Universidade estácio de sá



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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE REDES DE COMPUTADORES

PROFESSOR MARCELO BERRÊDO REVISÃO 26/03/2000

NOTAS DE AULA – REDES FDDI




  1. INTRODUÇÃO:

Em 1980, com a finalidade de desenvolver uma rede de alto desempenho de propósito geral, e para resolver o problema de se exigir performances muito elevadas entre várias estações através de consideráveis distâncias, a ANSI formou um grupo de trabalho chamado de ANSI X3T9.5, este grupo desenvolveu uma especificação para uma rede baseada em duas redes tipo anel (utilizando-se fibra ótica como meio de transmissão), que é capaz de transmitir dados à uma taxa de 100Mbps, e que pode ser constituída de centenas de estações através de dezenas de quilômetros sem degradar a performance da rede.



Em junho de 1983, foram submetidas as primeiras propostas para os níveis físico (PHY) e de acesso (MAC) para que fosse desenvolvida uma interface de dados de alta velocidade baseada no uso de fibra ótica, chamada de “FIBER DISTRIBUTED DATA INTERFACE (FDDI).


Em paralelo ao desenvolvimento do FDDI, iniciaram-se os projetos FDDI II (1985), que introduzia a disponibilização de serviços isócronos, e o FDDI III (1990), que fornece serviços definidos pela RDSI em uma rede anel FDDI, a fim de possibilitar a conexão entre as duas redes.
Em novembro de 1986 o protocolo MAC foi aprovado na ANSI. Neste ano começaram os projetos para definição da subcamada da Physical Media Dependent (PMD), da camada Física
Em 1988 surgiram os primeiros circuitos integrados e os primeiros produtos.

A cada especificação completa, a ANSI submetia à ISO. A ISO, então criou a versão internacional do FDDI, completamente compatível com a versão ANSI.



A rede FDDI é comumente usada em conjunto com outras redes como uma rede back-end conectando mainframes e/ou servidores, uma rede front-end para estações, ou um backbone ligando concentradores, switches e gateways.

Hoje em dia, embora não seja tão comum como as redes Ethernet e Token Ring, em termos absolutos a implementação de redes FDDI continua aumentando, à medida que diminuem os custos das interfaces FDDI.




  1. A IDÉIA BÁSICA DA REDE FDDI:

O principal objetivo da ANSI ao especificar o FDDI era obter um padrão de melhor performance que as LAN’s tradicionais, e que implementasse a fibra ótica como meio de transmissão. A fibra oferece várias vantagens sobre os fios de cobre tradicionais, incluindo:





  • Segurança

  • Uma maior taxa de transmissão de dados,

  • Imunidade a interferências eletromagnéticas.

As principais características das redes FDDI são:




  • Taxa de transmissão de dados de 100 Mbits/s;

  • Acesso ao meio físico por passagem de permissão (Token Passing);

  • Cabos de fibra óptica duplex entre estações distantes até 2 km;

  • LED’s com emissão de luz com comprimento de onda de 1300 nanometros;

  • Cabos multimodo de 62,5/125 micron.

Apesar de operar a velocidades bem elevadas, a rede FDDI é similar em muitos casos com o padrão Token Ring(IEEE 802.5). Ambas as redes usam a topologia em anel, utilizam o método de acesso Token Passing e apresentam características de segurança similares. No entanto, há diferenças no método de acesso ao meio das duas tecnologias. Enquanto na FDDI se utiliza o Token Cronometrado, na Token Ring utiliza-se um Token com Reserva de Prioridade. Os formatos dos quadros não são exatamente iguais e a administração dos anéis é bastante diferente.




    1. ANÉIS FDDI:



A rede FDDI especifica o uso de dois anéis, que consiste de um anel primário e de um anel secundário. O tráfego nestes anéis é dado em sentidos opostos, sendo chamados de counter-rotating rings. Cada anel consiste tipicamente de duas ou mais conexões ponto-a-ponto entre estações adjacentes. O anel primário é usado para comunicação de dados; já o anel secundário é usado como backup, e entra em operação apenas quando houver falha no anel primário.

