Kunskap

Fiber Distributed Data Interface (FDDI)är en 100 Mbps lokalt nätverksteknik byggd kring fiber-optisk överföring, tidsinställd-token mediaåtkomst och två mot-roterande ringar. Det blev viktigt för campus- och stamnätverk eftersom det kombinerade mycket högre bandbredd än tidigt Ethernet med ett inbyggt- sätt att återställa från vissa länk- eller stationsfel.

Idag är FDDI främst en äldre teknologi. Ändå är det användbart för att förstå elastisk ringdesign, token-baserad nätverksåtkomst och övergången från tidig hög-hastighetoptiska fibernättill modernt switchat Ethernet.

FDDI i korthet

DeIEEE översikt över FDDIbeskriver tekniken som en 100 Mbps LAN-standard som använder fiber, tidsinställd-tokenåtkomst och en arkitektur med dubbla räknare-roterande ringar. Den kombinationen förklarar både dess prestandafördelar i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet och dess rykte om fel-tolerant ryggradsdesign.

Hur fungerar FDDI?

FDDI styr åtkomsten till den delade ringen med en cirkulerande token. En station sänder inte bara när den vill. Istället väntar den på lämplig möjlighet att använda token, skickar tillåten trafik och tillåter sedan nätverksåtkomst att fortsätta runt ringen.

1. Token cirkulerar

En token rör sig från station till station runt den logiska ringen. En station som inte har något att sända låter den fortsätta. Detta skapar ordnad åtkomst utan det kollisionsbeteende som är associerat med tidigt delat Ethernet.

2. En station får en överföringsmöjlighet

När en station har data att skicka och tidsreglerna tillåter överföring, fångar den upp den tillgängliga token och placerar en eller flera ramar på ringen. Andra stationer skickar fram ramen när den färdas genom nätverket.

3. Destinationen kopierar ramen

Destinationen känner igen sin adress och kopierar ramen. FDDI definierar även ram-statusindikatorer som kan visa om en destinationsadress kändes igen och om ramen kopierades.

4. Åtkomsten fortsätter runt ringen

Efter att sändningsmöjligheten upphört blir tokenåtkomst tillgänglig för andra stationer. Resultatet är en kontrollerad cykel snarare än obegränsad strid för mediet.

Timed Token och TTRT

FDDI är inte bara ett enkelt token-nätverk. Dess MAC använder entidsinställd-tokenmekanism som styrs av ett koncept som kallasTarget Token Rotation Time (TTRT). TTRT hjälper till att ställa förväntningar på hur ofta token ska återkomma och hur mycket överföringstid som kan användas. Detta gör åtkomstbeteendet mer förutsägbart under belastning.

Det är också därför FDDI inte bör behandlas som ett annat namn för IEEE 802.5 Token Ring. IEEEs nuvarande FDDI-material spårar dess media-åtkomstmetod till den tidsinställda-tokenmetoden som är associerad med IEEE 802.4-tokenbussteknik.

Synkron och asynkron trafik

FDDI definierar både synkron och asynkron överföring. Synkrontrafik kan ta emot allokerad kapacitet, medan asynkron trafik använder tillgänglig kapacitet under token- och prioritetsregler. För IP-nätverk,RFC 1188specificerar asynkrona LLC-ramar som använder obegränsade tokens för interoperabilitet.

Varför använder FDDI två ringar?

Den mest kända delen av FDDI är dessdubbel-ringstopologi. Den primära och sekundära ringen roterar i motsatta riktningar. Under normal drift bär den primära ringen vanlig trafik medan den andra ringen tillhandahåller en alternativ fysisk väg.

Poängen är inte att dubbla normal genomströmning till 200 Mbps. Den andra ringen är i första hand en fjädringsmekanism i standarddesignen med dubbla-ringar.

Vad händer när en länk misslyckas?

Föreställ dig att en fiberbana mellan två dubbla-anslutna enheter skärs. Om nätverket var beroende av en kontinuerlig ring, kunde det avbrottet dela nätverket. FDDI kan istället sammanfoga den primära och sekundära vägen runt den misslyckade sektionen.

