Δίκτυα FDDI - αρχή λειτουργίας, εξοπλισμός που χρησιμοποιείται, θήκες χρήσης. Δίκτυα υψηλής ταχύτητας και ασύρματα
Διάλεξη
Θέμα: Πρότυπα Τεχνολογίες Ethernet, TokenRing και FDDI.
Στόχος.
- Εκπαιδευτικός.Εισάγετε βασικές έννοιες. Κατακτήστε μεθόδους ανάπτυξης και τρόπους παρουσίασης στοιχείων δικτύου.
- Αναπτυξιακή. Rαναπτύξτε τη λογική, την ικανότητα ανάλυσης, σύγκρισης, εξαγωγής συμπερασμάτων, έκφρασης των σκέψεών σας. Αναπτύξτε την προσοχή και αναλυτική σκέψη.
- Εκπαιδευτικός. Καλλιεργήστε το ενδιαφέρον για γλώσσες προγραμματισμού, επιστημονικά επιτεύγματα και ανακαλύψεις. Καλλιεργήστε την ακρίβεια, την προσοχή και την πειθαρχία. Διαμόρφωση ανεξαρτησίας και υπευθυνότητας κατά την επανάληψη όσων έχουν καλυφθεί και την εκμάθηση νέου υλικού. Καλλιεργήστε το αίσθημα ευθύνης για έναν συνεργάτη όταν εργάζεστε σε ομάδα.
Διεπιστημονικές συνδέσεις:
· Υποστήριξη: επιστήμη υπολογιστών.
· Παρέχονται: βάσεις δεδομένων.
Μεθοδολογική υποστήριξηκαι εξοπλισμός:
1. Μεθοδολογική ανάπτυξηστην τάξη.
2. Πρόγραμμα εργασίας.
3. Ενημέρωση για την ασφάλεια.
Τεχνικά μέσαεκπαίδευση: προβολέας, υπολογιστής.
Παροχή θέσεων εργασίας:
- Τετράδια εργασιών.
Πρόοδος της διάλεξης.
- Οργανωτικό στάδιο.
- Ανάλυση και έλεγχος εργασιών για το σπίτι.
- Μετωπική έρευνα για θέματα.
Λύνω προβλήματα.
Πρότυπα τεχνολογίας Ethernet
Το Ethernet είναι το πιο διαδεδομένο πρότυπο σήμερα τοπικά δίκτυα. Ο συνολικός αριθμός των δικτύων που χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή Ethernet υπολογίζεται σε 5 εκατομμύρια και ο αριθμός των υπολογιστών που διαθέτουν εγκατεστημένους προσαρμογείς δικτύου Ethernet υπολογίζεται σε 50 εκατομμύρια.
Το Ethernet είναι ένα πρότυπο δικτύωσης που βασίζεται σε πειραματικές τεχνολογίες Δίκτυα Ethernet Network, το οποίο ανέπτυξε και υλοποίησε η Xerox το 1975. Το 1980, η DEC, η Intel και η Xerox ανέπτυξαν και δημοσίευσαν από κοινού το πρότυπο Ethernet Version II για ένα δίκτυο που βασίζεται σε ομοαξονικό καλώδιο.
Ρύζι. Πρωτόγονα επιπέδου LLC
α, β, γ - χωρίς σύνδεση, δ - με σύνδεση
Με βάση το πρότυπο Ethernet DIX, αναπτύχθηκε το πρότυπο IEEE 802.3, το οποίο συμπίπτει σε μεγάλο βαθμό με τον προκάτοχό του, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν κάποιες διαφορές. Ενώ το πρότυπο IEEE 802.3 κάνει διάκριση μεταξύ των επιπέδων MAC και LLC, το αρχικό Ethernet συνδυάζει και τα δύο αυτά επίπεδα σε ένα ενιαίο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Το Ethernet ορίζει ένα πρωτόκολλο δοκιμής διαμόρφωσης (Ethernet Configuration Test Protocol), το οποίο δεν βρίσκεται στο IEEE 802.3. Η μορφή πλαισίου είναι επίσης κάπως διαφορετική, αν και τα ελάχιστα και μέγιστα μεγέθη καρέ σε αυτά τα πρότυπα είναι τα ίδια.
Ανάλογα με τον τύπο φυσικό περιβάλλονΤο πρότυπο IEEE 802.3 έχει διάφορες τροποποιήσεις - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F.
Για μετάδοση δυαδικών πληροφοριών μέσω καλωδίου για όλες τις παραλλαγές σωματικό επίπεδοΗ τεχνολογία Ethernet χρησιμοποιεί κώδικα Μάντσεστερ.
Όλοι οι τύποι προτύπων Ethernet χρησιμοποιούν την ίδια μέθοδο διαχωρισμού του μέσου μετάδοσης δεδομένων - τη μέθοδο CSMA/CD.
Πρότυπα Τεχνολογίες TokenΔαχτυλίδι
Τα δίκτυα Token Ring χαρακτηρίζονται από ένα κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων, το οποίο στην περίπτωση αυτή αποτελείται από τμήματα καλωδίων που συνδέουν όλους τους σταθμούς δικτύου σε έναν δακτύλιο. Ο δακτύλιος αντιμετωπίζεται ως ένας κοινός κοινός πόρος και η πρόσβαση σε αυτόν απαιτεί έναν ντετερμινιστικό αλγόριθμο που βασίζεται στην παραχώρηση στους σταθμούς του δικαιώματος χρήσης του δακτυλίου με μια συγκεκριμένη σειρά. Αυτό το δικαίωμα μεταφέρεται χρησιμοποιώντας ένα πλαίσιο ειδικής μορφής που ονομάζεται διακριτικό.
Τα δίκτυα Token Ring λειτουργούν με δύο ρυθμούς bit - 4 και 16 Mbit/s. Ανάμειξη σταθμών που λειτουργούν διάφορες ταχύτητες, σε ένα δαχτυλίδι δεν επιτρέπεται.
Η τεχνολογία Token Ring έχει ιδιότητες ανοχής σε σφάλματα. Το δίκτυο Token Ring ορίζει διαδικασίες ελέγχου λειτουργίας δικτύου που χρησιμοποιούν ανάδραση μιας δομής σε σχήμα δακτυλίου - το σταλμένο πλαίσιο επιστρέφει πάντα στον σταθμό αποστολής
Πρότυπα Τεχνολογία FDDI
Το FDDI (Fiber Distributed Data Interface) είναι ένα πρότυπο ή σύνολο προτύπων δικτύου που επικεντρώνονται στη μετάδοση δεδομένων μέσω καλωδίου οπτικών ινών με ταχύτητα 100 Mbit/s. Η συντριπτική πλειοψηφία των προτύπων προδιαγραφών FDDI χρησιμοποιεί οπτική ίνα ως μέσο μετάδοσης.
Αυτή τη στιγμή η πλειοψηφία τεχνολογίες δικτύουυποστηρίζει τη διεπαφή οπτικών ινών ως επιλογή για το φυσικό επίπεδο, αλλά η FDDI παραμένει η πιο ώριμη τεχνολογία υψηλής ταχύτητας, τα πρότυπα της οποίας έχουν αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου και είναι καλά καθιερωμένα, και ο εξοπλισμός από διάφορους κατασκευαστές δείχνει καλό βαθμό συμβατότητας.
Κατά την ανάπτυξη της τεχνολογίας FDDI, οι ακόλουθοι στόχοι τέθηκαν ως η υψηλότερη προτεραιότητα:
Αύξηση του ρυθμού bit μετάδοσης δεδομένων έως και 100 Mbit/s.
Αύξηση της ανοχής σφαλμάτων δικτύου λόγω τυπικές διαδικασίεςαποκατάσταση από αποτυχίες διάφορα είδη- βλάβη καλωδίου, λανθασμένη λειτουργίακόμβος δικτύου, εμφάνιση υψηλό επίπεδοπαρεμβολές στη γραμμή κ.λπ.
Ανώτατο όριο αποτελεσματική χρήσηδυναμική απόδοση c για ασύγχρονα και σύγχρονα χρονοδιαγράμματα.
Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις βασικές της ιδέες.
Οι δύο κύριες διαφορές στα πρωτόκολλα διαχείρισης διακριτικών μεταξύ FDDI και IEEE 802.5 Token Ring είναι οι εξής:
Στο Token Ring, τα πλαίσια εκπομπής του σταθμού κρατά το διακριτικό μέχρι να λάβει όλα τα πακέτα που έχουν σταλεί. Στο FDDI, ο σταθμός εκδίδει ένα διακριτικό αμέσως μετά την ολοκλήρωση της μετάδοσης του πλαισίου.
Το FDDI δεν χρησιμοποιεί τα πεδία προτεραιότητας και κράτησης που χρησιμοποιεί το Token Ring για την κατανομή πόρων του συστήματος.
Ο πίνακας δείχνει τα κύρια χαρακτηριστικά του δικτύου FDDI.
* Ορισμένοι κατασκευαστές παράγουν εξοπλισμό με απόσταση μετάδοσης έως και 50 km.
** Με το καθορισμένο μήκος, το δίκτυο θα συνεχίσει να λειτουργεί σωστά και να διατηρεί την ακεραιότητα εάν συμβεί ένα μόνο σπάσιμο δακτυλίου ή εάν αποσυνδεθεί ένας από τους σταθμούς δακτυλίου (λειτουργία WRAP) - ενώ το μήκος της διαδρομής παράκαμψης του δείκτη δεν θα υπερβαίνει τα 200 km .
©2015-2019 ιστότοπος
Όλα τα δικαιώματα ανήκουν στους δημιουργούς τους. Αυτός ο ιστότοπος δεν διεκδικεί την πατρότητα, αλλά παρέχει δωρεάν χρήση.
Ημερομηνία δημιουργίας σελίδας: 25-10-2017
Σε αντίθεση με άλλα τυπικά τοπικά δίκτυα, το πρότυπο FDDI αρχικά είχε στόχο υψηλό ταχύτητα μετάδοσης(100 Mbit/s) και η χρήση του πιο πολλά υποσχόμενου καλωδίου οπτικών ινών. Ως εκ τούτου, σε αυτήν την περίπτωση, οι προγραμματιστές δεν περιορίζονταν από το πλαίσιο των παλαιών προτύπων, στο οποίο επικεντρώθηκαν χαμηλές ταχύτητεςκαι ηλεκτρικό καλώδιο.
