Kennis

Vezel gedistribueerde data-interface (FDDI)is een lokale netwerktechnologie van 100 Mbps die is opgebouwd rond glasvezel-optische transmissie, getimede-token-mediatoegang en twee tegengesteld- roterende ringen. Het werd belangrijk voor campus- en backbone-netwerken omdat het een veel hogere bandbreedte dan het vroege Ethernet combineerde met een ingebouwde- manier om te herstellen van bepaalde verbindings- of stationstoringen.

Tegenwoordig is FDDI vooral een oudere technologie. Toch blijft het nuttig voor het begrijpen van veerkrachtig ringontwerp, token-gebaseerde netwerktoegang en de overgang van vroege hoge- snelheidglasvezelnetwerkennaar modern geschakeld Ethernet.

FDDI in één oogopslag

DeIEEE-overzicht van FDDIbeschrijft de technologie als een 100 Mbps LAN-standaard die gebruik maakt van glasvezel, getimede-tokentoegang en een dubbele tegen-roterende ringarchitectuur. Die combinatie verklaart zowel het prestatievoordeel aan het eind van de jaren tachtig en het begin van de jaren negentig als de reputatie van zijn fout-tolerante backbone-ontwerp.

Hoe werkt FDDI?

FDDI controleert de toegang tot de gedeelde ring met een circulerend token. Een station zendt niet zomaar uit wanneer het wil. In plaats daarvan wacht het op de juiste gelegenheid om het token te gebruiken, verzendt het toegestaan ​​verkeer en laat het vervolgens netwerktoegang rond de ring doorgaan.

1. Het token circuleert

Een token beweegt van station naar station rond de logische ring. Een station dat niets te zenden heeft, laat het doorgaan. Dit zorgt voor een ordelijke toegang zonder het botsingsgedrag dat gepaard gaat met vroeg gedeeld Ethernet.

2. Een station krijgt een transmissiemogelijkheid

Wanneer een station gegevens moet verzenden en de timingregels verzending toestaan, vangt het het beschikbare token op en plaatst het een of meer frames op de ring. Andere stations sturen het frame door terwijl het door het netwerk reist.

3. De bestemming kopieert het frame

De bestemming herkent zijn adres en kopieert het frame. FDDI definieert ook frame-statusindicatoren die kunnen aangeven of een bestemmingsadres is herkend en of het frame is gekopieerd.

4. Toegang blijft rond de Ring

Nadat de transmissiemogelijkheid is geëindigd, wordt tokentoegang beschikbaar voor andere stations. Het resultaat is een gecontroleerde cyclus in plaats van een onbeperkte strijd om het medium.

Getimed token en TTRT

FDDI is niet slechts een eenvoudig token-doorgevend netwerk. De MAC gebruikt eengetimed-tokenmechanisme dat wordt bestuurd door een concept genaamdDoeltokenrotatietijd (TTRT). TTRT helpt bij het stellen van verwachtingen over hoe vaak het token moet terugkeren en hoeveel transmissietijd kan worden gebruikt. Dit maakt het toegangsgedrag onder belasting voorspelbaarder.

Dit is ook de reden waarom FDDI niet mag worden behandeld als een andere naam voor IEEE 802.5 Token Ring. Het huidige FDDI-materiaal van IEEE herleidt zijn media-toegangsbenadering tot de getimede-tokenmethode die geassocieerd is met IEEE 802.4 tokenbustechnologie.

Synchronisch en asynchroon verkeer

FDDI definieert zowel synchrone als asynchrone transmissie. Synchronisch verkeer kan toegewezen capaciteit ontvangen, terwijl asynchroon verkeer beschikbare capaciteit gebruikt onder token- en prioriteitsregels. Voor IP-netwerken,RFC1188specificeert asynchrone LLC-frames met behulp van onbeperkte tokens voor interoperabiliteit.

Waarom gebruikt FDDI twee ringen?

Het meest herkenbare onderdeel van FDDI is hetdubbele-ringtopologie. De primaire en secundaire ringen draaien in tegengestelde richtingen. Tijdens normaal gebruik vervoert de primaire ring gewoon verkeer, terwijl de tweede ring een alternatief fysiek pad biedt.

Het gaat er niet om de normale doorvoer te verdubbelen tot 200 Mbps. De tweede ring is in de eerste plaats een veerkrachtmechanisme in het standaard ontwerp met dubbele- ringen.

Wat gebeurt er als een link mislukt?

Stel je voor dat er een glasvezelpad tussen twee dubbel-aangesloten apparaten wordt doorgesneden. Als het netwerk afhankelijk was van één doorlopende ring, zou die breuk het netwerk kunnen verdelen. FDDI kan in plaats daarvan de primaire en secundaire paden rond de mislukte sectie samenvoegen.

