ממשק נתונים מבוזרים בסיבים (FDDI)היא טכנולוגיית רשת מקומית של 100 Mbps הבנויה סביב שידור-אופטי בסיבים, גישת מדיה אסימון מתוזמנת- ושתי טבעות מסתובבות נגד-. זה הפך להיות חשוב עבור רשתות קמפוס ועמוד שדרה מכיוון שהוא שילב רוחב פס גבוה בהרבה מאשר Ethernet מוקדם עם דרך מובנית -לשחזור מתקלות קישור או תחנות מסוימות.
כיום, FDDI היא בעיקר טכנולוגיה מדור קודם. למרות זאת, הוא נשאר שימושי להבנת עיצוב טבעות גמישות, גישה מבוססת-אסימון לרשת והמעבר ממהירות- גבוהה מוקדמתרשתות סיבים אופטייםל-Ethernet מיתוג מודרני.
FDDI במבט חטוף
| תכונה | FDDI |
|---|---|
| שם מלא | ממשק נתונים מבוזרים בסיבים |
| קצב נתונים סטנדרטי | 100 Mbps |
| מדיום ראשוני | סיב אופטי |
| גישה למדיה | העברת-אסימון מתוזמנת |
| טופולוגיה לוגית | טַבַּעַת |
| כּוֹשֵׁר הִתאוֹשְׁשׁוּת | טבעות מסתובבות- נגדיות כפולות עם עטיפת טבעת |
| היקף OSI | שכבה פיזית וחלק MAC של שכבת קישור הנתונים, עם פונקציות ניהול-תחנות קשורות |
| תפקיד היסטורי אופייני | קמפוס, עמוד שדרה, שרת וחיבור LAN במהירות-גבוהה |
| מצב נוכחי | בעיקר מורשת |
הסקירה כללית של IEEE של FDDIמתאר את הטכנולוגיה כתקן LAN של 100 Mbps המשתמש בסיבים, גישה-מתוזמנת וארכיטקטורת טבעת מסתובבת כפולה מונה-. השילוב הזה מסביר גם את יתרון הביצועים שלו בסוף שנות השמונים ותחילת שנות התשעים וגם את המוניטין שלו בעיצוב עמוד שדרה סובלני-של תקלות.
איך FDDI עובד?
FDDI שולט בגישה לטבעת המשותפת באמצעות אסימון במחזור. תחנה לא פשוט משדרת מתי שהיא רוצה. במקום זאת, הוא ממתין להזדמנות המתאימה להשתמש באסימון, שולח תעבורה מותרת, ולאחר מכן מאפשר לגישה לרשת להמשיך סביב הטבעת.
1. האסימון מסתובב
אסימון נע מתחנה לתחנה סביב הטבעת הלוגית. תחנה שאין לה מה לשדר מאפשרת לה להמשיך. זה יוצר גישה מסודרת ללא התנהגות ההתנגשות הקשורה ל-Ethernet משותף מוקדם.
2. תחנה מקבלת הזדמנות שידור
כאשר לתחנה יש נתונים לשלוח וכללי התזמון מאפשרים שידור, היא לוכדת את האסימון הזמין ומציבה מסגרת אחת או יותר על הטבעת. תחנות אחרות מעבירות את המסגרת בזמן שהיא עוברת ברשת.
3. היעד מעתיק את המסגרת
היעד מזהה את כתובתו ומעתיק את המסגרת. FDDI מגדיר גם מחווני סטטוס- של מסגרת שיכולים להראות אם כתובת יעד זוהתה והאם המסגרת הועתקה.
4. הגישה ממשיכה סביב הטבעת
לאחר סיום הזדמנות השידור, גישת אסימון הופכת לזמינה עבור תחנות אחרות. התוצאה היא מחזור מבוקר ולא טענה בלתי מוגבלת עבור המדיום.
Timed Token ו-TTRT
FDDI אינו רק רשת-פשוטה שעוברת אסימון. ה-MAC שלו משתמש ב-aאסימון-מתוזמןמנגנון הנשלט על ידי מושג שנקראזמן סיבוב אסימון יעד (TTRT). TTRT עוזר להגדיר ציפיות לגבי התדירות שבה האסימון אמור לחזור וכמה זמן שידור ניתן לנצל. זה הופך את התנהגות הגישה לצפויה יותר תחת עומס.