Η επιλογή της οπτικής ίνας ως μέσο μετάδοσης καθόρισε τα ακόλουθα πλεονεκτήματα νέο δίκτυο, ως υψηλή ανοσία θορύβου, μέγιστη ιδιωτικότηταμετάδοση πληροφοριών και υπέροχο γαλβανική μόνωσησυνδρομητές. Υψηλός ταχύτητα μετάδοσης, που είναι πολύ πιο εύκολο να επιτευχθεί στην περίπτωση του καλωδίου οπτικών ινών, σας επιτρέπει να επιλύσετε πολλά προβλήματα που δεν είναι διαθέσιμα σε πιο αργά δίκτυα, για παράδειγμα, η μετάδοση εικόνων σε πραγματικό χρόνο. Εκτός, καλώδιο οπτικών ινώνλύνει εύκολα το πρόβλημα της μετάδοσης δεδομένων σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων χωρίς αναμετάδοση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία μεγάλων δικτύων που καλύπτουν ακόμη και ολόκληρες πόλεις και έχουν όλα τα πλεονεκτήματα των τοπικών δικτύων (ιδίως, χαμηλό επίπεδοΣφάλματα). Όλα αυτά καθόρισαν τη δημοτικότητα του δικτύου FDDI, αν και δεν είναι ακόμη τόσο διαδεδομένο όσο το Ethernet και το Token-Ring.
Το πρότυπο FDDI βασίστηκε στη μέθοδο πρόσβασης διακριτικού που παρέχεται από Διεθνές πρότυπο IEEE 802.5 (Token-Ring). Μικρές διαφορές από αυτό το πρότυπο καθορίζονται από την ανάγκη διασφάλισης υψηλών ταχύτητα μετάδοσηςπληροφορίες σε μεγάλες αποστάσεις. Η τοπολογία δικτύου FDDI είναι δακτύλιος, η πιο κατάλληλη τοπολογία για καλώδιο οπτικών ινών. Το δίκτυο χρησιμοποιεί δύο καλώδια οπτικών ινών πολλαπλών κατευθύνσεων, το ένα από τα οποία είναι συνήθως αποθεματικό, αλλά αυτή η λύση επιτρέπει τη χρήση αμφίδρομης μετάδοσης πληροφοριών (ταυτόχρονα σε δύο κατευθύνσεις) με διπλάσια πραγματική ταχύτητα των 200 Mbit/s (με κάθε των δύο καναλιών που λειτουργούν με ταχύτητα 100 Mbit/s). Χρησιμοποιείται επίσης μια τοπολογία δακτυλίου αστεριών με πλήμνες που περιλαμβάνονται στον δακτύλιο (όπως στο Token-Ring).
Βασικός Προδιαγραφές Δίκτυα FDDI.
- Μέγιστο ποσόσυνδρομητές δικτύου – 1000.
- Το μέγιστο μήκος του δακτυλίου δικτύου είναι 20 χιλιόμετρα.
- Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών του δικτύου είναι 2 χιλιόμετρα.
- Μέσο μετάδοσης - καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών λειτουργιών (πιθανώς με χρήση ηλεκτρικού συνεστραμμένου ζεύγους).
- Η μέθοδος πρόσβασης είναι διακριτική.
- Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών – 100 Mbit/s (200 Mbit/s για λειτουργία διπλής όψηςμεταγραφές).
Το πρότυπο FDDI έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με όλα τα δίκτυα που συζητήθηκαν προηγουμένως. Για παράδειγμα, ένα δίκτυο Fast Ethernet που έχει το ίδιο διακίνηση 100 Mbps, δεν μπορεί να συγκριθεί με το FDDI όσον αφορά το μέγεθος του δικτύου. Επιπλέον, η μέθοδος πρόσβασης διακριτικού FDDI, σε αντίθεση με το CSMA/CD, παρέχει εγγυημένο χρόνο πρόσβασης και απουσία διενέξεων σε οποιοδήποτε επίπεδο φόρτωσης.
Ο περιορισμός του συνολικού μήκους δικτύου των 20 km δεν οφείλεται στην εξασθένηση των σημάτων στο καλώδιο, αλλά στην ανάγκη περιορισμού του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει τελείως ένα σήμα κατά μήκος του δακτυλίου για να εξασφαλιστεί ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος πρόσβασης. Αλλά η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών (2 km με καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών) καθορίζεται ακριβώς από την εξασθένηση των σημάτων στο καλώδιο (δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 11 dB). Είναι επίσης δυνατή η χρήση καλωδίου μονής λειτουργίας, οπότε η απόσταση μεταξύ των συνδρομητών μπορεί να φτάσει τα 45 χιλιόμετρα και το συνολικό μήκος δακτυλίου μπορεί να είναι 200 χιλιόμετρα.
Υπάρχει επίσης υλοποίηση FDDI σε ηλεκτρικό καλώδιο (CDDI - Copper Distributed Data Interface ή TPDDI - Twisted Pair Distributed Data Interface). Αυτό χρησιμοποιεί ένα καλώδιο κατηγορίας 5 με βύσματα RJ-45. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών σε αυτή την περίπτωση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 μέτρα. Το κόστος του εξοπλισμού δικτύου σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο είναι αρκετές φορές μικρότερο. Αλλά αυτή η έκδοση του δικτύου δεν έχει πλέον τέτοια προφανή πλεονεκτήματαμπροστά από ανταγωνιστές όπως το αρχικό FDDI οπτικών ινών. Οι ηλεκτρικές εκδόσεις του FDDI είναι πολύ λιγότερο τυποποιημένες από τις εκδόσεις οπτικών ινών, επομένως συμβατότητα εξοπλισμού διαφορετικών κατασκευαστώνδεν είναι εγγυημένη.
| Πληροφορίες | Κωδικός 4Β/5Β | Πληροφορίες | Κωδικός 4Β/5Β |
|---|---|---|---|
| 0000 | 11110 | 1000 | 10010 |
| 0001 | 01001 | 1001 | 10011 |
| 0010 | 10100 | 1010 | 10110 |
| 0011 | 10101 | 1011 | 10111 |
| 0100 | 01010 | 1100 | 11010 |
| 0101 | 01011 | 1101 | 11011 |
| 0110 | 01110 | 1110 | 11100 |
| 0111 | 01111 | 1111 | 11101 |
Για τη μεταφορά δεδομένων σε FDDI, χρησιμοποιείται ο κωδικός 4B/5B που αναφέρεται ήδη στο τρίτο κεφάλαιο (βλ. Πίνακας 8.1), που έχει αναπτυχθεί ειδικά για αυτό το πρότυπο. Κύρια αρχήκωδικός - αποφύγετε τις μεγάλες ακολουθίες μηδενικών και μονάδων. Ο κωδικός 4V/5V παρέχει ταχύτητα μετάδοσης 100 Mbps με χωρητικότητα καλωδίου 125 εκατομμύρια σήματα ανά δευτερόλεπτο (ή 125 MBd), αντί για 200 MBd όπως στην περίπτωση Κωδικός περιοχής Μάντσεστερ. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε τέσσερα bit μεταδιδόμενων πληροφοριών (κάθε τσιμπίδα ή τσιμπίδα) σχετίζεται με πέντε bit που μεταδίδονται μέσω του καλωδίου. Αυτό επιτρέπει στον δέκτη να επαναπροσδιορίζει τα εισερχόμενα δεδομένα μία φορά ανά τέσσερα bit που λαμβάνονται. Έτσι, επιτυγχάνεται συμβιβασμός μεταξύ του απλούστερου κώδικα NRZ και του αυτοσυγχρονισμού σε κάθε bit Κωδικός Μάντσεστερ. Επιπλέον, τα σήματα κωδικοποιούνται με κώδικα NRZI (στην περίπτωση του TPDDI) και MLT-3 (στην περίπτωση του FDDI).
Για να επιτευχθεί υψηλή ευελιξία δικτύου, το πρότυπο FDDI προβλέπει τη συμπερίληψη δύο τύπων συνδρομητών στο δαχτυλίδι:
- Οι συνδρομητές (σταθμοί) κατηγορίας Α (συνδρομητές διπλής προσάρτησης, DAS - Σταθμοί διπλής προσάρτησης) είναι συνδεδεμένοι και στους δύο (εσωτερικούς και εξωτερικούς) δακτυλίους δικτύου. Ταυτόχρονα, πραγματοποιείται η δυνατότητα ανταλλαγής σε ταχύτητες έως 200 Mbit/s ή πλεονασμός καλωδίου δικτύου (εάν το κύριο καλώδιο είναι κατεστραμμένο, χρησιμοποιείται εφεδρικό). Ο εξοπλισμός αυτής της κατηγορίας χρησιμοποιείται στα πιο κρίσιμα μέρη του δικτύου από άποψη απόδοσης.
- Συνδρομητές (σταθμοί) κατηγορίας Β (συνδρομητές απλής σύνδεσης, SAS - Single-Attachment Stations) συνδέονται μόνο σε έναν (εξωτερικό) δακτύλιο δικτύου. Είναι απλούστεροι και φθηνότεροι από τους προσαρμογείς κατηγορίας Α, αλλά δεν έχουν τις δυνατότητές τους. Μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο μόνο μέσω ενός διανομέα ή ενός διακόπτη παράκαμψης, ο οποίος τα απενεργοποιεί σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.
Εκτός από τους ίδιους τους συνδρομητές (υπολογιστές, τερματικά κ.λπ.), το δίκτυο χρησιμοποιεί επικοινωνίες
Η τεχνολογία δικτύου είναι ένα συμφωνημένο σύνολο τυπικών πρωτοκόλλων και λογισμικού και υλικού που τα υλοποιεί, επαρκές για τη δημιουργία ενός δικτύου υπολογιστών.