Ring omslag

Denna återställningsprocess är känd somringomslag. Enheter intill felet konfigurerar om de två räknarroterande-vägarna så att de återstående driftssektionerna bildar en kontinuerlig logisk ring. IEEE identifierar omslag som en central del av FDDI-feltolerans.

Det beteendet var särskilt värdefullt i campus ryggrad, där ett enda kabelfel annars skulle kunna isolera byggnader eller stora grupper av användare. Det hjälper också att förklara varför FDDI dök upp i tidiga miljöer med hög-tillgänglighet ochfiberoptiskt-datacentersammankopplingar.

FDDI-nätverkskomponenter: SAS, DAS och koncentratorer

Inte alla FDDI-enheter fästs på ringarna på samma sätt. De huvudsakliga anslutningskoncepten är enkla-fästestationer, dubbla-fästestationer och koncentratorer.

Single-Attachment Station (SAS)

A Enkel-Attachment Stationansluts normalt via en koncentrator istället för att ansluta direkt till båda ryggradsringarna. Detta hindrar en vanlig slutpunkt från att bli en väsentlig fysisk del av den dubbla-ringbanan.

Dual-Attachment Station (DAS)

A Dubbel-Attachment Stationansluter till både den primära och sekundära ringen. Enheter som utgör en del av den fjädrande ryggraden kan därför delta direkt i ringomkonfigurationen.

FDDI-koncentrator

A koncentratorger fästpunkter för andra stationer samtidigt som ryggradens struktur bevaras. I praktisk nätverksdesign gjorde det möjligt att organisera slutpunktsanslutningar utan att kräva att varje ansluten enhet sitter direkt i den dubbla ringen.

Var användes FDDI?

FDDI byggdes för en era då 100 Mbps optiskt nätverk representerade en avsevärd prestandaökning jämfört med 10 Mbps Ethernet-system som vanligtvis finns i LAN. Typiska distributioner inkluderade:

• campus ryggrad som förbinder flera byggnader;
• ryggrad som länkar avdelnings-LAN med lägre-hastighet;
• server- och datorsystem-sammankopplingar;
• miljöer med hög-tillgänglighet som gynnades av redundanta ringvägar;
• stora institutionella nätverk där optiskt avstånd och motståndskraft gällde.

IEEE:s historiska beskrivning identifierar specifikt campusryggraden och data{0}centersammankopplingar bland FDDI:s användningsområden. Den fysiska infrastrukturen i sådana nätverk var fortfarande beroende av välbekanta optiska problem såsom kontaktens tillstånd, förlust, kontinuitet och kabelhälsa, som fortfarande är centrala förfiber-optisk kabeltestningi dag.

FDDI-arkitektur och OSI-lager

Det är vanligt att säga att FDDI verkar på OSI Layers 1 och 2. Det är en användbar stenografi, men standardfamiljen är lättare att förstå när den är uppdelad i dess huvudfunktioner:PMD, PHY, MAC och SMT.

PMD: Fysiskt mediumberoende

Fysiskt medium beroende (PMD)täcker den medium-vända delen av det fysiska lagret, inklusive det optiska gränssnittet som används för att överföra och ta emot signaler.

PHY: Physical Layer Protocol

Physical Layer Protocol (PHY)hanterar fysiska signaleringsfunktioner ovanför det medium-specifika gränssnittet. PMD och PHY bildar tillsammans den fysiska-kärnoperationen.

MAC: Media Access Control

Media Access Control (MAC)hanterar token-baserad åtkomst, ramöverföring, adressering och andra data-länkansvar förknippade med att dela ringen.

SMT: Stationshantering

Station Management (SMT)koordinerar hanteringsbeteende för station, port, anslutning, sökväg och-ring. SMT är en hanteringsfunktion inom FDDI-arkitekturen snarare än vanlig användar-datatransport.

Äldre IETF-dokumentation beskriver FDDI-standardfamiljen i termer av PMD, PHY, MAC och SMT, med IEEE 802.2 LLC som tillhandahåller återstående data-länktjänst ovanför FDDI MAC.

