FDDI

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光纖分布數據接口(FDDI)是目前成熟的LAN技術中傳輸速率最高的一種。這種傳輸速率高達100Mb/s的網路技術所依據的標準是ANSIX3T9.5。該網路具有定時令牌協定的特性,支持多種拓撲結構,傳輸媒體為光纖。使用光纖作為傳輸媒體具有多種優點。

網路體系結構

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FDDI是在OSI參考模型出現後發展起來的一種高速網路技術。它所遵循的標準完全處於OSI框架下,如圖6所示。由圖可以看出, FDDI將OSI模型的物理層和數據鏈路層分別分成了兩個子層。

1、物理層協定層(PHY)。

2、物理媒體相關層(PMD)。

PHY子層規定了傳輸編碼和解碼、時鐘要求及符號集合;PMD規定了光纖媒體應具備的條件以及連線器等。數據鏈路層分割成的兩個子層為媒體訪問控制(MAC)和邏輯鏈路控制(LLC)。這兩個子層的功能與ISO 8802.3(Ethernet),IEEE 802.5(Token Ring)相似。MAC子層規定了FDDI定時令牌協定所需要的格式、定址和令牌處理。LLC子層為LLC用戶提供了交換數據的手段。

FDDI的站管理(SMT)標準定義如何對物理媒體相關層、物理層協定層和媒體訪問控制部分進行控制和管理。

按照FDDI網路體系結構層次構成的連線模型,如圖7所示.由圖7可以更清楚地看到,每個子層所處的地位和應承擔的功能。

單連線站和雙連線站

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單連線站(SAS)是連線到環上的最簡形式,但只能連線到主環上,要連到雙環則必須經過集中器

SAS的結構由MAC,PHY和PMD實體組成。MAC(媒體訪問控制)主要功能是構造幀,用於攜帶用戶數據或管理信息;PHY的主要功能是執行與媒體無關的數據編碼/解碼和同步等功能;PMD的主要功能前面已介紹,是與媒體相關的功能。與光纖相連的只有兩條,一條用於傳送,另一條用於接收。這表明SAS只能連線到主環上。顯而易見,史連線到主環的讓不管是光纖或站如果失效,都無法切換到備用環。解決這一問題的方法是將SAS連線到集中器上,由集中器來實現這種功能。

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DAS與SAS相反,它可連線到主環和備用環上,因為DAS內包括2個PHY,2個PMD和2個MAC和一個可選擇的光旁路中繼器。DAS可以在設備失效時,從主環切換到備用環。

SAS和DAS都含有一個處於重要位置的站管理實體。這一實體的作用,顧名思義是對FDDI網路、診斷故障站之類的連線管理功能,以及環管理和監視,都是該實體的功能。

操作原理

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FDDI建立在小令牌幀的基礎上,當所有站都空閒時,小令牌幀沿環運行。當某一站有數據要傳送這時,必須等待有令牌通過時才可能。一旦識別出有用的令牌,該站便將其吸收,隨後便可傳送一幀或多幀。這時環上沒有令牌環上後,便在環上插入一新的令牌,不必像802.5令牌環那樣,只有收到自己傳送的幀後才能釋放令牌。因此,任一時刻環上可能會有來自多個站的幀運行。

FDDI雙環可以同步異步兩種方式操作。在同步操作中,工作站可確保具有一定百分比的可用總頻寬。這種情況下的頻寬分配是按照目標令牌鏇轉時間(TTRT)來進行的。TTRT是針對網路上期望的通信量所期望的令牌鏇轉時間。 該時間值是在環初始化期間協商確定的.具有同步頻寬分配的工作站,發關這數據的時間長度不能超過分配給它的TTRT的百分比。所有站完成同步傳輸後剩下的時間分配給剩餘的節點,並以異步方式操作。異步方式又可進一步分為限制式和非限制式兩種方式,就不進一步討論了。