Στο σχεδιασμό των τοπικών δικτύων, ο κύριος ρόλος δίνεται στα πρωτόκολλα των φυσικών επιπέδων και των επιπέδων ζεύξης δεδομένων του μοντέλου OSI. Οι ιδιαιτερότητες των τοπικών δικτύων που χρησιμοποιούν ένα κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων αντικατοπτρίζονται στη διαίρεση του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων σε δύο υποεπίπεδα: Λογικός έλεγχος σύνδεσης, επίπεδο LLC και Έλεγχος πρόσβασης μέσων, επίπεδο MAC.
Το επίπεδο MAC διασφαλίζει τη σωστή χρήση του κοινού μέσου μετάδοσης δεδομένων, όταν, σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο, οποιοσδήποτε κόμβος είναι σε θέση να μεταδώσει το πλαίσιο δεδομένων του. Στα σύγχρονα δίκτυα υπολογιστών, πολλά πρωτόκολλα επιπέδου MAC είναι ευρέως διαδεδομένα: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, l00VG-AniLAN, Token Ring, FDDI. Η Ur LLC οργανώνει τη μετάδοση πλαισίων δεδομένων με διάφορους βαθμούς αξιοπιστίας.
Τεχνολογία Ethernet
Το ιδιόκτητο πρότυπο δικτύου Ethernet αναπτύχθηκε από τη Xerox το 1975. Το 1980, η DEC, η Intel και η Xerox ανέπτυξαν το πρότυπο Ethernet DIX που βασίζεται σε ομοαξονικό καλώδιο. Αυτή η τελευταία έκδοση του ιδιόκτητου προτύπου χρησίμευσε ως βάση για το πρότυπο IEEE 802.3. Το πρότυπο IEEE 802.3 έχει τροποποιήσεις που διαφέρουν ως προς τον τύπο του φυσικού μέσου που χρησιμοποιείται:
Προδιαγραφές φυσικού μέσου Ethernet
|
l0Βάση-5 |
l0Βάση-2 |
l0Βάση-Τ |
l0Βάση-F |
|
|
Μέγιστο μήκος τμήματος | ||||
|
Μέγιστη. αριθμός τμημάτων | ||||
|
Μέγιστη. Αριθμός χρηστών | ||||
|
Μέγιστος αριθμός επαναλήπτων | ||||
|
Μέγιστη. μήκος | ||||
|
"χοντρό" ομοαξονικό |
"λεπτό" ομοαξονικό | |||
|
Τοπολογία |
αστέρι, δέντρο |
l0Βάση-Τ- Οι τερματικοί κόμβοι συνδέονται σε μια τοπολογία από σημείο σε σημείο σε έναν επαναλήπτη πολλαπλών θυρών χρησιμοποιώντας δύο συνεστραμμένα ζεύγη. Το πλεονέκτημα του l0Base-T: ο διανομέας ελέγχει τη λειτουργία των κόμβων και απομονώνει τους κόμβους που λειτουργούν εσφαλμένα από το δίκτυο.
l0Βάση-F– «+» ανοσία υψηλού θορύβου,
«–» δυσκολία στην τοποθέτηση των οπτικών.
10 - ρυθμός μεταφοράς δεδομένων, Βάση - μέθοδος μετάδοσης σε μία βασική συχνότητα 10 MHz, ο τελευταίος χαρακτήρας είναι ο τύπος καλωδίου. Τα τοπικά δίκτυα που κατασκευάζονται σύμφωνα με αυτό το πρότυπο παρέχουν απόδοση έως και 10 Mbit/s. Η τοπολογία που χρησιμοποιείται είναι κοινές δομές διαύλου, αστεριών και μικτών.
Το πρότυπο 802.3, συμπεριλαμβανομένων των Fast Ethernet και Gigabit Ethernet, χρησιμοποιεί πρόσβαση με ανίχνευση σύγκρουσης (CSMA/CD) ως μέθοδο πρόσβασης μέσων.
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε δίκτυα όπου όλοι οι υπολογιστές έχουν άμεση πρόσβαση σε έναν κοινό δίαυλο και μπορούν να λάβουν αμέσως δεδομένα που αποστέλλονται από οποιονδήποτε υπολογιστή. Η απλότητα αυτής της μεθόδου την επέτρεψε να γίνει ευρέως διαδεδομένη.
Τα δεδομένα μεταδίδονται σε πλαίσια. Κάθε πλαίσιο παρέχεται με ένα προοίμιο (8 bytes), το οποίο επιτρέπει το συγχρονισμό της λειτουργίας του δέκτη και του πομπού. Οι κεφαλίδες πλαισίου υποδεικνύουν τη διεύθυνση του κόμβου λήψης, που επιτρέπει στον κόμβο λήψης να αναγνωρίσει ότι το μεταδιδόμενο πλαίσιο προορίζεται για αυτόν, και τη διεύθυνση του κόμβου αποστολής για να στείλει ένα μήνυμα που επιβεβαιώνει το γεγονός της λήψης του πλαισίου. Το ελάχιστο μήκος καρέ είναι 64 byte, το μέγιστο είναι 1518 byte. Το ελάχιστο μήκος πλαισίου είναι μία από τις παραμέτρους που καθορίζουν τη διάμετρο του δικτύου ή το μέγιστο μήκος ενός τμήματος δικτύου. Όσο μικρότερο είναι το πλαίσιο, τόσο μικρότερη είναι η διάμετρος του δικτύου.
Η μετάδοση πλαισίου είναι δυνατή όταν κανένας άλλος κόμβος δικτύου δεν μεταδίδει το πλαίσιο του. Το πρότυπο Ethernet δεν επιτρέπει την ταυτόχρονη μετάδοση/λήψη περισσότερων του ενός καρέ. Στην πράξη, στα δίκτυα Ethernet, είναι δυνατές καταστάσεις όταν δύο κόμβοι προσπαθούν να μεταδώσουν τα πλαίσια τους. Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα μεταδιδόμενα δεδομένα παραμορφώνονται, επειδή οι μέθοδοι του προτύπου Ethernet δεν επιτρέπουν το διαχωρισμό των σημάτων ενός κόμβου από το γενικό σήμα και συμβαίνει μια λεγόμενη σύγκρουση. Ο κόμβος εκπομπής που ανιχνεύει μια σύγκρουση σταματά τη μετάδοση του πλαισίου, κάνει παύση σε τυχαίο μήκος και προσπαθεί ξανά να πιάσει το μέσο μετάδοσης και να μεταδώσει το πλαίσιο. Μετά από 16 προσπάθειες μετάδοσης ενός πλαισίου, το πλαίσιο απορρίπτεται.
Καθώς ο αριθμός των συγκρούσεων αυξάνεται, όταν το μέσο μετάδοσης γεμίζει με επαναλαμβανόμενα πλαίσια, η πραγματική απόδοση του δικτύου μειώνεται απότομα. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να μειωθεί η κίνηση δικτύου με οποιεσδήποτε διαθέσιμες μεθόδους (μείωση του αριθμού των κόμβων δικτύου, χρήση εφαρμογών που καταναλώνουν λιγότερους πόρους δικτύου, αναδιάρθρωση δικτύου).
ΤεχνολογίαΓρήγοραEthernet
Η ανάπτυξη τοπικών δικτύων και η εμφάνιση νέων, ταχύτερων υπολογιστών οδήγησαν στην ανάγκη βελτίωσης του προτύπου Ethernet προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση του δικτύου στα 100 Mbit/s.
Η τεχνολογία Fast Ethernet χρησιμοποιεί την ίδια μέθοδο πρόσβασης CSMA/CD με την τεχνολογία Ethernet, διασφαλίζοντας τη συνέπεια της τεχνολογίας. Οι διαφορές μεταξύ Fast Ethernet και Ethernet παρατηρούνται μόνο σε φυσικό επίπεδο. Δεν υπάρχουν αλλαγές σε επίπεδο συνδέσμου.
8B/6T - κάθε 8 bit πληροφοριών επιπέδου MAC κωδικοποιούνται με 6 τριμερή ψηφία (3 καταστάσεις), μια ομάδα 6 τριμερών ψηφίων μεταδίδεται σε ένα από τα 3 συνεστραμμένα ζεύγη εκπομπής, ανεξάρτητα και διαδοχικά, το 4ο ζεύγος χρησιμοποιείται για ακρόαση η φέρουσα συχνότητα για την ανίχνευση σύγκρουσης·
4B/5B: Κάθε 4 bit δεδομένων υποστρώματος MAC αντιπροσωπεύονται από 5 bit.
Η διάμετρος του δικτύου έχει μειωθεί στα 200 μέτρα, γεγονός που σχετίζεται με αύξηση της ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων κατά 10 φορές. Τα πρότυπα TX και FX μπορούν να λειτουργήσουν τόσο σε λειτουργία half-duplex (η μετάδοση πραγματοποιείται σε δύο κατευθύνσεις, αλλά εναλλάξ στο χρόνο) όσο και σε λειτουργία full-duplex (η μετάδοση πραγματοποιείται ταυτόχρονα σε δύο κατευθύνσεις) με τη χρήση δύο συνεστραμμένων ζευγών ή δύο οπτικές ίνες. Για να διαχωρίσετε το πλαίσιο Ethernet από τους χαρακτήρες αδράνειας, οι προδιαγραφές 100Base-FX/TX χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό χαρακτήρων Οριοθέτησης έναρξης (ζεύγος 4B/5B κωδικών χαρακτήρων J (11000) και K (10001) και μετά την ολοκλήρωση του πλαισίου , εισάγεται ένας χαρακτήρας T πριν από τον πρώτο χαρακτήρα αδράνειας).
Οι παρακάτω δηλώσεις και χαρακτηριστικά ισχύουν και για τα τρία πρότυπα.
Το διάστημα μεταξύ πλαισίων (IPG) είναι 0,96 µs, δεν έγιναν αλλαγές στο MAC.
Ένα σημάδι μιας ελεύθερης κατάστασης του περιβάλλοντος είναι η μετάδοση του συμβόλου Idle του αντίστοιχου περιττού κωδικού μέσω αυτού.