FDDI ramstorlek och IP MTU

FDDI bär data i ramar som innehåller kontrollinformation, destinations- och källadresser, data på högre-lager, fel-kontroll av information och slut- eller statusfält. IP-trafik över FDDI använder LLC/SNAP-inkapsling och 48-bitars adresser i långa-format.

En användbar teknisk skillnad är skillnaden mellanmaximal FDDI ramlängdoch denIP MTU. RFC 1188 anger att FDDI MAC-specifikationen tillåter en maximal ramstorlek på 9 000 symboler, eller4 500 oktetter. Efter att ha tillåtit länk-lageroverhead och utrymme för MAC-variationer, specificerar RFC en IP MTU på4 352 oktetter.

Så en maxram på 4 500 oktetter betyder inte att ett IP-paket kan använda alla 4 500 oktetter som nyttolast.

FDDI vs Ethernet vs Token Ring

FDDI och Token Ring använder båda token-baserad åtkomst, men de är olika tekniker med olika tidsregler och fysisk design. FDDI:s tidsinställda-tokenmekanism, 100 Mbps-hastighet och feltolerans med dubbla-ringar var centrala för dess roll som ryggradsteknik.

Ethernet följde en annan väg. Tidig delad Ethernet var beroende av konflikter, men familjen utvecklades genom byte, full-duplexlänkar, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet och mycket högre hastigheter. För läsare som jämför moderna optiska LAN-val återspeglas denna bredare utveckling också i dagensfiber-optisk Ethernetutplaceringar.

Fördelar med FDDI

Hög prestanda för sin era

Vid 100 Mbps gav FDDI betydligt mer stamnätskapacitet än de vanliga 10 Mbps Ethernet-nätverken under dess uppgång. Det gjorde det attraktivt för att samla trafik från flera LAN med lägre-hastighet.

Inbyggd-feltolerans

Den sekundära -räknarens roterande ring gav nätverksdesigners en alternativ väg runt vissa fel utan att kräva en helt separat redundansteknik.

Förutsägbar mediaåtkomst

Tidsinställd-tokenåtkomst gav stationer ett kontrollerat sätt att dela bandbredd. Detta var värdefullt i miljöer där förutsägbar åtkomst under belastning var viktigare än den enklare stridsmodellen för tidigt Ethernet.

Optisk ryggradsräckvidd

Fiber gjorde FDDI väl lämpad för campus och att bygga-för att-bygga ryggrad. För moderna nät är fiberurvalet nu mycket bredare; aenkel-mode kontra multimode fiberguideär mer relevant för dagens räckvidd, bandbredd och installationsbeslut än FDDI-specifik medieplanering.

Begränsningar för FDDI

Mer komplex arkitektur

Dubbla ringar, tidsbestämt-tokenbeteende, stationshantering, flera typer av bilagor och specialiserade koncentratorer gjorde FDDI mer komplex att designa och använda än många Ethernet-nätverk.

Specialiserad hårdvara

Organisationer behövde FDDI-kompatibla gränssnitt och infrastruktur. När Ethernet-antagandet utökades hade FDDI en mindre utrustning och ett stödekosystem.

Dess hastighetsfördel försvann

FDDI:s 100 Mbps-prestanda var övertygande när Ethernet vanligtvis körde på 10 Mbps. Den fördelen försvagades när Fast Ethernet nådde samma 100 Mbps-klass och försvann ytterligare när Gigabit Ethernet kom.

Varför ersatte Ethernet FDDI?

FDDI fördrevs inte eftersom dess kärnteknik slutade fungera. Konkurrensmiljön förändrades.

Första,Fast Ethernet nådde 100 Mbps, vilket tar bort mycket av FDDI:s rubrikhastighetsfördel. IEEE:s Ethernet-historik identifierar IEEE 802.3u som tillägget som introducerade 100 Mbps Fast Ethernet.

Andra,Gigabit Ethernet höjde prestandan till 1 Gbps. DeIEEE 802.3z-1998 standarddefinierar 1 000 Mb/s Ethernet-drift och registrerar kortets godkännande i juni 1998.