Figura 1 – Anel FDDI

Em uma rede de anéis duplos, existem dois tipos básicos de estações que podem ser conectadas à rede: Uma estação de conexão simples (SAS - Single Attachment Station) que oferece uma conexão única à rede FDDI (só é capaz de acomodar um dos anéis); e uma estação de conexão dupla (DAS - Dual Attachment Station) que oferece uma conexão dupla para a rede FDDI e que é capaz de acomodar os dois anéis. Analogamente, existem concentradores de conexão simples (SAC – Single Attachment Concentrator) e de conexão dupla (DAC – Dual Attachment Concentrator).


    1. E
      STAÇÕES DE CONEXÃO SIMPLES (SAS):


Figura 2 - Single Attachment Station
Uma estação SAS (Single Attachment Station) possui uma portas tipo S (“SLAVE”), que são conexões para concentradores e switches do tipo SAC (Single Attachment Concentrator).



    1. E
      STAÇÕES DE CONEXÃO DUPLA (DAS)


Figura 3 – Dual Attachment Station
Uma estação DAS (Dual Attachment Station) tem duas portas:



  • Uma porta A, por onde o anel primário chega à estação e por onde o anel secundário sai da estação;

  • Uma porta B, por onde o anel secundário chega à estação e por onde o anel primário sai da estação.




    1. CONCENTRADORES DE CONEXÃO SIMPLES (SAC)

Um concentrador SAC (Single Attachment Concentrator) possui portas tipo M (“MASTER”), que são conexões para estações do tipo SAS (Single Attachment Station).




Figura 4 – Single Attachment Concentrator


    1. CONCENTRADORES DE CONEXÃO DUPLA (DAC)




Figura 5 – Dual Attachment Concentrator


Um concentrador DAC (Dual Attachment Concentrator) possui duas portas para cada conexão com estações:



  • Uma porta A, por onde o anel primário sai do concentrador à estação e por onde o anel secundário chega ao concentrador;

  • Uma porta B, por onde o anel secundário sai do concentrador e por onde o anel primário chega ao concentrador.

Um concentrador DAS pode ligar estações SAS. Desta forma, as portas A e B passarão a funcionar como tipo M, Uma porta dupla DAS (A e B) pode, portanto, receber duas estações SAS.





    1. PASSAGEM DE PERMISSÃO EM FDDI:

A seqüência pela qual as estações ganham acesso ao meio é pré-determinada. Uma estação gera uma seqüência especial de sinais (Token) que controla o direito para a transmissão. o Token é passado continuamente por toda o anel, de um nó para outro. Quando uma estação tem alguma informação a enviar, esta captura o Token, envia a informação formatada em frames (formato geral da unidade básica de mensagem) FDDI, e então libera o Token. No cabeçalho dos frames está incluído o endereço da estação ou das estações que irão receber o frame. Todos os nós lêem o endereço de destino no frame, conforme este passa através da rede, para determinar se eles são os destinatários do mesmo. Em caso afirmativo, eles extraem os dados, retransmitindo o frame para a próxima estação da rede. Quando o frame retorna à estação original, esta o retira da rede.


O nó que possui o Token tem uso exclusivo da rede para transmitir uma mensagem. Após a transmissão da sua mensagem, a portadora do token o passa para outro nó. Quando nenhum nó da rede Token Ring está enviando mensagens, o Token circula de nó a nó por toda a rede. Quando um nó tem uma mensagem a ser transmitida, este espera até que o token chegue à ele. Enquanto ele transmite sua mensagem, retém o token, não passando para a estação adjacente.

  1. ARQUITETURA FDDI:

C
omo já dito a FDDI emprega um esquema de acesso token passing em um meio de fibra ótica para obter taxas de 100 Mbps. Conforme o padrão PMD (Physical Layer Medium Dependent), a transmissão se faz com diodos emissores de luz (LED), transmitindo em um comprimento de onda nominal de 1.300 nanometros.