Ringverpakking

Dit herstelproces staat bekend alsringverpakking. Apparaten grenzend aan de fout herconfigureren de twee tegengestelde-roterende paden, zodat de resterende operationele secties een continue logische ring vormen. IEEE identificeert omwikkeling als een centraal onderdeel van FDDI-fouttolerantie.

Dat gedrag was vooral waardevol in campusbackbones, waar een enkele kabelstoring anders gebouwen of grote groepen gebruikers zou kunnen isoleren. Het helpt ook verklaren waarom FDDI in de eerste jaren verscheen in omgevingen met hoge- beschikbaarheid englasvezel-optisch datacenteronderlinge verbindingen.

FDDI-netwerkcomponenten: SAS, DAS en concentrators

Niet elk FDDI-apparaat wordt op dezelfde manier aan de ringen bevestigd. De belangrijkste bevestigingsconcepten zijn enkele-bevestigingsstations, dubbele-bevestigingsstations en concentrators.

Enkel-bevestigingsstation (SAS)

A Enkel-bevestigingsstationmaakt normaal gesproken verbinding via een concentrator in plaats van rechtstreeks verbinding te maken met beide backbone-ringen. Hierdoor wordt voorkomen dat een gewoon eindpunt een essentieel fysiek onderdeel wordt van het dubbele-ringpad.

Dubbel-bevestigingsstation (DAS)

A Dubbel-bevestigingsstationmaakt verbinding met zowel de primaire als de secundaire ringen. Apparaten die deel uitmaken van de veerkrachtige ruggengraat kunnen daarom rechtstreeks deelnemen aan de herconfiguratie van de ring.

FDDI-concentrator

A concentratorbiedt bevestigingspunten voor andere stations terwijl de structuur van de ruggengraat behouden blijft. Bij praktisch netwerkontwerp konden eindpuntverbindingen worden georganiseerd zonder dat elk aangesloten apparaat rechtstreeks in de dubbele ring hoefde te zitten.

Waar werd FDDI gebruikt?

FDDI werd gebouwd voor een tijdperk waarin optische netwerken van 100 Mbps een substantiële prestatieverbetering vertegenwoordigden ten opzichte van de 10 Mbps Ethernet-systemen die gewoonlijk in LAN's worden aangetroffen. Typische implementaties omvatten:

• campusbackbones die meerdere gebouwen met elkaar verbinden;
• backbones die afdelings-LAN's met lagere- snelheid verbinden;
• server- en computer--systeemverbindingen;
• omgevingen met hoge- beschikbaarheid die profiteerden van redundante ringpaden;
• grote institutionele netwerken waar optische afstand en veerkracht ertoe deden.

De historische beschrijving van IEEE identificeert specifiek de campusbackbones en data{0}}centrumverbindingen tussen de toepassingen van FDDI. De fysieke infrastructuur in dergelijke netwerken was nog steeds afhankelijk van bekende optische problemen zoals de staat van de connector, verlies, continuïteit en de gezondheid van de kabels, die van cruciaal belang blijven voortesten van glasvezel-optische kabelsVandaag.

FDDI-architectuur en OSI-lagen

Het is gebruikelijk om te zeggen dat FDDI werkt op OSI-lagen 1 en 2. Dat is een nuttige afkorting, maar de standaardfamilie is gemakkelijker te begrijpen als deze wordt onderverdeeld in de belangrijkste functies:PMD, PHY, MAC en SMT.

PMD: Fysiek Medium Afhankelijk

Fysiek Medium Afhankelijk (PMD)bedekt het medium-gerichte gedeelte van de fysieke laag, inclusief de optische interface die wordt gebruikt om signalen te verzenden en te ontvangen.

PHY: Fysisch laagprotocol

Fysisch laagprotocol (PHY)verwerkt fysieke signaalfuncties boven de medium-specifieke interface. PMD en PHY vormen samen de kernoperatie van de fysieke{2}}laag.

MAC: Mediatoegangscontrole

Mediatoegangscontrole (MAC)verzorgt token-gebaseerde toegang, frametransmissie, adressering en andere gegevens-linkverantwoordelijkheden die verband houden met het delen van de ring.

SMT: Stationsbeheer

Stationbeheer (SMT)coördineert het gedrag van station-, haven-, bijlage-, pad- en ringbeheer-. SMT is een beheerfunctie binnen de FDDI-architectuur en niet zozeer het gewone gebruikersgegevenstransport-.

Oudere IETF-documentatie beschrijft de FDDI-standaardfamilie in termen van PMD, PHY, MAC en SMT, waarbij IEEE 802.2 LLC de resterende gegevens-linkservice levert boven de FDDI MAC.