För det tredje gynnades Ethernet av ett snabbt växande ekosystem över koppar och fiber, switchar, nätverksgränssnitt, hanteringsverktyg och allt högre hastigheter. IEEEhistoria av Ethernet-standardervisar hur tekniken utvecklades från tidiga delade-mediasystem till Fast Ethernet, Gigabit Ethernet och senare multi-gigabitgenerationer.

När Ethernet väl kunde matcha eller överträffa FDDI-prestanda samtidigt som det passade in i samma bredare Ethernet-familj som redan används i företagsnätverk, blev det svårare att motivera ett separat FDDI-ekosystem.

Används FDDI fortfarande idag?

För nya LAN- och stamnätsinstallationer är FDDI i allmänhet en äldre teknik snarare än ett praktiskt designval. Modernt Ethernet ger mycket högre datahastigheter, bred interoperabilitet, allmänt tillgänglig utrustning och mogna hanteringsverktyg.

Den nuvarandeIEEE 802.3 Ethernet arbetsgruppfortsätter att utveckla standarder och projekt med hundratals gigabit per sekund och längre, vilket illustrerar hur långt Ethernet har gått förbi prestandanivån på 100 Mbps som en gång gjorde FDDI exceptionell.

FDDI kan fortfarande spela roll när ingenjörer stöter på äldre infrastruktur, gammal nätverksdokumentation eller historiska system. Det är också användbart i nätverksutbildning eftersom det ger ett tydligt exempel på hur redundans, deterministiska åtkomstkoncept och fysisk topologi hanterades innan switchat Ethernet blev dominerande.

För nuvarande optisk infrastruktur är det mer sannolikt att nätverksplanering involverar modernanslutning till datacenter, Ethernet-växling, fibertyper, transceivrar och strukturerad kablage än nya FDDI-installationer.

Vad är CDDI?

CDDI, eller Copper Distributed Data Interface, är koppar-mediarelationen till FDDI. Det bevarar FDDI--logiskt nätverk och token-åtkomst samtidigt som man använder tvinnat-kopparpar för vissa implementeringar snarare än optisk fiber.

Detta är mest ett historiskt ämne idag.RFC 2467, som specificerar IPv6 över FDDI, noterar uttryckligen att dess användning av termen FDDI inkluderar CDDI.

Vanliga frågor om FDDI

Är FDDI en LAN- eller MAN-teknik?

FDDI standardiserades som en LAN-teknik. Dess optiska räckvidd och ryggradsroll gjorde att den sträckte sig över stora campus och liknande distribuerade miljöer, men dess standardlinje är LAN-orienterad.

Vilka OSI-lager använder FDDI?

FDDI tillhandahåller fysiska-lagerfunktioner och MAC-delen av datalänkslagret. Dess standardarkitektur beskrivs vanligtvis genom PMD, PHY, MAC och SMT, med LLC ovanför FDDI MAC.

Vad är TTRT i FDDI?

Mål tokens rotationstidär ett tidsvärde som används av FDDI:s tidsinställda-tokensystem för att styra förväntad tokenrotation och överföringsmöjligheter. Det hjälper nätverket att allokera kapacitet och hålla token-åtkomstbeteendet begränsat.

Vad är FDDI MTU?

För IP över FDDI anger RFC 1188 en MTU på4 352 oktetter. Detta är mindre än den maximala FDDI-bildstorleken på 4 500-oktett eftersom länklagerfält och protokollöverhead också tar utrymme.

Kan FDDI köra över koppar?

Det ursprungliga namnet och vanliga installationer är fiberbaserade, men CDDI utökade samma allmänna nätverksstrategi till kopparmedia. CDDI är nu främst relevant som en del av FDDIs historia.

Varför FDDI fortfarande betyder något

FDDI är inte längre ett vanligt nätverksval, men det är fortfarande en användbar fallstudie inom nätverksteknik. Dess design visar hur ett LAN kan kombinera kontrollerad mediaåtkomst med fysisk-vägredundans, och dess nedgång visar att teknisk sofistikering ensam inte avgör vilken nätverksteknik som blir dominerande. Kostnad, ekosystemstorlek, driftskompatibilitet, enkelhet i drift och hastigheten i utvecklingen av standarder spelar lika stor roll.