A conexão aos dois anéis de fibra é realizada através de conectores duplex polarizados. Cada estação pode se ligar diretamente ao meio, através da conexão aos dois anéis (estações de classe A), sendo exigido nesse caso dois cabos duplex, um para cada estação adjacente. Conexões mais simples podem ser realizadas (estações de classe B), requerendo apenas um cabo duplex, mas, por questão de confiabilidade, aconselha-se a conexão de tais estações, através de um concentrador se ligando aos dois anéis. Também os concentradores têm características análogas às estações de classe A e B para ligação ao duplo anel.
Figura – 6 – Esquema de uma rede FDDI.


    1. FORMATO DO TOKEN:

Uma estação ganha o direito de transmitir sua informação através do meio quando a estação detecta e captura o Token neste meio.

O Token é constituído de 4 campos, como é observado na figura abaixo:


Figura – 7 – Formato do Token




  • PA: Campo de Preâmbulo (Preamble)

  • SD: Campo Delimitador de Início (Starting Delimiter)

  • FC: Campo de Controle do Frame (Frame Control)

  • ED: Campo Delimitador de Fim (Ending Delimiter)


Campo de Preâmbulo (PA) - Este campo é utilizado para sincronização entre receptor e transmissor. Possui um tamanho mínimo de 16 bits. As camadas físicas das estações subseqüentes podem mudar o comprimento do preâmbulo, de acordo os requerimentos de clock da sua camada física. Se um Token é recebido mas seu preâmbulo não pode ser repetido, o quadro também não poderá ser repetido, e a estação transmissora irá emitir um novo Token.
Campo Delimitador de Início (SD) - Este campo indica o início de um Token, e consiste dos símbolos ``J'' e ``K''. Estes símbolos só são encontrados nos campos de início de um Token ou de um frame.


J

11000

K

10001


Campo de Controle do Frame (FC) - Este campo de controle informa qual é o tipo de Token que está sendo recebido (ou enviado). Se este campo possuir o número 80 (HEX) significa que se trata de um Token não-restrito. Caso este campo possua o número C0 (HEX), significa que se trata de um Token restrito.
Campo Delimitador de Fim (ED) - Este campo consiste de dois símbolos ``T'', que indicam que o Token está completo. Qualquer seqüência de dados que não termine com estes símbolos ``T'' não é considerada um Token.


T

01101




    1. FORMATO DO QUADRO (FRAME):

A
baixo é mostrado o formato do frame do protocolo FDDI:



Figura 8 – Formato do Quadro FDDI

  • PA: Campo de Preâmbulo (Preamble)

  • SD: Campo Delimitador de Início (Starting Delimiter)

  • FC: Campo de Controle do Frame (Frame Control)

  • DA: Campo do Endereço de Destino (Destination Address)

  • SA: Campo do Endereço de Origem (Source Address)

  • INFO: Campo de Informação (Information Field)

  • FCS: Campo de Checagem da Seqüência do Frame (Frame Check Sequence)

  • ED: Campo Delimitador de Fim (Ending Delimiter)

  • FS: Campo de Status do Frame (Frame Status)


Campo de Preâmbulo (PA) – Função idêntica ao do campo de preâmbulo em um token.
Campo Delimitador de Início (SD) - Este campo indica o começo de um frame, sendo constituído dos símbolos ``J'' e ``K''. Estes símbolos só são vistos no início de um frame ou de um Token.
Campo de Controle do Frame (FC) - Este campo informa qual tipo de frame deve ser seguido no campo de INFO. Indica se é um quadro inválido, quadro SMT, quadro de MAC, quadro LLC, Beacon, Claim, transmissão assíncrona ou síncrona.

