1.5.2 ТОПОЛОГІЯ.
Застосовувані при побудові ЛОМ механізмів контролю потоків є топологіческі залежним, що унеможливлює одночасне використання Ethernet IEEE 802.x, FDDI ANSI, Token Ring IEEE 802.6 і інших у межах єдиного середовища поширення. Незважаючи на той факт, що Fibre Channel якоюсь мірою може нагадувати настільки звичні нам ЛОМ, його механізм контролю потоків ніяк не зв'язаний з топологією середовища поширення і базується на зовсім інших принципах.
Кожен N_порт при підключенні до ґрат Fibre Channel проходить через процедуру реєстрації (log-in) і одержує інформацію про адресний простір і можливості всіх інших вузлів, на підставі чого стає ясно, з ким з них він зможе працювати і на яких умовах. А тому що механізм контролю потоків у Fibre Channel є прерогативою самих ґрат, то для вузла зовсім неважливо, яка топологія лежить у її основі.
Точка-точка
Найпростіша схема, заснована на послідовному дуплексному з'єднанні двох N_портів із взаємоприйнятими параметрами фізичного з'єднання й однакових класів сервісу. Один з вузлів одержує адреса 0, а іншої — 1.
По суті, така схема може розглядатися як окремий випадок кільцевої топології, де немає необхідності в розмежуванні доступу шляхом арбітражу. Як типовий приклад такого підключення можемо привести найбільше що часто зустрічається з'єднання сервера з зовнішнім RAID масивом.
Петля з арбітражним доступом
Класична схема підключення до 126 портів, з якою все й починалося, якщо судити по абревіатурі FC-AL. Будь-які два порти в кільці можуть обмінюватися даними за допомогою дуплексного з'єднання точно так само, як і у випадку "точка-точка". При цьому всі інші виконують роль пасивних повторювачів сигналів рівня FC-1 з мінімальними затримками, у чому, мабуть, полягає одне з основних переваг технології FC-AL перед SSA. Справа в тім, що адресація в SSA побудована на знанні кількості проміжних портів між відправником і одержувачем, тому адресний заголовок кадру SSA містить лічильник переходів (hop count). Кожен порт, що зустрічається на шляху кадру, зменшує вміст цього лічильника на одиницю і після цього заново генерує CRC, тим самим істотно збільшуючи затримку передачі між портами. Для запобігання цього небажаного ефекту розроблювачі FC-AL зволіли використовувати абсолютну адресацію, що в підсумку дозволило ретранслювати кадр у незмінному виді і з мінімальної латентністю.
Передане з метою арбітражу слово ARB не розуміється і не використовується звичайними N_портами, тому при такій топології додаткові властивості вузлів позначаються, як NL_порт.
Основною перевагою петлі з арбітражним доступом є низька собівартість у перерахуванні на кількість підключених пристроїв, тому найбільше часто вона використовується для об'єднання великої кількості твердих дисків з дисковим контролером. На жаль, вихід їх будуючи будь-якого NL_ чи порту сполучного кабелю розмикає петлю і робить її непрацездатної, через що в чистому виді така схема зараз уже не вважається перспективною. Крім того, додавання чи видалення NL_порту викликає досить тривалий процес ініціалізації LIP (Loop Initialization Process), що може вимірятися десятками секунд при великій кількості підключених вузлів.
В даний час найбільше поширення одержала схема організації петлі за допомогою активних концентраторів, що вміють ізолювати ушкоджений NL_порт шляхом автоматичного підключення внутрішнього резервного шляху.
Ще одним вагомим доводом на користь використання концентратора є розширені можливості керування і більш зручна схема міжпортових з'єднань.
Комутуємі грати
Найбільш перспективна топологія, що дозволяє перебороти всі обмеження петлі з арбітражним доступом і представити кожному N_порту виділений канал FC-AL. Як уже зрозуміло з назви, в основу ґрат покладений Fibre Channel комутатор з F_портами (Fabric ports).
Приблизно так само, як і в ЛОМ, до портів комутатора можуть підключатися інші комутатори чи концентратори, у такому випадку це буде називатися з'єднанням через E_ порт чи FL_порт відповідно.
1.5.3 СИНХРОННА Й АСИНХРОННА ПЕРЕДАЧА.
Підключені до мережі FDDI станції можуть передавати свої дані в кільце в двох режимах - у синхронному й в асинхронному.
Синхронний режим улаштований у такий спосіб. У процесі ініціалізації мережі визначається очікуваний час обходу кільця маркером - TTRT (Target Token Rotation Time). Кожній станції, що захопила маркер, приділяється гарантований час для передачі її даних у кільце. Після закінчення цього часу станція повинна закінчити передачу і послати маркер у кільце.
Кожна станція в момент посилки нового маркера включає таймер, що вимірює часовий інтервал до моменту повернення до неї маркера - TRT (Token Rotation Timer). Якщо маркер повернеться до станції раніш очікуваного часу обходу TTRT, то станція може продовжити час передачі своїх даних у кільце і після закінчення синхронної передачі. На цьому заснована асинхронна передача. Додатковий часовий інтервал для передачі станцією буде дорівнює різниці між очікуваним і реальним часом обходу кільця маркером.