FDDI-framegrootte en IP MTU

FDDI draagt ​​gegevens over in frames met besturingsinformatie, bestemmings- en bronadressen, gegevens uit hogere- lagen, foutcontrole- en eind- of statusvelden. IP-verkeer via FDDI maakt gebruik van LLC/SNAP-inkapseling en lange- 48-bits adressen.

Een nuttig technisch onderscheid is het verschil tussen demaximale FDDI-framelengteen deIP MTU. RFC 1188 stelt dat de FDDI MAC-specificatie een maximale framegrootte van 9.000 symbolen toestaat, of4.500 octetten. Nadat er rekening is gehouden met de overhead van de link{1}}laag en ruimte voor MAC-variaties, specificeert de RFC een IP MTU van4.352 octetten.

Een maximaal frame van 4.500 octetten betekent dus niet dat een IP-pakket alle 4.500 octetten als payload kan gebruiken.

FDDI versus Ethernet versus Token Ring

FDDI en Token Ring maken beide gebruik van token-gebaseerde toegang, maar het zijn verschillende technologieën met verschillende timingregels en fysieke ontwerpen. Het getimede-tokenmechanisme, de snelheid van 100 Mbps en de dual-fouttolerantie van FDDI stonden centraal in de rol van FDDI als backbone-technologie.

Ethernet volgde een ander pad. Het vroege gedeelde Ethernet was afhankelijk van de meningsverschillen, maar de familie evolueerde door middel van switches, full-duplexverbindingen, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet en veel hogere tarieven. Voor lezers die moderne optische LAN-keuzes vergelijken, wordt deze bredere evolutie ook weerspiegeld in de huidige situatieglasvezel-optisch Ethernetimplementaties.

Voordelen van FDDI

Hoge prestaties voor zijn tijd

Met 100 Mbps bood FDDI aanzienlijk meer backbone-capaciteit dan de 10 Mbps Ethernet-netwerken die gebruikelijk waren tijdens zijn opkomst. Dat maakte het aantrekkelijk voor het samenvoegen van verkeer van meerdere LAN's met een lagere-snelheid.

Ingebouwde-fouttolerantie

De secundaire tegen{0}}roterende ring gaf netwerkontwerpers een alternatief pad om bepaalde fouten te omzeilen, zonder dat hiervoor een geheel afzonderlijke redundantietechnologie nodig was.

Voorspelbare mediatoegang

Getimede-tokentoegang gaf stations een gecontroleerde manier om bandbreedte te delen. Dit was waardevol in omgevingen waar voorspelbare toegang onder belasting belangrijker was dan het eenvoudigere conflictmodel van het vroege Ethernet.

Optisch ruggengraatbereik

Dankzij glasvezel is FDDI zeer geschikt voor campussen en gebouwen-tot-het bouwen van ruggengraat. Voor moderne netwerken is de glasvezelselectie nu veel breder; Asingle-mode versus multimode glasvezelgidsis relevanter voor de hedendaagse beslissingen over bereik, bandbreedte en installatie dan FDDI-specifieke mediaplanning.

Beperkingen van FDDI

Complexere architectuur

Dubbele ringen, getimed-tokengedrag, stationbeheer, meerdere soorten aansluitingen en gespecialiseerde concentrators maakten het ontwerp en de exploitatie van FDDI complexer dan veel Ethernet-netwerken.

Gespecialiseerde hardware

Organisaties hadden FDDI-compatibele interfaces en infrastructuur nodig. Naarmate de acceptatie van Ethernet groeide, beschikte FDDI over een kleiner ecosysteem voor apparatuur en ondersteuning.

Het snelheidsvoordeel verdween

De 100 Mbps-prestaties van FDDI waren overtuigend toen Ethernet gewoonlijk op 10 Mbps draaide. Dat voordeel verzwakte toen Fast Ethernet dezelfde 100 Mbps-klasse bereikte en verdween verder toen Gigabit Ethernet arriveerde.

Waarom heeft Ethernet FDDI vervangen?

FDDI werd niet verplaatst omdat de kerntechniek ervan niet meer werkte. De concurrentieomgeving veranderde.

Eerst,Fast Ethernet bereikte 100 Mbps, waardoor een groot deel van het snelheidsvoordeel van FDDI wordt weggenomen. IEEE's Ethernet-geschiedenis identificeert IEEE 802.3u als het amendement dat 100 Mbps Fast Ethernet introduceerde.

Seconde,Gigabit Ethernet verhoogde de prestaties tot 1 Gbps. DeIEEE 802.3z-1998-standaarddefinieert 1.000 Mb/s Ethernet-werking en goedkeuring van de registratiekaart in juni 1998.