Campo do Endereço de Destino (DA) - Este campo é constituído de um código de 12 bytes que indica para qual estação o frame deve se dirigir. Quando uma estação recebe um frame, esta estação compara o campo DA deste frame com seu endereço. Se os dois forem iguais, esta estação copia o conteúdo do frame para seus buffers.
Um frame também pode ser destinado à mais de uma estação usando-se o endereçamento de um grupo. O primeiro bit transmitido no campo DA indica se o endereço é um endereço individual, ou se é um endereço de um grupo. Se o primeiro bit for ``1'', o endereço é de um grupo. Se for ``0'', o endereço é individual. Os endereços de um grupo podem ser usados para endereçar um frame para várias estações destino.
Existe um tipo especial de endereço de um grupo chamado de endereço broadcast, o qual é aplicado à todas as estações na rede. Neste endereço, todos os bits são ``1'', logo o endereço de broadcast possui 12 símbolos ``F''.
Como na Ethernet e Token Ring, os endereços podem ser universalmente ou localmente administrados. O segundo bit transmitido indica se o endereço é local ou universal. Um bit = 1 indica um endereço localmente administrado. Um bit = 0 indica que é um endereço universalmente administrado.
Em um esquema de endereçamento universalmente administrado, os 6 primeiros bytes do endereço identificam o fabricante da interface (cada fabricante tem um ID único). Os 6 últimos bytes identificam a interface. Em um esquema de endereçamento localmente administrado, o administrador da rede define o endereço para cada uma das estações.
Campo do Endereço de Origem (SA) - O endereço de origem é o endereço de 12 bytes da estação que criou e forneceu o frame. Na rede FDDI, quando uma estação gera um frame, este frame é passado de estação a estação até que ele retorne à estação origem. Após isso, a estação que o gerou remove-o do meio físico. Se uma estação recebe um frame e o endereço existente no campo SA coincide com o endereço da estação, esta estação o remove de rede. Cada estação é responsável pela remoção de seus próprios frames do anel.
Campo de Informação (INFO) – São os dados propriamente ditos. O tipo de informação contida no campo INFO está definido pela informação do campo FC.
Campo de Checagem da Seqüência do Frame (FCS) - Este campo é usado pela estação que recebe o frame para verificar se o frame que percorreu a rede não possui erros de bits. O FCS é gerado pela estação que transmite o frame usando os bits dos campos FC, DA, SA, INFO e FCS. Se este campo contiver um desses bits alterado, a estação que o recebeu notifica que existe um problema e o ignora.
Campo Delimitador de Fim (ED) - Este campo consiste de dois símbolos ``T'', o qual indica que o frame está completo. Qualquer informação de dados que não contiver este símbolo ``T'' não é considerado um frame.

T

01101


Campo de Status do Frame (FS) - Este campo consiste de três indicadores, os quais podem ter um dos dois valores, SET (S) = 11001 ou RESET (R) = 00111.

Todo frame é originalmente transmitido com todos os indicadores em Reset (R).

Os 3 indicadores são:



  • Erro (E - Error) - Este indicador é posto em Set quando uma estação determina que o frame está com erro. Isto pode ser devido à um erro de formatação. Se um frame é recebido e o indicador E não está no estado de Reset (R), o frame é desprezado.




  • Endereço Reconhecido (A - Address Acknowledge) - Este indicador é posto em Set quando uma estação recebe o frame e verifica que o endereço se aplica à ele, pelo fato do endereço de destino do frame ser o endereço MAC da estação ou devido ao fato do endereço de destino ser um endereço broadcast.




  • Cópia (C - Copy) - Este indicador é posto em Set quando a estação recebe o frame e é capaz de copiar o conteúdo deste frame nos seus buffers. Muitas estações não copiam o conteúdo do frame a menos que o frame esteja claramente destinado à eles, de modo que os indicadores A e C são geralmente postos no estado de Set ao mesmo tempo. Entretanto, algumas vezes uma estação está recebendo muito tráfego e não pode copiar todas as informações para seus buffers mesmo que o frame esteja destinada a ela. Neste caso, a estação retransmite o frame com o indicador A no estado de Set, mas com o indicador C ainda em Reset.



    1. GERENCIAMENTO DA CONEXÃO FÍSICA:

Dentro de cada estação FDDI existe entidades da subcamada SMT chamadas PCM ( Physical Connection Management).