З описаного вище алгоритму видно, що якщо одна чи кілька станцій не мають достатнього обсягу даних, щоб цілком використовувати часовий інтервал для синхронної передачі, те невикористана ними смуга пропущення відразу стає доступної для асинхронної передачі іншими станціями.
1.5.4.КАБЕЛЬНА СИСТЕМА.
Підстандарт FDDI PMD (Physical medium-dependent layer) у якості базової кабельної системи визначає багатомодовий волоконно - оптичний кабель з діаметром світловодів 62.5/125 мкм. Допускається застосування кабелів з іншим діаметром волокон, наприклад: 50/125 мкм. Довжина хвилі - 1300 нм.
Середня потужність оптичного сигналу на вході станції повинна бути не менш -31 dBm. При такій вхідній потужності імовірність помилки на біт при ретрансляції
даних станцією не повинна перевищувати 2.5*10-10 . При збільшенні потужності вхідного сигналу на 2 dBm, ця імовірність повинна знизитися до 10-12 .
Максимально припустимий рівень утрат сигналу в кабелі стандарт визначає рівним 11 dBm. Підстандарт FDDI SMF-PMD (Single-mode fiber Physical medium-dependent layer) визначає вимоги до фізичного рівня при використанні одномодового волоконно - оптичного кабелю. У цьому випадку як передавальний елемент звичайно використовується лазерний світлодіод, а дистанція між станціями може досягати 60 і навіть 100 км.
FDDI модулі для одномодового кабелю випускає, наприклад, фірма Cisco Systems для своїх маршрутизаторів Cisco 7000 і AGS+. Сегменти одномодового і багатомодового кабелю в кільці FDDI можуть чергуватися. Для названих маршрутизаторів фірми Cisco мається можливість вибору модулів із усіма чотирма комбінаціями портів: багатомодовий - багатомодовий, багатомодовий - одномодовий, одномодовий - багатомодовий, одномодовий - одномодовий.
Фірма Cabletron Systems Inc. випускає повторювачі Dual Attached - FDR-4000, що дозволяють підключити одномодовий кабель до станції класу А с портами, призначеними для роботи на багатомодовому кабелі. Ці повторювачі дають можливість збільшити відстань між вузлами FDDI кільця до 40 км.
Підстандарт фізичного рівня CDDI (Copper Distributed Data Interface - розподілений інтерфейс даних по мідних кабелях) визначає вимоги до фізичного рівня при використанні екранованої (IBM Type 1) і не екранованої (Category 5) кручених пар. Це значно спрощує процес інсталяції кабельної системи й знижує вартість, мережні адаптери й устаткування концентраторів. Відстані між станціями при використанні кручених пар не повинні перевищувати 100 км.
Фірма Lannet Data Communications Inc. випускає FDDI модулі для своїх концентраторів, що дозволяють працювати в стандартному режимі, чи коли вторинне кільце використовується тільки з метою відказостійкості при обриві кабелю, чи в розширеному режимі, коли вторинне кільце теж використовується для передачі даних. В другому випадку смуга пропущення кабельної системи розширюється до 200 Мбіт/сек.
1.5.5 ПІДКЛЮЧЕННЯ УСТАТКУВАННЯ ДО МЕРЕЖІ FDDI.
Є два основних способи підключення комп'ютерів до мережі FDDI: безпосередньо, а також і через чи мости маршрутизатори до мереж інших протоколів.
Безпосереднє підключення
Цей спосіб підключення використовується, як правило, для підключення до мережі FDDI файлових, архіваційних і інших серверів, середніх і великих ЕОМ, тобто ключових мережних компонентів, що є головними обчислювальними центрами, що надають сервіс для багатьох користувачів і потребуючих високих швидкостей вводу - виводу по мережі.
Аналогічно можна підключити і робочі станції. Однак, оскільки мережні адаптери для FDDI дуже дороги, цей спосіб застосовується тільки в тих випадках, коли висока швидкість обміну по мережі є обов'язковою умовою для нормальної
роботи додатка. Приклади таких додатків: системи мультимедіа, передача відео і звукової інформації.
Для підключення до мережі FDDI персональних комп'ютерів застосовуються спеціалізовані мережні адаптери, що звичайним образом вставляються в один з вільних слотів комп'ютера. Такі адаптери виробляються фірмами: 3Com, IBM, Microdyne, Network Peripherials, SysKonnect і ін. На ринку маються карти під усі розповсюджені шини - ISA, EISA і Micro Channel; є адаптери для підключення станцій класів А чи В для усіх видів кабельної системи – волоконно - оптичної, екранованої і неекранованої кручених пар.
Усі ведучі виробники UNIX машин (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems і інші) передбачають інтерфейси для безпосереднього підключення до мереж FDDI.
Підключення через мости і маршрутизатори
Мости (bridges) і маршрутизатори (routers) дозволяють підключити до FDDI мережі інших протоколів, наприклад, Token Ring і Ethernet. Це уможливлює економічне підключення до FDDI великого числа робочих станцій і іншого мережного устаткування як у нових, так і у вже існуючих ЛОМ.
Конструктивно мости і маршрутизатори виготовляються в двох варіантах - у закінченому виді, що не допускає подальшого апаратного нарощування чи реконфігурації (так називані standalone-пристрої), і у виді модульних концентраторів.
Прикладом standalone-пристроїв є: Router BR фірми Hewlett-Packard і EIFO Client/Server Switching Hub фірми Network Peripherals.