זו גם הסיבה שאין להתייחס ל-FDDI כשם אחר עבור IEEE 802.5 Token Ring. החומר ה-FDDI הנוכחי של IEEE עוקב אחר גישת הגישה המדיה- שלו לשיטת האסימונים המתוזמנים- הקשורים לטכנולוגיית IEEE 802.4 token bus.
תנועה סינכרונית וא-סינכרונית
FDDI מגדיר גם שידור סינכרוני וגם אסינכרוני. תעבורה סינכרונית יכולה לקבל קיבולת מוקצית, בעוד שתעבורה אסינכרונית משתמשת בקיבולת זמינה תחת כללי אסימון וכללי עדיפות. עבור רשת IP,RFC 1188מציין מסגרות LLC אסינכרוניות המשתמשות באסימונים בלתי מוגבלים לצורך פעולה הדדית.
מדוע FDDI משתמש בשתי טבעות?
החלק המוכר ביותר של FDDI הוא שלוטופולוגיה כפולה-טבעת. הטבעות הראשוניות והמשניות מסתובבות בכיוונים מנוגדים. במהלך פעולה רגילה, הטבעת הראשית נושאת תנועה רגילה ואילו הטבעת השנייה מספקת נתיב פיזי חלופי.
הנקודה היא לא להכפיל את התפוקה הרגילה ל-200 Mbps. הטבעת השנייה היא בעיקר מנגנון גמישות בעיצוב הטבעת הכפולה הסטנדרטית.-
מה קורה כאשר קישור נכשל?
תאר לעצמך נתיב סיבים בין שני מכשירים-מחוברים כפולים נחתך. אם הרשת הייתה תלויה בצלצול אחד מתמשך, השבר הזה יכול לחלק את הרשת. FDDI יכול במקום זאת להצטרף לנתיבים הראשיים והמשניים סביב הקטע הכושל.
עיטוף טבעת
תהליך התאוששות זה ידוע בשםעטיפת טבעת. התקנים הסמוכים לתקלה מגדירים מחדש את שני הנתיבים המסתובבים-הנגד כך ששאר החלקים התפעוליים יוצרים טבעת לוגית רציפה. IEEE מזהה עטיפה כחלק מרכזי בסובלנות לתקלות FDDI.
התנהגות זו הייתה בעלת ערך במיוחד בעמודי השדרה של הקמפוס, שבהם כשל בכבל בודד עלול לבודד בניינים או קבוצות גדולות של משתמשים. זה גם עוזר להסביר מדוע FDDI הופיע בסביבות מוקדמות של-זמינות גבוהה וסיבים אופטיים-מרכז נתוניםחיבורים.
רכיבי רשת FDDI: SAS, DAS ורכזים
לא כל מכשיר FDDI מתחבר לטבעות באותו אופן. מושגי ההתקשרות העיקריים הם תחנות חיבור- בודדות, תחנות חיבור כפולות- ורכזים.
תחנה אחת-מצורף (SAS)
A תחנה אחת-מצורףבדרך כלל מתחבר דרך רכז במקום להתחבר ישירות לשתי טבעות עמוד השדרה. זה מונע מנקודת קצה רגילה להפוך לחלק פיזי חיוני בנתיב הטבעת הכפול-.
Dual-Attachment Station (DAS)
A תחנת חיבור כפולה{{0}מתחבר הן לטבעות הראשוניות והן לטבעות המשניות. לכן התקנים המהווים חלק מעמוד השדרה הגמיש יכולים להשתתף ישירות בתצורה מחדש של הטבעת.
רכז FDDI
A רכזמספק נקודות חיבור לתחנות אחרות תוך שמירה על מבנה עמוד השדרה. בתכנון רשת מעשי, זה אפשר לארגן חיבורי נקודות קצה מבלי לדרוש מכל מכשיר מחובר לשבת ישירות בטבעת הכפולה.
היכן נעשה שימוש ב-FDDI?
FDDI נבנה לעידן שבו רשת אופטית של 100 Mbps ייצגה עלייה משמעותית בביצועים לעומת מערכות ה-Ethernet של 10 Mbps הנפוצות ברשתות LAN. פריסות אופייניות כללו:
- עמודי שדרה של הקמפוס המחברים מבנים מרובים;
- עמודי שדרה המקשרים בין רשתות LAN מחלקות במהירות-נמוכות יותר;
- חיבורי שרת ומחשוב-מערכת;
- סביבות זמינות-גבוהות שנהנו מנתיבי טבעת מיותרים;
- רשתות מוסדיות גדולות שבהן חשיבות מרחק אופטי וחוסן.