O número de entidades PCM dentro de uma estação é exatamente igual ao número de portas que uma estação possui, pois cada entidade PCM é responsável por uma porta. A figura abaixo ilustra este caso:

Figura 9 – Entidades PCM
As entidades PCM formam a parte do SMT que controla as portas. Com o intuito de se fazer uma conexão, duas portas devem ser fisicamente conectadas uma à outra por meio de fibra óptica ou por cabo de cobre. Quando isto acontece, as entidades PCM que são responsáveis pelas suas portas podem reconhecer a existência de uma e de outra e iniciar uma comunicação. As entidades fazem isso enviando sinais, chamados de ``Line States'', dentro da fibra. A entidade PCM na outra extremidade da conexão irá reconhecer estes sinais e a responderá apropriadamente.
Quando uma entidade PCM ``vê'' uma outra entidade PCM na outra extremidade da conexão, ambas irão se sincronizar e se comunicar. Durante esta comunicação, alguns fatos importantes acontecem:

  • As unidades PCM descobrem os tipos de cada porta e verificam se são compatíveis;

  • As entidades PCM executam um teste de conexão chamado LCT (Link Confidence Test). Este teste determina se a qualidade da conexão é boa suficiente para estabelecer uma conexão. Caso contrário, a conexão não é feita.

Se tudo ocorrer bem durante esta sinalização, as entidades PCM irão estabelecer uma conexão e irão colocar as portas no caminho do Token através da estação. À este ponto, os dados (em forma de frames) podem ser enviados por estas portas e estas se tornam parte da rede.


Existem 7 estados básicos que uma entidade PCM pode estar: Break, Connect, Next, Signal, Join, Verify e Active.
Quando uma entidade PCM não ``vê'' nenhuma entidade PCM do outro lado da conexão, ela está no estado Connect. Neste estado, a entidade PCM tem sua porta enviando um sinal HLS. Enquanto a porta estiver recebendo um sinal QLS do outro lado da conexão, a entidade PCM continuará no estado Connect e esperará. Se uma fibra (ou cabo de cobre) for conectada(o) entre as duas portas, as duas entidades PCM (ambos enviando HLS) irão começar a receber sinais também HLS.
Quando uma entidade PCM recebe um sinal HLS, sabe que existe uma outra entidade PCM no outro lado de conexão e então começa a se comunicar, passando internamente para o estado Next. Enquanto estiver neste estado, uma entidade PCM tem sua porta enviando um sinal ILS. A recepção de um sinal ILS do outro lado da conexão indica que a outra entidade PCM também transitou para o estado Next.
A partir desse estado, a entidade PCM transita para o estado Signal. Este estado é usado pela entidade PCM para transmitir um único bit de informação. Enquanto neste estado, a entidade PCM irá ter sua porta enviando um sinal HLS ou MLS, dependendo do valor que ela deseje indicar para o outro lado. Se desejar enviar um sinal ``1'' ou ``TRUE'' para o outro lado, a entidade envia um HLS. Se quiser enviar um ``0'' ou ``FALSE'', ela envia um MLS.
Ao mesmo tempo que envia um sinal, a entidade PCM está atenta e esperando receber um sinal HLS ou MLS da outra entidade PCM. No momento que recebe um HLS ou MLS, a entidade PCM sabe que a outra entidade PCM também transitou para o estado Signal. Após ambas estarem no estado Signal e terem trocado um bit de informação, ambas entidades retornam ao estado Next e se prontificam para enviar outro bit de informação.
Isto é repetido 10 vezes. Na próxima vez retornando ao estado Next, a entidade PCM avalia, baseada na informação recebida, se a conexão deve ou não se tornar ativa. Se não, a entidade PCM retornará ao estado de Break e todo o processo começa de novo. Se ambas entidades PCM decidem que a conexão deve se tornar ativa, elas transitam internamente para o estado Join. No estado Join, a entidade PCM irá ter sua porta enviando sinais HLS. A recepção de sinais HLS do outro lado da conexão indica que a outra entidade também está no estado Join.
Quando ambas entidades estão no estado Join, ambas seguem para o estado Verify. No estado Verify, a entidade PCM envia um sinal MLS. Quando esta entidade recebe um sinal MLS do outro lado da conexão, a entidade PCM sabe que a outra entidade PCM também está no estado Verify.
Assim ambas entidades transitam para o estado Active. Neste estado, a porta de uma entidade PCM estará enviando um sinal ILS. Quando um sinal ILS é recebido, a entidade PCM sabe que a outra entidade PCM do outro lado da conexão também está no estado Active, e a entidade PCM irá enviar um sinal para o SMT que indica que a porta deve ser incluída no caminho do Token.
A conexão é assim estabelecida. Enquanto a porta estiver sempre recebendo sinais ILS ou ALS (dados), a entidade PCM irá continuar no estado Active. Se a qualquer momento, a porta receber sinais QLS ou HLS, ou se o SMT indicar à entidade PCM que a conexão deve ser terminada, então a entidade irá transitar para o estado de Break e a porta enviará um sinal QLS. Fora isto, a porta faz agora parte do anel FDDI.