光纖分散式數據接口

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當數據以100Mbps的速度輸入輸出時,在當時FDDI與10Mbps的乙太網令牌環網相比性能有相當大的改進。但是隨著快速乙太網和千兆乙太網技術的發展,用FDDI的人就越來越少了。因為FDDI使用的通信介質是光纖,這一點它比快速乙太網及現在的100Mbps令牌網傳輸介質要貴許多,然而FDDI最常見的套用只是提供對網路伺服器的快速訪問,所以在目前FDDI技術並沒有得到充分的認可和廣泛的套用。

FDDI的訪問方法與令牌環網的訪問方法類似,在網路通信中均採用“令牌”傳遞。它與標準的令牌環又有所不同,主要在於FDDI使用定時的令牌訪問方法。FDDI令牌沿網路環路從一個結點向另一個結點移動,如果某結點不需要傳輸數據,FDDI將獲取令牌並將其傳送到下一個結點中。如果處理令牌的結點需要傳輸,那么在指定的稱為“目標令牌循環時間”(Target Token Rotation Time,TTRT)的時間內,它可以按照用戶的需求來傳送儘可能多的幀。因為FDDI採用的是定時的令牌方法,所以在給定時間中,來自多個結點的多個幀可能都在網路上,以為用戶提供高容量的通信。

FDDI可以傳送兩種類型的包:同步的和異步的。同步通信用於要求連續進行且對時間敏感的傳輸(如音頻、視頻和多媒體通信);異步通信用於不要求連續脈衝串的普通的數據傳輸。在給定的網路中,TTRT等於某結點同步傳輸需要的總時間加上最大的幀在網路上沿環路進行傳輸的時間。FDDI使用兩條環路,所以當其中一條出現故障時,數據可以從另一條環路上到達目的地。連線到FDDI的結點主要有兩類,即A類和B類。A類結點與兩個環路都有連線,由網路設備如集線器等組成,並具備重新配置環路結構以在網路崩潰時使用單個環路的能力;B類結點通過A類結點的設備連線在FDDI網路上,B類結點包括伺服器工作站等。

集中器

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FDDI集中器在FDDI網路中起著重要作用。其一是提供了布線的靈活性;其二是增加了網路的可靠性和連通性。

像單連線站一樣,集中器也有單連線和雙連線之分。 同樣地,也將前者稱為SAC,後者稱為DAC。FDDI集中器的作用是連線多個SAC,DAS或其它集中器到FDDI雙環上。通過級連集中器,可構成雙環樹結構。當以單獨一台形式使用時,可形成類似Ethernet Hub式的工作組結構。

集中器的結構與連線站類似,所有同的是有多個連線埠

MAC幀

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幀由9個欄位組成,每個欄位各有其自身的功能。現將這些功能簡述如下:

1、前導碼(PA)

用來使幀與每一站的時鐘進行同步。幀起始站發出的前導碼由64比特的16個空閒符號組成。隨後的站可改變欄位長度,以適應時鐘的要求。

2、幀首定界符(SD)

指示幀的開始,長總是以民於數據的信號碼型組成。其編碼為JK,其中J和K均為非數
據符號。

3、幀控制(FC)

其比特格式為CLFFZZZZ。C表明幀類型,L表明16比特或48地址,FF表明該幀是LLC幀還是MAC控制幀。

4、終點地址(DA)

表明幀欲發往的站。該地址可為單站地址,組播地址或廣播地址。

5、源點地址(SA)

發出該幀的站地址。

6、包括LLC數據和與操作有關的信息。

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7、幀檢驗序列

長度為32位,用於對FC,DA,SA和信息欄位進行保護。

8、幀尾定界符(ED)

由一些非數據符號組成。對於令牌,ED的長度為8比特,對其它幀則為4比特。

9、幀狀態(FS)

由差錯位,地址識別、幀被拷貝等指示位組成。每一指示由一個符號表示。FS還可包括附加控制位,其使用由實現者來確定。

網路協定

網路上的計算機之間又是如何交換信息的呢?就像我們說話用某種語言一樣,在網路上的各台計算機之間也有一種語言,這就是網路協定,不同的計算機之間必須使用相同的網路協定才能進行通信。

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