Η προδιαγραφή Fast Ethernet περιλαμβάνει επίσης έναν μηχανισμό αυτόματης διαπραγμάτευσης που επιτρέπει σε μια θύρα κεντρικού υπολογιστή να διαμορφώνεται αυτόματα σε ρυθμό δεδομένων 10 ή 100 Mbit/s. Αυτός ο μηχανισμός βασίζεται στην ανταλλαγή μιας σειράς πακέτων με μια θύρα hub.
Τεχνολογία Gigabit Ethernet
Το πρότυπο IEEE 802.3z Gigabit Ethernet υιοθετήθηκε το 1998 μέσω των συντονισμένων προσπαθειών μιας ομάδας εταιρειών που σχημάτισαν την Gigabit Ethernet Alliance. Το φυσικό επίπεδο της τεχνολογίας Fiber Channel υιοθετήθηκε ως επιλογή για το φυσικό επίπεδο. Οι προγραμματιστές του προτύπου έχουν διατηρήσει τη συνέχεια των προηγούμενων προτύπων Ethernet όσο το δυνατόν περισσότερο: υποστηρίζονται όλες οι μορφές καρέ, οι εκδόσεις των πρωτοκόλλων half-duplex και full-duplex, ομοαξονικό καλώδιο, συνεστραμμένο ζεύγος κατηγορίας 5 και καλώδιο οπτικών ινών υποστηρίζονται.
Η υποστήριξη για τη λειτουργία half-duplex της μεθόδου πρόσβασης CSMA/CD μειώνει τη διάμετρο του δικτύου στα 25 m Για να αυξήσουν τη διάμετρο του δικτύου στα 200 m, οι προγραμματιστές άλλαξαν το ελάχιστο μέγεθος καρέ από 64 σε 512 byte. Για να μειωθεί η επιβάρυνση της μετάδοσης μεγάλων καρέ, το πρότυπο επιτρέπει τη μετάδοση πολλών πλαισίων στη σειρά χωρίς να συμπληρώνονται σε 512 byte και χωρίς να μεταφέρεται η πρόσβαση στο μέσο σε άλλο κόμβο. Μην υποστηρίζετε:
ποιότητα εξυπηρέτησης;
περιττές συνδέσεις?
δοκιμή της απόδοσης των εξαρτημάτων και του εξοπλισμού.
επειδή Αυτές οι εργασίες αντιμετωπίζονται καλά από πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου. Μέθοδος πρόσβασης CSMA/CD.
Προδιαγραφές
|
Μέγιστο μήκος τμήματος | |||||
|
Κωδικοποίηση | |||||
|
πολυτροπική οπτική |
οπτικά μονής λειτουργίας |
πολυτροπική οπτική |
|||
|
Τοπολογία |
αστέρι, δέντρο |
αστέρι, δέντρο |
αστέρι, δέντρο |
αστέρι, δέντρο |
αστέρι, δέντρο |
Καλώδιο πολλαπλών τρόπων - χρησιμοποιούνται πομποί που λειτουργούν σε δύο μήκη κύματος: 1300 και 850 nm. Τα LED με λ=850 nm είναι φθηνότερα από τα λ=1300 nm. Το μήκος του καλωδίου μειώνεται - η εξασθένηση σε μήκος κύματος 850 m είναι υπερδιπλάσια από ό,τι σε μήκος κύματος 1300 nm.
Καλώδιο μονής λειτουργίας - χρησιμοποιούνται εκπομποί που λειτουργούν σε μήκος κύματος: 1300.
Αυξήθηκε το ελάχιστο μέγεθος καρέ από 64 σε 512 byte. Επιτρέπεται επίσης η μετάδοση πολλών καρέ στη σειρά χωρίς να απελευθερώνεται το μέσο.
Τεχνολογία Token Ring
Το δίκτυο Token Ring, όπως και το Ethernet, περιλαμβάνει τη χρήση ενός κοινόχρηστου μέσου μετάδοσης δεδομένων, το οποίο σχηματίζεται με το συνδυασμό όλων των κόμβων σε έναν δακτύλιο. Το Token Ring είναι ένα πρότυπο τοπικού δικτύου που χρησιμοποιεί ένα κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων που αποτελείται από τμήματα καλωδίου που συνδέουν όλους τους σταθμούς δικτύου σε έναν δακτύλιο.
Τα δίκτυα Token Ring λειτουργούν με δύο ρυθμούς bit - 4 και 16 Mbit/s.
Το σταλμένο πλαίσιο επιστρέφεται πάντα στον σταθμό αποστολής. Για την παρακολούθηση του δικτύου, 1 από τους σταθμούς είναι ενεργή οθόνη.
Μέθοδος διακριτικού για πρόσβαση σε κοινόχρηστα μέσα
Το δικαίωμα πρόσβασης στο μέσο μεταφέρεται κυκλικά από σταθμό σε σταθμό προς μία κατεύθυνση κατά μήκος ενός λογικού δακτυλίου χρησιμοποιώντας ένα πλαίσιο ειδικής μορφής - δείκτη ή διακριτικό.
Έχοντας λάβει το διακριτικό, ένας σταθμός που έχει δεδομένα για μετάδοση τα αφαιρεί από το δαχτυλίδι, προσθέτει τα δεδομένα του και τα μεταδίδει στον επόμενο σταθμό. Το πλαίσιο παρέχεται με μια διεύθυνση προορισμού και μια διεύθυνση πηγής. Εάν το πλαίσιο διέρχεται από το σταθμό προορισμού, αντιγράφει το πλαίσιο στην εσωτερική του προσωρινή μνήμη και εισάγει μια σημαία επιβεβαίωσης στο πλαίσιο. Όταν ο σταθμός αποστολής λάβει ένα πλαίσιο πίσω με επιβεβαίωση λήψης, αφαιρεί αυτό το πλαίσιο από το δαχτυλίδι και μεταδίδει το διακριτικό σε άλλους σταθμούς. Αυτός ο αλγόριθμος χρησιμοποιείται σε δίκτυα Token Ring με ταχύτητα 4 Mbit/s.
Χρόνος διατήρησης διακριτικού (χρόνος διατήρησης διακριτικού, 10 ms) – μετά τη λήξη του, ο σταθμός πρέπει να σταματήσει να μεταδίδει τα δικά του δεδομένα και να περάσει το διακριτικό περαιτέρω κατά μήκος του δακτυλίου. Ο σταθμός μπορεί να έχει χρόνο να μεταδώσει ένα ή περισσότερα καρέ κρατώντας τον δείκτη.
Τα δίκτυα Token Ring 16 Mbps χρησιμοποιούν έναν αλγόριθμο Early Token Release. Ένας σταθμός μεταδίδει ένα διακριτικό πρόσβασης στον επόμενο σταθμό αμέσως μετά την ολοκλήρωση της μετάδοσης του τελευταίου bit του πλαισίου, χωρίς να περιμένει να επιστρέψει το πλαίσιο κατά μήκος του δακτυλίου με ένα bit επιβεβαίωσης. Τα καρέ από πολλούς σταθμούς κινούνται κατά μήκος του δακτυλίου ταυτόχρονα και το εύρος ζώνης χρησιμοποιείται πιο αποτελεσματικά. Μόνο ένας σταθμός, αυτός που κατέχει το διακριτικό πρόσβασης, μπορεί να δημιουργήσει τα καρέ του ανά πάσα στιγμή.
Ένας σταθμός εκπομπής μπορεί να εκχωρήσει διαφορετικές προτεραιότητες στα πλαίσια: από το 0 έως το 7. Ένας σταθμός έχει το δικαίωμα να δεσμεύσει ένα διακριτικό που του μεταδίδεται μόνο εάν η προτεραιότητα του πλαισίου που θέλει να εκπέμψει είναι μεγαλύτερη από (ή ίση με) την προτεραιότητα του ένδειξη.
Η ενεργή οθόνη είναι υπεύθυνη για την παρουσία ενός δείκτη στο δίκτυο. Εάν δεν λάβει ένα διακριτικό για μεγάλο χρονικό διάστημα (π.χ. 2,6s), τότε δημιουργεί ένα νέο διακριτικό.
πλαίσιο δεδομένων- αποτελείται από τα ακόλουθα πεδία:
Στην πράξη, οι κεντρικοί υπολογιστές δεν συνδέονται απαραίτητα σε κύκλο, επιπλέον, η διαμόρφωση της σύνδεσής τους μπορεί να είναι στη συνηθισμένη τοπολογία αστεριών. Οι σταθμοί σε έναν δακτύλιο συνδυάζονται χρησιμοποιώντας διανομείς, η έξοδος του προηγούμενου σταθμού στον δακτύλιο συνδέεται με την είσοδο του επόμενου.
Το δίκτυο Token Ring μπορεί να κατασκευαστεί με βάση πολλούς δακτυλίους που χωρίζονται από γέφυρες που δρομολογούν πλαίσια με βάση την αρχή «από την πηγή», για την οποία προστίθεται ένα ειδικό πεδίο με τη διαδρομή των δακτυλίων στο πλαίσιο Token Ring.
Το Token Ring είναι μια πιο σύνθετη τεχνολογία από το Ethernet. Έχει ιδιότητες ανοχής σφαλμάτων.
Token Ring χρησιμοποιεί έως και 75% του εύρους ζώνης Η θεωρητική μέγιστη χρήση του Ethernet είναι περίπου 37%.
Η οργάνωση τοπικών δικτύων Token Ring είναι πιο ακριβή λόγω της τεχνολογικής πολυπλοκότητας του μηχανισμού αναμετάδοσης διακριτικών και της χρήσης καρτών δικτύου που μεταδίδουν πακέτα με διατεταγμένο τρόπο.
Το πρότυπο Token Ring υποστηρίζει θωρακισμένο και μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζευγάρι, καλώδιο οπτικών ινών. Μέγιστο μήκοςδαχτυλίδια 4000 m Μέγιστος αριθμός κόμβων 260. Η IBM έχει προτείνει μια νέα τεχνολογία High-Speed Token Ring που υποστηρίζει ταχύτητες 100 και 155 Mbit/s και διατηρεί τα κύρια χαρακτηριστικά της τεχνολογίας Token Ring.