    1. Os Símbolos de Codificação da Rede FDDI:

A rede FDDI comunica todas as suas informações usando símbolos. Os símbolos são seqüências de 5 bits. 2 símbolos de 5 bits são convertidas em duas seqüências de 4 bits (codificação 4B5B), formando desta forma um byte.


Esta codificação em 5 bits fornece 16 símbolos de dados (de 0 a F), 8 símbolos de controle (Q,H,I,J,K,T,R,S) e 8 símbolos de violação (V). A codificação destes símbolos é feita desta maneira de modo que, em situações normais, nunca se terá 4 zeros consecutivos numa linha. Isto é necessário para garantir que cada clock de uma estação esteja em sincronismo com as outras estações. Os símbolos de violação são os símbolos que podem permitir a recepção de 4 ou mais zeros em uma linha. Eles não são usados pelo FDDI.
Abaixo é mostrado os símbolos com seus respectivos códigos:



Símbolo

Código




Símbolo

Código

0 (binário 0000)

11110

Q

00000

1 (binário 0001)

01001

H

00100

2 (binário 0010)

10100

I

11111

3 (binário 0011)

10101

J

11000

4 (binário 0100)

01010

K

10001

5 (binário 0101)

01011

T

01101

6 (binário 0110)

01110

R

00111

7 (binário 0111)

01111

S

11001

8 (binário 1000)

10010

V ou H

00001

9 (binário 1001)

10011

V ou H

00010

A (binário 1010)

10110

V

00011

B (binário 1011)

10111

V

00101

C (binário 1100)

11010

V

00110

D (binário 1101)

11011

V ou H

01000

E (binário 1110)

11100

V

01100

F (binário 1111)

11101

V ou H

10000




    1. FDDI – CODIFICAÇÃO:

A codificação usada para transmissão de símbolos (PMD) é a NRZI, onde 1 é representado por uma transição e 0 é por não haver transição. Como a codificação 4B5B (PHY) garante-se que nunca vai haver mais do que três zeros seguidos, nunca vai haver mais do que três tempos de bits sem haver transição, propriedade que é usada para o sincronismo entre os receptores e transmissores.




Figura 10 – Exemplo de codificação NRZI





    1. TRANSMISSÃO DE BITS NA REDE FDDI EM FIBRA ÓPTICA:

A rede FDDI usa pulsos luminosos para transmitir informação de uma estação para uma outra estação. A menor unidade de informação que a rede FDDI lida é o bit. Antes de se fazer quaisquer atividades de alto nível, é necessário enviar um bit através da fibra e esperar o outro lado reconhecer o bit.


Um bit pode ter 2 valores: zero ou um. Na rede FDDI, isto é expresso pela mudança do estado da luz. Aproximadamente a cada 8 nanosegundos, uma estação faz uma amostra da luz que chega de uma outra estação.
Pode-se ter a existência ou a falta de luz. Se houve uma mudança no estado da luz desde a última amostra, isto se traduz à um bit 1(um). Se o estado da luz não mudou desde a última amostra, isto se traduz à um bit 0(zero).
Sendo assim, a cada momento que há uma transição do estado de luz (do estado de existência - ON para o estado de ausência - OFF; ou do estado de ausência - OFF para o estado de existência - ON), isto é traduzido como um bit um. Se não houve transição, isto é traduzido como um bit zero.