התיאור ההיסטורי של IEEE מזהה באופן ספציפי את עמודי השדרה של הקמפוס ואת חיבורי-מרכז הנתונים בין השימושים של FDDI. התשתית הפיזית ברשתות מסוג זה עדיין הייתה תלויה בדאגות אופטיות מוכרות כמו מצב המחברים, אובדן, המשכיות ובריאות הכבלים, שנותרו מרכזיות עבורבדיקת כבלים-אופטיים בסיביםהַיוֹם.
ארכיטקטורת FDDI ושכבות OSI
מקובל לומר ש-FDDI פועל בשכבות OSI 1 ו-2. זהו קיצור שימושי, אך קל יותר להבין את משפחת התקנים כאשר מחלקים אותה לפונקציות העיקריות שלה:PMD, PHY, MAC ו-SMT.
PMD: תלוי בבינוני פיזי
תלות פיזית בינונית (PMD)מכסה את החלק -המדיום של השכבה הפיזית, כולל הממשק האופטי המשמש לשידור וקליטת אותות.
PHY: פרוטוקול השכבה הפיזית
פרוטוקול השכבה הפיזית (PHY)מטפל בפונקציות איתות פיזיות מעל הממשק הספציפי-למדיום. PMD ו-PHY יוצרים יחד את פעולת השכבה הפיזית-הליבה.
MAC: בקרת גישה למדיה
בקרת גישה למדיה (MAC)מטפל ב-גישה מבוססת אסימון, שידור מסגרת, כתובת ונתונים אחרים-אחריות קישור הקשורה לשיתוף הטבעת.
SMT: ניהול תחנות
ניהול תחנות (SMT)מתאם התנהגות של תחנה, יציאה, קובץ מצורף, נתיב וטבעת-. SMT היא פונקציית ניהול בתוך ארכיטקטורת FDDI ולא הובלת נתונים-רגילים של משתמשים.
תיעוד IETF ישן יותר מתאר את משפחת תקני ה-FDDI במונחים של PMD, PHY, MAC ו-SMT, כאשר IEEE 802.2 LLC מספק את שירות קישור הנתונים- שנותר מעל ה-FDDI MAC.
גודל מסגרת FDDI ו-IP MTU
FDDI נושא נתונים במסגרות המכילות מידע בקרה, כתובות יעד ומקור, נתוני-שכבות גבוהות יותר, שגיאות-בדיקת מידע ושדות סיום או סטטוס. תעבורת IP דרך FDDI משתמשת באנקפסולציה של LLC/SNAP וכתובות ארוכות בפורמט של 48 סיביות-.
הבחנה טכנית שימושית היא ההבדל ביןאורך מסגרת FDDI מקסימליואתIP MTU. RFC 1188 קובע שמפרט ה-FDDI MAC מאפשר גודל מסגרת מקסימלי של 9,000 סמלים, או4,500 אוקטטים. לאחר שמאפשרים תקורה של שכבת קישור- ומקום לווריאציות של MAC, ה-RFC מציין IP MTU של4,352 אוקטטים.
אז מסגרת מקסימלית של 4,500 אוקטטים לא אומרת שחבילת IP יכולה להשתמש בכל 4,500 האוקטטים כמטען.
FDDI לעומת Ethernet מול Token Ring
| תכונה | FDDI | אתרנט קלאסי | טבעת אסימונים |
|---|---|---|---|
| שיטת גישה | אסימון מתוזמן | היסטורית CSMA/CD על מדיה משותפת | העברת אסימון |
| מהירות היסטורית בולטת | 100 Mbps | 10 Mbps בפריסות LAN סטנדרטיות מוקדמות; מאוחר יותר הרבה יותר מהר | יישומים נפוצים פעלו מתחת ל-100 Mbps של FDDI |
| מושג טופולוגיה | טבעת לוגית מסתובבת-ת כפולה | אוטובוס או כוכב בהתאם לדור | טבעת לוגית |
| מובנית-יתירות כפולה-טבעות | כֵּן | אין מנגנון טבעת כפולה שווה ערך- | לא הארכיטקטורה המגדירה |
| תפקיד מודרני | מוֹרֶשֶׁת | משפחת טכנולוגיות LAN קווית דומיננטית | מוֹרֶשֶׁת |
FDDI ו-Token Ring שניהם משתמשים בגישה מבוססת-אסימון, אבל הן טכנולוגיות שונות עם כללי תזמון ועיצובים פיזיים שונים. מנגנון האסימון המתוזמן- של FDDI, קצב 100 Mbps וסובלנות תקלות טבעות כפולות- היו מרכזיים בתפקידו כטכנולוגיית עמוד שדרה.