Τεχνολογία FDDI
Η τεχνολογία FDDI (Fiber Distributed Data Interface) έχει αναπτυχθεί από την ANSI από τη δεκαετία του '80. Σε αυτή την τεχνολογία, το καλώδιο οπτικών ινών προτείνεται για πρώτη φορά ως φυσικό μέσο μετάδοσης. Είναι δυνατή η χρήση μη θωρακισμένου καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους.
Το δίκτυο FDDI αποτελείται από δύο δακτυλίους για τη βελτίωση της ανοχής σφαλμάτων. Τα δεδομένα μεταδίδονται κατά μήκος του κύριου δακτυλίου δικτύου προς μία κατεύθυνση και μέσω του δευτερεύοντος δακτυλίου προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στην κανονική λειτουργία, χρησιμοποιείται μόνο ο κύριος δακτύλιος. Σε περίπτωση αποτυχίας, όταν μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν μπορεί να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, ένα σπασμένο καλώδιο ή αστοχία κόμβου), εμφανίζεται μια διαδικασία αναδίπλωσης δακτυλίου κατά την οποία ο κύριος δακτύλιος συγχωνεύεται με τον δευτερεύοντα δακτύλιο για να σχηματίσει έναν νέο δακτύλιο. Σε περίπτωση πολλαπλών αποτυχιών, το δίκτυο χωρίζεται σε πολλούς δακτυλίους. Το πρότυπο FDDI προβλέπει ταυτόχρονη σύνδεση κόμβων με τον πρωτεύοντα και δευτερεύοντα δακτύλιο και σύνδεση μόνο με τον κύριο δακτύλιο. Η πρώτη λέγεται διπλή σύνδεση και η δεύτερη μονή σύνδεση. Όταν σπάσει μια διπλά συνδεδεμένη μονάδα, οι δακτύλιοι συμπτύσσονται αυτόματα. Το δίκτυο συνεχίζει να λειτουργεί κανονικά. Εάν ένας κόμβος με μία μόνο σύνδεση αποτύχει, το δίκτυο συνεχίζει να λειτουργεί, αλλά ο κόμβος θα αποκοπεί από το δίκτυο.
Οι δακτύλιοι δικτύου FDDI είναι ένα κοινόχρηστο μέσο μετάδοσης δεδομένων στο οποίο η πρόσβαση γίνεται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο διακριτικού παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται στα δίκτυα Token Ring. Διαφορές σε κάποιες λεπτομέρειες. Ο χρόνος διατήρησης του διακριτικού είναι μεταβλητός και εξαρτάται από το φορτίο του δικτύου. Όταν το φορτίο δικτύου είναι ελαφρύ, ο χρόνος διατήρησης του διακριτικού είναι μεγαλύτερος όταν το φορτίο είναι βαρύ, μειώνεται. Το δίκτυο FDDI υποστηρίζει ταχύτητες 100 Mbps. Η διάμετρος του δικτύου είναι 100 km. Ο μέγιστος αριθμός κόμβων είναι 500. Ωστόσο, το κόστος εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας είναι σημαντικό, επομένως το πεδίο εφαρμογής του προτύπου FDDI είναι οι ραχοκοκαλιές δικτύου και τα μεγάλα δίκτυα.
Όλοι οι υπολογιστές στο τοπικό δίκτυο συνδέονται με γραμμές επικοινωνίας. Η γεωμετρική θέση των γραμμών επικοινωνίας σε σχέση με τους κόμβους του δικτύου και η φυσική σύνδεση των κόμβων στο δίκτυο ονομάζεται φυσική τοπολογία. Ανάλογα με την τοπολογία, τα δίκτυα διακρίνονται: bus, ring, star, ιεραρχικές και αυθαίρετες δομές.
Υπάρχουν φυσικές και λογικές τοπολογίες. Οι λογικές και οι φυσικές τοπολογίες δικτύου είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη. Η φυσική τοπολογία είναι η γεωμετρία του δικτύου και η λογική τοπολογία καθορίζει τις κατευθύνσεις των ροών δεδομένων μεταξύ των κόμβων του δικτύου και των μεθόδων μετάδοσης δεδομένων.
Επί του παρόντος, οι ακόλουθες φυσικές τοπολογίες χρησιμοποιούνται σε τοπικά δίκτυα:
φυσικό "λεωφορείο" (λεωφορείο).
φυσικό "αστέρι" (αστέρι).
φυσικό "δαχτυλίδι" (δαχτυλίδι).
φυσικό «αστέρι» και λογικό «δαχτυλίδι» (Token Ring).
Τοπολογία πλέγματος, Τοπολογία πλέγματος, Κοινόχρηστο λεωφορείο, αστέρι, δακτύλιος, μικτή
Λάστιχο:
Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα με αρχιτεκτονική Ethernet (κατηγορίες 10Base-5 και 10Base-2 για παχύ και λεπτό ομοαξονικό καλώδιο, αντίστοιχα).
Πλεονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας διαύλου:
αποτυχία 1 κόμβου δεν επηρεάζει τη λειτουργία του δικτύου στο σύνολό του.
το δίκτυο είναι εύκολο να ρυθμιστεί και να ρυθμιστεί.
Το δίκτυο είναι ανθεκτικό σε αστοχίες μεμονωμένων κόμβων.
Μειονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας διαύλου:
μια διακοπή καλωδίου μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
περιορισμένο μήκος καλωδίου και αριθμός σταθμών εργασίας.
δύσκολο να εντοπιστούν ελαττώματα σύνδεσης
Αστέρι:
Τα δεδομένα από το σταθμό μετάδοσης δικτύου μεταδίδονται μέσω του διανομέα κατά μήκος όλων των γραμμών επικοινωνίας σε όλους τους υπολογιστές. Οι πληροφορίες φτάνουν σε όλους τους σταθμούς εργασίας, αλλά λαμβάνονται μόνο από τους σταθμούς για τους οποίους προορίζονται. Εφόσον η μετάδοση σήματος στην τοπολογία του φυσικού αστεριού εκπέμπεται, π.χ. Εφόσον τα σήματα από τον υπολογιστή διαδίδονται ταυτόχρονα προς όλες τις κατευθύνσεις, η λογική τοπολογία αυτού του τοπικού δικτύου είναι ένας λογικός δίαυλος.
Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα με αρχιτεκτονική 10Base-T Ethernet.
Πλεονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας αστεριών:
εύκολη σύνδεση ενός νέου υπολογιστή.
υπάρχει η δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης.
Το δίκτυο είναι ανθεκτικό σε αστοχίες μεμονωμένων υπολογιστών και σε διακοπές στη σύνδεση μεμονωμένων υπολογιστών.
Μειονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας αστεριών:
Η αποτυχία του διανομέα επηρεάζει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
υψηλή κατανάλωση καλωδίου.
Δαχτυλίδι
Ο σταθμός εργασίας λήψης αναγνωρίζει και λαμβάνει μόνο το μήνυμα που απευθύνεται σε αυτόν. Ένα δίκτυο με φυσική τοπολογία δακτυλίου χρησιμοποιεί πρόσβαση διακριτικού, η οποία εκχωρεί σε έναν σταθμό το δικαίωμα να χρησιμοποιήσει τον δακτύλιο με συγκεκριμένη σειρά. Η λογική τοπολογία αυτού του δικτύου είναι ένας λογικός δακτύλιος.
Αυτό το δίκτυο είναι πολύ εύκολο στη δημιουργία και τη διαμόρφωση. Το κύριο μειονέκτημα των δικτύων τοπολογίας δακτυλίου είναι ότι η ζημιά στη γραμμή επικοινωνίας σε ένα σημείο ή η αστοχία του υπολογιστή οδηγεί στην αλειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
Κατά κανόνα, σε καθαρή μορφήΗ τοπολογία «δακτυλίου» δεν χρησιμοποιείται λόγω της αναξιοπιστίας της, επομένως στην πράξη χρησιμοποιούνται διάφορες τροποποιήσεις τοπολογία δακτυλίου.
Το FDDI (Fiber Distributed Data Interface) είναι ένα πρότυπο, ή μάλλον ένα σύνολο προτύπων δικτύου, που επικεντρώνεται κυρίως στη μετάδοση δεδομένων μέσω καλωδίων οπτικών ινών με ταχύτητα 100 Mbit/s. Η συντριπτική πλειοψηφία των προτύπων προδιαγραφών FDDI αναπτύχθηκαν από την ομάδα προβλημάτων HZT9.5 (ANSI) στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του '80. Το FDDI έχει γίνει ένα LAN που χρησιμοποιεί οπτικές ίνες ως μέσο μετάδοσης.
Επί του παρόντος, οι περισσότερες τεχνολογίες δικτύου υποστηρίζουν τη διασύνδεση οπτικών ινών ως μία από τις επιλογές φυσικού επιπέδου, αλλά η FDDI παραμένει η πιο ώριμη τεχνολογία υψηλής ταχύτητας, τα πρότυπα της οποίας έχουν αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου και έχουν καθιερωθεί, και ο εξοπλισμός από διάφορους κατασκευαστές δείχνει καλό βαθμό συμβατότητας.
Κατά την ανάπτυξη της τεχνολογίας FDDI, οι ακόλουθοι στόχοι τέθηκαν ως η υψηλότερη προτεραιότητα:
— Αύξηση του ρυθμού bit μετάδοσης δεδομένων έως και 100 Mbit/s.
— Αύξηση της ανοχής σφαλμάτων δικτύου μέσω τυπικών διαδικασιών ανάκτησης μετά από διάφορους τύπους αστοχιών - βλάβη καλωδίου, λανθασμένη λειτουργία ενός κόμβου δικτύου, υψηλά επίπεδα παρεμβολών στη γραμμή κ.λπ.
- Μεγιστοποιεί την αποτελεσματική χρήση της δυνητικής απόδοσης τόσο για ασύγχρονα όσο και για σύγχρονα χρονοδιαγράμματα.
Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις βασικές της ιδέες. Το πρωτόκολλο FDDI έχει επίσης σημαντικές διαφορές από το Token Ring. Αυτές οι διαφορές σχετίζονται με τις απαιτήσεις που είναι απαραίτητες για την υποστήριξη μεταφοράς πληροφοριών υψηλής ταχύτητας, μεγάλες αποστάσειςκαι τη δυνατότητα εκτέλεσης σύγχρονης μετάδοσης μαζί με ασύγχρονη μετάδοση δεδομένων. Οι δύο κύριες διαφορές στα πρωτόκολλα διαχείρισης διακριτικών μεταξύ FDDI και IEEE 802.5 Token Ring είναι οι εξής:
- Στο Token Ring, τα πλαίσια εκπομπής του σταθμού κρατά το διακριτικό μέχρι να λάβει όλα τα πακέτα που έχουν σταλεί. Στο FDDI, ο σταθμός εκδίδει ένα διακριτικό αμέσως μετά την ολοκλήρωση της μετάδοσης του πλαισίου.
- Το FDDI δεν χρησιμοποιεί τα πεδία προτεραιότητας και κράτησης που χρησιμοποιεί το Token Ring για την κατανομή πόρων του συστήματος.
Στον πίνακα 6.1. Υποδεικνύονται τα κύρια χαρακτηριστικά του δικτύου FDDI.
Πίνακας 6.1. Κύρια χαρακτηριστικά του δικτύου FDDI
|
Ποσοστό μεταφοράς |
|
|
Τύπος πρόσβασης πολυμέσων |
σημάδι |
|
Μέγιστο μέγεθος πλαισίου δεδομένων |
|
| Μέγιστος αριθμός σταθμών | |
| Μέγιστη απόσταση μεταξύ των σταθμών | 2 km (πολυτροπική ίνα) 20 km* (μονής λειτουργίας ίνα) 100 m (μη θωρακισμένο στριμμένο Ζεύγος UTPΚατ. 5) 100 m (θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος IBM Type 1) |
| Μέγιστο μήκος διαδρομής διέλευσης δείκτη | 200 χλμ |
| Μέγιστο μήκος δικτύου με τοπολογία δακτυλίου (περίμετρος) | 100 km** (FDDI διπλός δακτύλιος) |
|
Οπτική ίνα (multi-mode, single-mode), twisted pair (UTP Cat.5, IBM Type 1) |
* Ορισμένοι κατασκευαστές παράγουν εξοπλισμό με απόσταση μετάδοσης έως και 50 km.
** Με το καθορισμένο μήκος, το δίκτυο θα συνεχίσει να λειτουργεί σωστά και να διατηρεί την ακεραιότητα ακόμη και αν συμβεί ένα μεμονωμένο σπάσιμο δακτυλίου ή εάν ένας από τους σταθμούς κουδουνίσματος αποσυνδεθεί (λειτουργία WRAP) - ενώ το μήκος της διαδρομής παράκαμψης του δείκτη δεν θα υπερβαίνει τα 200 χλμ.
Λειτουργική αρχή
Η κλασική έκδοση του δικτύου FDDI είναι χτισμένη με βάση δύο δακτυλίους οπτικών ινών (διπλός δακτύλιος), μέσω των οποίων το φωτεινό σήμα διαδίδεται σε αντίθετες κατευθύνσεις, Εικ. 6.1 α. Κάθε κόμβος συνδέεται για λήψη και μετάδοση και στους δύο δακτυλίους. Αυτή η φυσική τοπολογία δακτυλίου είναι που εφαρμόζει τον κύριο τρόπο για την αύξηση της ανοχής σφαλμάτων δικτύου. Σε κανονική λειτουργία, τα δεδομένα ρέουν από σταθμό σε σταθμό μέσω μόνο ενός από τους δακτυλίους, ο οποίος ονομάζεται πρωτεύων. Για βεβαιότητα, η κατεύθυνση της κίνησης των δεδομένων στον πρωτεύοντα δακτύλιο έχει ρυθμιστεί αριστερόστροφα. Η διαδρομή δεδομένων αντικατοπτρίζει τη λογική τοπολογία του δικτύου FDDI, το οποίο είναι πάντα ένας δακτύλιος. Όλοι οι σταθμοί, εκτός από αυτούς που εκπέμπουν και τους λήπτες, αναμεταδίδουν δεδομένα και είναι από άκρο σε άκρο. Ο δευτερεύων δακτύλιος είναι ένας εφεδρικός δακτύλιος και δεν χρησιμοποιείται για μετάδοση δεδομένων κατά την κανονική λειτουργία του δικτύου, αν και παρακολουθεί συνεχώς την ακεραιότητα του δακτυλίου.
Ρύζι. 6.1. Διπλός δακτύλιος FDDI: α) κανονική λειτουργία. β) λειτουργία διπλωμένου δακτυλίου (WRAP)
Σε περίπτωση οποιασδήποτε αποτυχίας στο δίκτυο, όταν μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν είναι σε θέση να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, διακοπή καλωδίου, αστοχία ή τερματισμός λειτουργίας ενός από τους κόμβους), ενεργοποιείται ένας δευτερεύων δακτύλιος για τη μετάδοση δεδομένων, ο οποίος συμπληρώνει το πρωτεύον, σχηματίζοντας πάλι έναν ενιαίο δακτύλιο λογικών δεδομένων, εικ. 6.1 β. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας δικτύου ονομάζεται WRAP, δηλαδή «τύλιγμα» του δακτυλίου. Μέσω αυτών των συσκευών ενώνονται οι κύριοι και δευτερεύοντες δακτύλιοι. Έτσι, το δίκτυο FDDI μπορεί να αποκαταστήσει πλήρως τη λειτουργικότητα και την ακεραιότητά του σε περίπτωση μεμονωμένων αστοχιών των στοιχείων του. Όταν εξαλειφθεί το σφάλμα, το δίκτυο μεταβαίνει αυτόματα σε κανονική λειτουργία με μετάδοση δεδομένων μόνο μέσω του κύριου δακτυλίου.
Το πρότυπο FDDI δίνει μεγάλη έμφαση διάφορες διαδικασίες, τα οποία, χάρη σε έναν κατανεμημένο μηχανισμό ελέγχου, καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της παρουσίας σφάλματος δικτύου 5 και στη συνέχεια την απαραίτητη αναδιαμόρφωση. Σε περίπτωση πολλαπλών αστοχιών, το δίκτυο χωρίζεται σε πολλά μέρη. συνδεδεμένα δίκτυα— παρουσιάζεται μικροτμηματοποίηση του δικτύου.
Η λειτουργία του δικτύου FDDI βασίζεται σε ντετερμινιστική διακριτική πρόσβαση στον λογικό δακτύλιο. Αρχικά, αρχικοποιείται ο δακτύλιος, κατά τον οποίο ένα ειδικό συντομευμένο πακέτο δεδομένων υπηρεσίας - ένα διακριτικό - εκπέμπεται στον δακτύλιο ενός από τους σταθμούς. Μόλις το διακριτικό κυκλοφορήσει γύρω από το δαχτυλίδι, οι σταθμοί μπορούν να ανταλλάξουν πληροφορίες.
Όσο δεν υπάρχει μετάδοση δεδομένων από σταθμό σε σταθμό, κυκλοφορεί μόνο ένας δείκτης, Εικ. 6.2 α, με τη λήψη του οποίου ο σταθμός αποκτά τη δυνατότητα μετάδοσης πληροφοριών. Σε ένα δίκτυο FDDI, κάθε σταθμός έχει έναν ανάντη γείτονα και έναν κατάντη γείτονα που ορίζεται από αυτόν φυσικές συνδέσειςκαι την κατεύθυνση μεταφοράς πληροφοριών. ΣΕ κλασική έκδοσηαυτό καθορίζεται από τον κύριο δακτύλιο. Η μεταφορά πληροφοριών οργανώνεται με τη μορφή πακέτων δεδομένων μήκους έως 4500 byte, που ονομάζονται πλαίσια. Εάν τη στιγμή που ο σταθμός λαμβάνει το διακριτικό δεν υπάρχουν δεδομένα για μετάδοση, τότε αφού λάβει το διακριτικό, το εκπέμπει αμέσως περαιτέρω κατά μήκος του δακτυλίου. Εάν θέλει να εκπέμψει, ο σταθμός, έχοντας λάβει το διακριτικό, μπορεί να το κρατήσει και να εκπέμψει καρέ ανάλογα για ένα χρονικό διάστημα που ονομάζεται χρόνος διατήρησης διακριτικού TNT (Εικ. 6.2 β). Μετά τη λήξη του χρόνου TNT, ο σταθμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μετάδοση του επόμενου καρέ του και να μεταφέρει (απελευθερώσει) το διακριτικό στον επόμενο σταθμό, Εικ. 6,2 ίντσες. Σε κάθε δεδομένη στιγμή, μόνο ένας σταθμός μπορεί να μεταδώσει πληροφορίες, δηλαδή αυτός που κατέλαβε τον δείκτη.
Ρύζι. 6.2. Μεταφορά δεδομένων
Κάθε σταθμός δικτύου διαβάζει τα πεδία διευθύνσεων των ληφθέντων καρέ. Στην περίπτωση που δική της διεύθυνσησταθμοί - Διεύθυνση MAC- διαφορετικό από το πεδίο διεύθυνσης παραλήπτη, ο σταθμός απλώς αναμεταδίδει το πλαίσιο περαιτέρω κατά μήκος του δακτυλίου, Εικ. 6.2 δ. Εάν η διεύθυνση του ίδιου του σταθμού συμπίπτει με το πεδίο διεύθυνσης του παραλήπτη στο ληφθέν πλαίσιο, ο σταθμός αντιγράφει αυτό το πλαίσιο στην εσωτερική του προσωρινή μνήμη και ελέγχει την ορθότητά του (μέσω του ληφθέντος πλαισίου). άθροισμα ελέγχου), μεταδίδει το πεδίο δεδομένων του για μεταγενέστερη επεξεργασία σε ένα πρωτόκολλο υψηλότερου επιπέδου (για παράδειγμα, IP) και στη συνέχεια μεταδίδει το αρχικό πλαίσιο μέσω του δικτύου του επόμενου σταθμού (Εικ. 6.2 δ), έχοντας προηγουμένως τοποθετήσει τρία σημάδια στην ειδική πεδία του πλαισίου: αναγνώριση διεύθυνσης, αντιγραφή πλαισίου και απουσία ή εάν περιέχει σφάλματα.