Ten derde profiteerde Ethernet van een zich snel uitbreidend ecosysteem van koper en glasvezel, switches, netwerkinterfaces, beheertools en steeds hogere snelheden. IEEE'sgeschiedenis van Ethernet-standaardenlaat zien hoe de technologie zich ontwikkelde van de vroege gedeelde{0}}mediasystemen via Fast Ethernet, Gigabit Ethernet en latere multi-gigabit-generaties.

Zodra Ethernet de FDDI-prestaties kon evenaren of overtreffen en tegelijkertijd in dezelfde bredere Ethernet-familie kon passen die al in bedrijfsnetwerken werd gebruikt, werd het implementeren van een afzonderlijk FDDI-ecosysteem moeilijker te rechtvaardigen.

Wordt FDDI vandaag de dag nog steeds gebruikt?

Voor nieuwe LAN- en backbone-implementaties is FDDI over het algemeen eerder een oudere technologie dan een praktische ontwerpkeuze. Modern Ethernet biedt veel hogere datasnelheden, brede interoperabiliteit, algemeen beschikbare apparatuur en volwassen beheertools.

De huidigeIEEE 802.3 Ethernet-werkgroepblijft standaarden en projecten ontwikkelen met honderden gigabits per seconde en meer, wat illustreert hoe ver Ethernet voorbij het prestatieniveau van 100 Mbps is gekomen dat FDDI ooit uitzonderlijk maakte.

FDDI kan er nog steeds toe doen als ingenieurs te maken krijgen met verouderde infrastructuur, oude netwerkdocumentatie of historische systemen. Het is ook nuttig bij netwerkeducatie omdat het een duidelijk voorbeeld geeft van hoe redundantie, deterministische toegangsconcepten en fysieke topologie werden gehanteerd voordat geschakeld Ethernet dominant werd.

Voor de huidige optische infrastructuur zal de netwerkplanning waarschijnlijk moderner zijnconnectiviteit van datacenters, Ethernet-switching, glasvezeltypes, transceivers en gestructureerde bekabeling dan nieuwe FDDI-installaties.

Wat is CDDI?

CDDI, of Copper Distributed Data Interface, is het koper-media-verwant van FDDI. Het behoudt de logische netwerk- en tokentoegang in FDDI--stijl, terwijl voor sommige implementaties twisted-pair koper wordt gebruikt in plaats van optische glasvezel.

Dit is tegenwoordig vooral een historisch onderwerp.RFC2467, dat IPv6 via FDDI specificeert, merkt expliciet op dat het gebruik van de term FDDI ook CDDI omvat.

Veelgestelde vragen over FDDI

Is FDDI een LAN- of MAN-technologie?

FDDI werd gestandaardiseerd als een LAN-technologie. Dankzij het optische bereik en de backbone-rol kon het grote campussen en vergelijkbare gedistribueerde omgevingen bestrijken, maar de standaardlijn is LAN--georiënteerd.

Welke OSI-lagen gebruikt FDDI?

FDDI biedt fysieke-laagfuncties en het MAC-gedeelte van de datalinklaag. De standaardarchitectuur wordt gewoonlijk beschreven via PMD, PHY, MAC en SMT, met LLC boven de FDDI MAC.

Wat is TTRT in FDDI?

Doeltokenrotatietijdis een timingwaarde die wordt gebruikt door het FDDI-getimede-tokensysteem om de verwachte tokenrotatie en transmissiemogelijkheden te bepalen. Het helpt het netwerk capaciteit toe te wijzen en het tokentoegangsgedrag begrensd te houden.

Wat is de FDDI-MTU?

Voor IP via FDDI specificeert RFC 1188 een MTU van4.352 octetten. Dit is kleiner dan de maximale FDDI-framegrootte van 4.500- octet, omdat link-layer-velden en protocoloverhead ook ruimte in beslag nemen.

Kan FDDI over koper heen lopen?

De oorspronkelijke naam en algemene implementaties zijn gebaseerd op glasvezel, maar CDDI breidde dezelfde algemene netwerkbenadering uit naar kopermedia. CDDI is nu vooral relevant als onderdeel van de FDDI-geschiedenis.

Waarom FDDI er nog steeds toe doet

FDDI is niet langer een mainstream netwerkkeuze, maar het blijft een nuttige case study in netwerkengineering. Het ontwerp laat zien hoe een LAN gecontroleerde mediatoegang kan combineren met fysieke-padredundantie, en de achteruitgang ervan laat zien dat technische verfijning alleen niet bepaalt welke netwerktechnologie dominant wordt. Kosten, omvang van het ecosysteem, interoperabiliteit, operationele eenvoud en het tempo van de ontwikkeling van standaarden zijn net zo belangrijk.