Ethernet הלך בנתיב אחר. אתרנט משותף מוקדם היה תלוי במחלוקת, אבל המשפחה התפתחה באמצעות מיתוג, קישורי דופלקס מלאים,-דופלקס מלא, Ethernet מהיר, Gigabit Ethernet וקצבים גבוהים בהרבה. עבור קוראים המשווים אפשרויות LAN אופטי מודרניות, התפתחות רחבה זו באה לידי ביטוי גם ב-Ethernet סיבים-אופטייםפריסות.
היתרונות של FDDI
ביצועים גבוהים לתקופתו
ב-100 Mbps, FDDI סיפק קיבולת עמוד שדרה גדולה יותר מאשר רשתות ה-Ethernet של 10 Mbps הנפוצות במהלך עלייתו. זה הפך אותו לאטרקטיבי לצבירת תעבורה ממספר רשתות LAN במהירות-נמוכות יותר.
מובנה-סובלנות תקלות
הטבעת המסתובבת-המונה המשנית נתנה למעצבי רשת נתיב חלופי סביב כשלים מסוימים מבלי להידרש לטכנולוגיית יתירות נפרדת לחלוטין.
גישה למדיה צפויה
גישה מתוזמנת-אסימון נתנה לתחנות דרך מבוקרת לשתף רוחב פס. זה היה בעל ערך בסביבות שבהן גישה צפויה תחת עומס חשובה יותר ממודל המחלוקת הפשוט יותר של Ethernet מוקדם.
טווח עמוד שדרה אופטי
סיבים הפכו את FDDI למתאים היטב לקמפוס ולבנייה-ל-בניית עמודי שדרה. עבור רשתות מודרניות, מבחר הסיבים הוא כעת הרבה יותר רחב; אמדריך סיבים-יחיד לעומת ריבוי מצביםרלוונטי יותר להחלטות טווח הגעה, רוחב פס והתקנה של היום מאשר תכנון מדיה ספציפי של FDDI-.
מגבלות של FDDI
אדריכלות מורכבת יותר
טבעות כפולות, התנהגות אסימון-מתוזמנת, ניהול תחנות, סוגי קבצים מצורפים מרובים ורכזים מיוחדים הפכו את FDDI למורכב יותר לתכנון ולתפעול מאשר רשתות Ethernet רבות.
חומרה מיוחדת
ארגונים נזקקו לממשקים ותשתית תואמי FDDI{{0}. ככל שהאימוץ של Ethernet התרחב, ל-FDDI היה ציוד קטן יותר ומערכת אקולוגית תמיכה.
יתרון המהירות שלו נעלם
ביצועי ה-100 Mbps של FDDI היו משכנעים כאשר Ethernet רץ בדרך כלל במהירות של 10 Mbps. היתרון הזה נחלש ברגע שה-Fast Ethernet הגיע לאותה דרגת 100 Mbps ונעלם עוד יותר כשהגיע Gigabit Ethernet.
מדוע Ethernet החליף את FDDI?
FDDI לא נעקר בגלל שהנדסת הליבה שלו הפסיקה לעבוד. הסביבה התחרותית השתנתה.
רֵאשִׁית,Ethernet מהיר הגיע ל-100 Mbps, הסרת חלק ניכר מיתרון מהירות הכותרת של FDDI. היסטוריית ה-Ethernet של IEEE מזהה את IEEE 802.3u כתיקון שהציג 100 Mbps Ethernet Fast.
שְׁנִיָה,Gigabit Ethernet העלה את הביצועים ל-1 Gbps. התקן IEEE 802.3z-1998מגדיר את פעולת Ethernet של 1,000 Mb/s ואישור לוח הרשומות ביוני 1998.
שלישית, אתרנט נהנה ממערכת אקולוגית המתרחבת במהירות על פני נחושת וסיבים, מתגים, ממשקי רשת, כלי ניהול ומהירויות גבוהות יותר ויותר. של IEEEהיסטוריה של תקני Ethernetמראה כיצד הטכנולוגיה התקדמה ממערכות מדיה משותפות-מוקדמות דרך Fast Ethernet, Gigabit Ethernet ובהמשך דורות מרובי-Gigabit.
ברגע ש-Ethernet יכול היה להתאים או לעלות על ביצועי FDDI תוך התאמה לאותה משפחת Ethernet רחבה יותר שכבר הייתה בשימוש בכל רשתות ארגוניות, פריסת מערכת אקולוגית נפרדת של FDDI הפכה קשה יותר להצדקה.