Στη συνέχεια, τα καρέ, που μεταδίδονται από κόμβο σε κόμβο, επιστρέφουν στον αρχικό σταθμό που ήταν η πηγή τους. Για κάθε πλαίσιο, ο σταθμός πηγής ελέγχει τα χαρακτηριστικά του πλαισίου, εάν έχει φτάσει στον σταθμό προορισμού και εάν δεν έχει καταστραφεί, και εάν όλα είναι καλά, εξαλείφει το πλαίσιο (Εικ. 6.2 ε), ελευθερώνοντας πόρους δικτύου , ή, διαφορετικά, προσπαθεί να αναμεταδώσει. Σε κάθε περίπτωση, η λειτουργία της διαγραφής ενός καρέ ανατίθεται στον σταθμό που ήταν η πηγή του.
Η πρόσβαση με διακριτικά είναι μία από τις περισσότερες αποτελεσματικές λύσεις. Χάρη σε αυτό, η πραγματική απόδοση του δακτυλίου FDDI υπό βαρύ φορτίο φτάνει το 95%. Για παράδειγμα, η απόδοση ενός δικτύου Ethernet (εντός του τομέα σύγκρουσης) φτάνει το 30% της απόδοσης καθώς αυξάνεται το φορτίο.
Οι μορφές του δείκτη και του πλαισίου FDDI, η διαδικασία αρχικοποίησης δακτυλίου, καθώς και θέματα διανομής πόρων δικτύου σε κανονική λειτουργία μετάδοσης δεδομένων συζητούνται στην ενότητα 6.7.
Τα συστατικά επίπεδα του προτύπου FDDI και οι κύριες λειτουργίες που εκτελούνται από αυτά τα επίπεδα φαίνονται στην Εικ. 6.3.
Όπως πολλές άλλες τεχνολογίες τοπικών δικτύων, η τεχνολογία FDDI χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο υποστρώματος ελέγχου ζεύξης δεδομένων (LLC) 802.2 που ορίζεται στο IEEE 802.2 και το πρότυπο ISO 8802.2 χρησιμοποιεί τον πρώτο τύπο διαδικασιών LLC, στις οποίες οι κόμβοι λειτουργούν σε λειτουργία δεδομένων - χωρίς δημιουργία συνδέσεων και χωρίς ανάκτηση χαμένων ή κατεστραμμένων κουφωμάτων.
Ρύζι. 6.3. Στοιχεία του προτύπου FDDI
Αρχικά (μέχρι το 1988), τυποποιήθηκαν τα ακόλουθα επίπεδα (τα ονόματα των αντίστοιχων εγγράφων ANSI / ISO για FDDI δίνονται στον Πίνακα 6.2):
— PMD (εξαρτώμενο από φυσικό μέσο) — το κατώτερο υποεπίπεδο του φυσικού στρώματος. Οι προδιαγραφές του καθορίζουν τις απαιτήσεις του μέσου μετάδοσης (καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών λειτουργιών) για τους οπτικούς πομποδέκτες ( επιτρεπτή δύναμηκαι μήκος κύματος λειτουργίας 1300 nm), μέγιστη επιτρεπόμενη απόσταση μεταξύ σταθμών (2 km), τύποι συνδετήρων, λειτουργία οπτικών διακοπτών παράκαμψης και αναπαράσταση σήματος σε οπτικές ίνες.
— PHY (φυσικό) — το ανώτερο υποστρώμα του φυσικού στρώματος. Καθορίζει το σχήμα κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης δεδομένων μεταξύ του επιπέδου MAC και του επιπέδου PMD, το σχήμα χρονισμού και ειδικούς χαρακτήρες ελέγχου. Οι προδιαγραφές του περιλαμβάνουν: κωδικοποίηση πληροφοριών σύμφωνα με το σχήμα 4B/5B. κανόνες χρονισμού σήματος. απαιτήσεις για σταθερότητα συχνότητας ρολογιού 125 MHz· κανόνες για τη μετατροπή πληροφοριών από παράλληλη σε σειριακή μορφή.
— MAC (έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων) — επίπεδο ελέγχου πρόσβασης πολυμέσων. Αυτό το επίπεδο ορίζει: διαδικασίες διαχείρισης διακριτικών (πρωτόκολλο μεταφοράς, σύλληψη διακριτικών και κανόνες αναμετάδοσης). δημιουργία, λήψη και επεξεργασία πλαισίων δεδομένων (διεύθυνσή τους, ανίχνευση σφαλμάτων και ανάκτηση με βάση τον έλεγχο του αθροίσματος ελέγχου 32 bit). μηχανισμοί κατανομής εύρους ζώνης μεταξύ κόμβων.
— SMT (διαχείριση σταθμού) — επίπεδο διαχείρισης σταθμού. Αυτό το ειδικό ολοκληρωμένο επίπεδο ορίζει: τα πρωτόκολλα επικοινωνίας αυτού του επιπέδου
Τεχνολογία Διεπαφή κατανεμημένων δεδομένων ινών- η πρώτη τεχνολογία τοπικού δικτύου που χρησιμοποίησε καλώδιο οπτικών ινών ως μέσο μετάδοσης δεδομένων.
Οι προσπάθειες να χρησιμοποιηθεί το φως ως μέσο μεταφοράς πληροφοριών έχουν γίνει εδώ και πολύ καιρό - το 1880, ο Alexander Bell κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια συσκευή που μετέδιδε ομιλία σε απόσταση έως και 200 μέτρων χρησιμοποιώντας έναν καθρέφτη που δονούνταν ταυτόχρονα με ηχητικά κύματακαι ρυθμίζει το ανακλώμενο φως.
Οι εργασίες για τη χρήση του φωτός για τη μετάδοση πληροφοριών εντάθηκαν τη δεκαετία του 1960 λόγω της εφεύρεσης του λέιζερ, το οποίο θα μπορούσε να παρέχει διαμόρφωση φωτός σε πολύ υψηλές συχνότητες, δηλαδή να δημιουργήσετε ένα ευρυζωνικό κανάλι για μετάδοση μεγάλη ποσότηταπληροφορίες από υψηλή ταχύτητα. Περίπου την ίδια εποχή, εμφανίστηκαν οπτικές ίνες που μπορούσαν να μεταφέρουν φως στα καλωδιακά συστήματα, όπως τα χάλκινα καλώδια μεταφέρουν ηλεκτρικά σήματα στα παραδοσιακά καλώδια. Ωστόσο, η απώλεια φωτός σε αυτές τις ίνες ήταν πολύ μεγάλη για να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική λύση στους πυρήνες χαλκού. Οι φθηνές οπτικές ίνες που παρέχουν χαμηλή απώλεια ισχύος σήματος φωτός και μεγάλο εύρος ζώνης (έως αρκετά GHz) εμφανίστηκαν μόλις τη δεκαετία του 1970. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 ξεκίνησε η βιομηχανική εγκατάσταση και λειτουργία καναλιών επικοινωνίας οπτικών ινών για εδαφικά συστήματα τηλεπικοινωνιών.
Στη δεκαετία του 1980, άρχισαν επίσης οι εργασίες για τη δημιουργία τυπικών τεχνολογιών και συσκευών για τη χρήση καναλιών οπτικών ινών σε τοπικά δίκτυα. Οι εργασίες για τη σύνοψη της εμπειρίας και την ανάπτυξη του πρώτου προτύπου οπτικών ινών για τοπικά δίκτυα επικεντρώθηκαν στο Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων - ANSI, στο πλαίσιο της επιτροπής X3T9.5 που δημιουργήθηκε για το σκοπό αυτό.
Οι αρχικές εκδόσεις των διαφόρων στοιχείων του προτύπου FDDI αναπτύχθηκαν από την επιτροπή X3T9.5 το 1986 - 1988 και ταυτόχρονα εμφανίστηκε ο πρώτος εξοπλισμός - προσαρμογείς δικτύου, διανομείς, γέφυρες και δρομολογητές που υποστηρίζουν αυτό το πρότυπο.
Επί του παρόντος, οι περισσότερες τεχνολογίες δικτύου υποστηρίζουν καλώδια οπτικών ινών ως επιλογή φυσικού επιπέδου, αλλά η FDDI παραμένει η πιο ώριμη τεχνολογία υψηλής ταχύτητας, τα πρότυπα της οποίας έχουν δοκιμαστεί και καθιερωθεί με την πάροδο του χρόνου, έτσι ώστε ο εξοπλισμός διαφορετικών κατασκευαστών να παρουσιάζει καλό βαθμό συμβατότητας
Βασικά στοιχεία τεχνολογίας FDDI
Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις βασικές της ιδέες. Οι προγραμματιστές της τεχνολογίας FDDI έθεσαν τους ακόλουθους στόχους ως την υψηλότερη προτεραιότητά τους:
- Αύξηση του ρυθμού bit μεταφοράς δεδομένων στα 100 Mb/s.
- Αυξήστε την ανοχή σφαλμάτων του δικτύου μέσω τυπικών διαδικασιών για την αποκατάστασή του μετά από διάφορους τύπους αστοχιών - ζημιά καλωδίου, εσφαλμένη λειτουργία κόμβου, διανομέα, υψηλά επίπεδα παρεμβολής στη γραμμή κ.λπ.
- Χρησιμοποιήστε με τον καλύτερο δυνατό τρόπο το εύρος ζώνης του δικτύου τόσο για ασύγχρονη όσο και για σύγχρονη κίνηση.
Το δίκτυο FDDI είναι χτισμένο με βάση δύο δακτυλίους οπτικών ινών, οι οποίοι αποτελούν το κύριο και εφεδρική διαδρομήμεταφορά δεδομένων μεταξύ κόμβων δικτύου. Η χρήση δύο δακτυλίων είναι ο πρωταρχικός τρόπος για τη βελτίωση της ανοχής σφαλμάτων σε ένα δίκτυο FDDI και οι κόμβοι που θέλουν να το χρησιμοποιήσουν πρέπει να συνδέονται και στους δύο δακτυλίους. Στην κανονική λειτουργία του δικτύου, τα δεδομένα διέρχονται από όλους τους κόμβους και όλα τα τμήματα καλωδίου του Κύριου δακτυλίου, γι' αυτό και αυτή η λειτουργία ονομάζεται Διά μέσου- «από άκρο σε άκρο» ή «διαμετακόμιση». Ο δευτερεύων δακτύλιος δεν χρησιμοποιείται σε αυτήν τη λειτουργία.
