локальных сетей” Энциклопедия 2. www.adventus.lt/adventus_lt/omni_switch_router.html3. http://techno.su.lt/~bernotas/kt/vkt.htm4. http://lectures.by.ru/lectures/lan/7/.

vvv