האם FDDI עדיין בשימוש היום?
עבור פריסות LAN ועמוד שדרה חדשים, FDDI הוא בדרך כלל טכנולוגיה מדור קודם ולא בחירה עיצובית מעשית. אתרנט מודרני מספק קצבי נתונים גבוהים בהרבה, יכולת פעולה הדדית רחבה, ציוד זמין נרחב וכלי ניהול בוגרים.
הנוכחיקבוצת עבודה IEEE 802.3 Ethernetממשיכה לפתח סטנדרטים ופרויקטים במאות גיגה-ביט לשנייה ומעלה, מה שממחיש עד כמה ה-Ethernet עבר את רמת הביצועים של 100 Mbps שפעם הפכה את FDDI ליוצא דופן.
FDDI עדיין יכול להיות חשוב כאשר מהנדסים נתקלים בתשתית מדור קודם, תיעוד רשת ישן או מערכות היסטוריות. זה שימושי גם בחינוך לרשתות מכיוון שהוא מספק דוגמה ברורה לאופן שבו טופלו יתירות, מושגי גישה דטרמיניסטים וטופולוגיה פיזית לפני שה-Ethernet המיתוג הפך לדומיננטי.
עבור תשתית אופטית נוכחית, סביר יותר שתכנון רשת יכלול מודרניקישוריות למרכז הנתוניםמיתוג Ethernet, סוגי סיבים, מקלטי משדר וכבלים מובנים מאשר התקנות FDDI חדשות.
מה זה CDDI?
CDDI, או Copper Distributed Data Interface, הוא קרוב המדיה-נחושת של FDDI. הוא שומר על רשת לוגית בסגנון FDDI וגישה לאסימונים תוך שימוש בזוג נחושת מעוות עבור יישומים מסוימים ולא בסיבים אופטיים.
זה בעיקר נושא היסטורי היום.RFC 2467, המציין IPv6 על פני FDDI, מציין במפורש שהשימוש שלו במונח FDDI כולל CDDI.
שאלות נפוצות על FDDI
האם FDDI היא טכנולוגיית LAN או MAN?
FDDI תוקן כטכנולוגיית LAN. הטווח האופטי ותפקיד עמוד השדרה שלו אפשרו לו להשתרע על פני קמפוסים גדולים וסביבות מבוזרות דומות, אך שושלת הסטנדרטים שלו מכוונת LAN-.
באילו שכבות OSI משתמש FDDI?
FDDI מספק פונקציות-שכבות פיזיות ואת חלק ה-MAC של שכבת קישור הנתונים. ארכיטקטורת התקנים שלה מתוארת בדרך כלל באמצעות PMD, PHY, MAC ו-SMT, כאשר LLC מעל ה-FDDI MAC.
מה זה TTRT ב-FDDI?
זמן סיבוב אסימון יעדהוא ערך תזמון המשמש את מערכת האסימון-מתוזמנת FDDI כדי לשלוט על סיבוב אסימון צפוי והזדמנויות שידור. זה עוזר לרשת להקצות קיבולת ולשמור על התנהגות גישה לאסימונים מוגבלת.
מהו ה-FDDI MTU?
עבור IP over FDDI, RFC 1188 מציין MTU של4,352 אוקטטים. זה קטן יותר מגודל ה-FDDI המקסימלי של 4,500-אוקטטים מכיוון ששדות שכבת קישור ותקורה של פרוטוקול צורכים גם מקום.
האם FDDI יכול לדרוס נחושת?
השם המקורי והפריסות הנפוצות מבוססות על סיבים, אך CDDI הרחיב את אותה גישת רשת כללית למדיות נחושת. CDDI רלוונטי כעת בעיקר כחלק מההיסטוריה של FDDI.
למה FDDI עדיין חשוב
FDDI הוא כבר לא בחירה של רשתות מיינסטרים, אבל הוא נשאר מקרה שימושי בהנדסת רשתות. העיצוב שלו מראה כיצד LAN יכול לשלב גישה למדיה מבוקרת עם יתירות- פיזית בנתיב, והירידה שלו מראה שהתחכום הטכני לבדו אינו קובע איזו טכנולוגיית רשת הופכת דומיננטית. עלות, גודל מערכת אקולוגית, יכולת פעולה הדדית, פשטות תפעולית וקצב פיתוח התקנים חשובים באותה מידה.