Σε περίπτωση κάποιου τύπου αστοχίας όπου μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν μπορεί να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, διακοπή καλωδίου ή αστοχία κόμβου), ο κύριος δακτύλιος συνδυάζεται με τον δευτερεύοντα δακτύλιο (Εικόνα 2.1), σχηματίζοντας ξανά έναν μόνο δακτύλιο. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας δικτύου ονομάζεται Κάλυμμα, δηλαδή το «δίπλωμα» ή «δίπλωμα» των κρίκων. Η λειτουργία πήξης πραγματοποιείται με τη χρήση συμπυκνωτών και/ή προσαρμογείς δικτύου FDDI. Για να απλοποιηθεί αυτή η διαδικασία, τα δεδομένα μεταδίδονται πάντα αριστερόστροφα στον κύριο δακτύλιο και δεξιόστροφα στον δευτερεύοντα δακτύλιο. Επομένως, όταν σχηματίζεται ένας κοινός δακτύλιος δύο δακτυλίων, οι πομποί των σταθμών παραμένουν συνδεδεμένοι με τους δέκτες γειτονικών σταθμών, γεγονός που επιτρέπει τη σωστή μετάδοση και λήψη πληροφοριών από γειτονικούς σταθμούς.
Τα πρότυπα FDDI δίνουν μεγάλη έμφαση σε διάφορες διαδικασίες που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε εάν υπάρχει σφάλμα στο δίκτυο και στη συνέχεια να κάνετε την απαραίτητη αναδιαμόρφωση. Το δίκτυο FDDI μπορεί να αποκαταστήσει πλήρως τη λειτουργικότητά του σε περίπτωση μεμονωμένων αστοχιών των στοιχείων του. Όταν υπάρχουν πολλές αποτυχίες, το δίκτυο χωρίζεται σε πολλά μη συνδεδεμένα δίκτυα.
Ρύζι. 2.1. Αναδιαμόρφωση των δακτυλίων FDDI σε περίπτωση αποτυχίας
Οι δακτύλιοι στα δίκτυα FDDI θεωρούνται ως κοινό κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων, επομένως ορίζεται ειδική μέθοδος πρόσβασης για αυτό. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ κοντά στη μέθοδο πρόσβασης των δικτύων Token Ring και ονομάζεται επίσης μέθοδος ring ring (Εικόνα 2.2, α).
Ένας σταθμός μπορεί να αρχίσει να μεταδίδει τα δικά του πλαίσια δεδομένων μόνο εάν έχει λάβει ένα ειδικό πλαίσιο από τον προηγούμενο σταθμό - ένα διακριτικό πρόσβασης (Εικόνα 2.2, β). Στη συνέχεια, μπορεί να μεταδώσει τα καρέ του, εάν έχει, για μια χρονική περίοδο που ονομάζεται χρόνος διατήρησης διακριτικού - Token Holding Time (THT).Μετά τη λήξη του χρόνου THT, ο σταθμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μετάδοση του επόμενου καρέ του και να μεταφέρει το διακριτικό πρόσβασης στον επόμενο σταθμό. Εάν, τη στιγμή της αποδοχής του διακριτικού, ο σταθμός δεν έχει καρέ για μετάδοση μέσω του δικτύου, τότε μεταδίδει αμέσως το διακριτικό στον επόμενο σταθμό. Σε ένα δίκτυο FDDI, κάθε σταθμός έχει έναν ανάντη γείτονα και έναν κατάντη γείτονα, που καθορίζονται από τις φυσικές του συνδέσεις και την κατεύθυνση μεταφοράς πληροφοριών.
Ρύζι. 2.2. Επεξεργασία πλαισίου από σταθμούς κλήσης FDDI
Κάθε σταθμός στο δίκτυο λαμβάνει συνεχώς πλαίσια που του μεταδίδονται από τον προηγούμενο γείτονά του και αναλύει τη διεύθυνση προορισμού του. Εάν η διεύθυνση προορισμού δεν ταιριάζει με τη δική της, τότε μεταδίδει το πλαίσιο στον επόμενο γείτονά του. Αυτή η περίπτωση φαίνεται στο σχήμα (Εικόνα 2.2, γ). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν ένας σταθμός έχει καταγράψει το διακριτικό και μεταδίδει τα δικά του καρέ, τότε κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου δεν εκπέμπει εισερχόμενα καρέ, αλλά τα αφαιρεί από το δίκτυο.
Εάν η διεύθυνση του πλαισίου ταιριάζει με τη διεύθυνση του σταθμού, τότε αντιγράφει το πλαίσιο στην εσωτερική του προσωρινή μνήμη, ελέγχει την ορθότητά του (κυρίως με άθροισμα ελέγχου), μεταφέρει το πεδίο δεδομένων του για μεταγενέστερη επεξεργασία στο πρωτόκολλο ενός υψηλότερου επιπέδου πάνω από το FDDI (για παράδειγμα, IP) και στη συνέχεια μεταδίδει το αρχικό πλαίσιο μέσω του δικτύου του επόμενου σταθμού (Εικόνα 2.2, δ). Στο πλαίσιο που μεταδίδεται στο δίκτυο, ο σταθμός προορισμού σημειώνει τρία σημάδια: αναγνώριση της διεύθυνσης, αντιγραφή του πλαισίου και απουσία ή παρουσία σφαλμάτων σε αυτό.
Μετά από αυτό, το πλαίσιο συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω του δικτύου, μεταδίδεται από κάθε κόμβο. Ο σταθμός, που είναι η πηγή του πλαισίου για το δίκτυο, είναι υπεύθυνος για την αφαίρεση του πλαισίου από το δίκτυο αφού ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή και φτάσει ξανά σε αυτό (Εικόνα 2.2, ε). Σε αυτήν την περίπτωση, ο σταθμός πηγής ελέγχει τα χαρακτηριστικά του πλαισίου για να δει αν έχει φτάσει στο σταθμό προορισμού και αν δεν έχει υποστεί ζημιά. Η διαδικασία επαναφοράς των πλαισίων πληροφοριών δεν είναι ευθύνη του πρωτοκόλλου FDDI.
Το σχήμα 2.3 δείχνει τη δομή των πρωτοκόλλων τεχνολογίας FDDI σε σύγκριση με τα επτά επίπεδα Μοντέλο OSI. Το FDDI ορίζει το πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου και το πρωτόκολλο υποστρώματος πρόσβασης πολυμέσων (MAC). στρώμα συνδέσμου. Όπως πολλές άλλες τεχνολογίες τοπικών δικτύων, η τεχνολογία FDDI χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο υποστρώματος ελέγχου ζεύξης δεδομένων 802.2 (LLC) που ορίζεται στα πρότυπα IEEE 802.2 και ISO 8802.2. Η FDDI χρησιμοποιεί τον πρώτο τύπο διαδικασιών LLC, στις οποίες οι κόμβοι λειτουργούν σε λειτουργία datagram - χωρίς να δημιουργούν συνδέσεις και χωρίς να ανακτούν χαμένα ή κατεστραμμένα πλαίσια.
Ρύζι. 2.3. Δομή πρωτοκόλλων τεχνολογίας FDDI
Το φυσικό επίπεδο χωρίζεται σε δύο υποστρώματα: υποστρώματα ανεξάρτητα από τα μέσα PHY (Φυσική),και υποστρώμα που εξαρτάται από το περιβάλλον PMD (Physical Media Dependent).Η λειτουργία όλων των επιπέδων ελέγχεται από το πρωτόκολλο ελέγχου σταθμού SMT (Διαχείριση Σταθμού).
επίπεδο PMDπαρέχει απαραίτητα κεφάλαιαγια τη μετάδοση δεδομένων από έναν σταθμό σε έναν άλλο μέσω οπτικής ίνας. Η προδιαγραφή του ορίζει:
- Απαιτήσεις για ισχύ οπτικού σήματος και πολλαπλή λειτουργία καλώδιο οπτικών ινών 62,5/125 μm;
- Απαιτήσεις για οπτικούς διακόπτες παράκαμψης και οπτικούς πομποδέκτες.
- Παράμετροι οπτικών υποδοχών MIC (Media Interface Connector), τα σημάδια τους.
- Το μήκος κύματος των 1300 νανόμετρων στο οποίο λειτουργούν οι πομποδέκτες.
- Αναπαράσταση σημάτων σε οπτικές ίνες σύμφωνα με τη μέθοδο NRZI.
Η προδιαγραφή TP-PMD ορίζει τη δυνατότητα μετάδοσης δεδομένων μεταξύ σταθμών μέσω καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους σύμφωνα με τη μέθοδο MLT-3. Οι προδιαγραφές για τα επίπεδα PMD και TP-PMD έχουν ήδη συζητηθεί στις ενότητες για Γρήγορες τεχνολογίες Ethernet.
επίπεδο PHYεκτελεί κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση δεδομένων που κυκλοφορούν μεταξύ του επιπέδου MAC και του επιπέδου PMD και παρέχει επίσης χρονισμό των σημάτων πληροφοριών. Οι προδιαγραφές του ορίζουν:
- κωδικοποίηση πληροφοριών σύμφωνα με το σχήμα 4B/5B.
- κανόνες χρονισμού σήματος.
- απαιτήσεις για σταθερότητα συχνότητας ρολογιού 125 MHz·
- κανόνες για τη μετατροπή πληροφοριών από παράλληλη σε σειριακή μορφή.
Επίπεδο MACΥπεύθυνος για τη διαχείριση της πρόσβασης στο δίκτυο και τη λήψη και επεξεργασία πλαισίων δεδομένων. Ορίζει τις ακόλουθες παραμέτρους.