Figura 11 - A Transmissão de Bits sendo feita pela Mudança do Estado de Luz





  1. TOLERÂNCIA À FALHAS NA REDE FDDI:




    1. RECONFIGURAÇÃO DO ANEL:

A vantagem de se utilizar duas redes em anel é a sua habilidade em se reconfigurar, caso ocorram falhas na rede, evitando a paralisação da mesma. Se uma estação DAS falha ou é desconectada da rede, os anéis automaticamente se ``emendam'' para formar um anel único contínuo.


Este procedimento isola a falha do anel, enquanto continua a permitir às outras estações operarem normalmente. Se um cabo de fibra ótica (por exemplo, um cabo full-duplex) entre dois concentradores DAS falha, os concentradores automaticamente ``emendam'' os anéis em seu interior de modo a evitar o segmento danificado. O mesmo acontece quando a falha ocorre em um concentrador DAS. Os concentradores DAS vizinhos automaticamente reconfiguram os anéis. O anel secundário é então ativado.
Caso haja uma segunda falha, isto fará com que o anel seja ``emendado'' em ambas as direções a partir do ponto de falha, o que irá segmentar o anel em 2 anéis separados que não irão mais poder se comunicar entre si. Estas falhas subseqüentes irão então causar segmentações adicionais.
Entretanto, caso haja uma falha de uma cabo de fibra ótica que conecta uma estação SAS, esta conexão não poderá ser consertada por falta de um caminho alternativo de dados.



Figura 12 – Reconfiguração do Anel




    1. COMUTADORES ÓPTICOS DE BYPASS:

Os comutadores óticos de bypass (optical bypass relays) evitam a segmentação eliminando-se as estações com falhas da rede.


Durante a operação normal, um Comutador Ótico permite ao sinal luminoso passar diretamente por ele sem interrupção. Quando uma estação que contém em seu caminho um Comutador Ótico falha, este Comutador reorienta o sinal de volta ao anel antes que este sinal atinja a estação com problema, de modo que a rede não tenha nenhuma "emenda" e que possa manter o caminho e a direção das comunicações.
Os Comutadores Ópticos possuem a desvantagem de poderem fazer com que a perda máxima permissível entre as estações seja excedida. As seguintes considerações devem ser levadas em conta quando Comutadores Ópticos forem instalados:



  • Comutadores Óticos introduzem uma perda adicional na rede, e eles não executam as funções dos repetidores de amplificar e de restaurar os bits.

  • Eliminando-se uma estação, a nova distância entre estações adjacentes pode exceder o valor máximo permitido.

  • Os Comutadores Óticos, assim como dispositivos mecânicos, podem introduzir um serviço menos seguro para a rede.

F
igura 13 – Comutador Óptico de Bypass



    1. LIGAÇÃO DUAL HOMED:

Dual homed é um tipo especial de ligação de dispositivos críticos, como servidores, mainframes ou roteadores, em mais de um concentrador ao mesmo tempo. A só uma das ligações é ativa, a outra fica como backup, até que o link ativo falhe. Quando isto acontece o link passivo é ativado automaticamente.




Figura 14 - Exemplo de ligação Dual Homed;





  1. AS CAMADAS DO PROTOCOLO FDDI:

O protocolo FDDI é definido em 4 camadas desenvolvidas pelo comitê ANSI X3T9.5, relacionadas com as camadas mais baixas do modelo OSI.


F
igura 15 - Arquitetura em camadas FDDI



    1. CAMADA FÍSICA :

A camada “1” do modelo OSI, a camada física, é descrita em duas subcamadas. A subcamada PMD - Physical Layer Medium Dependent e PHY - Physical Layer Protocol.





  • PMD - Physical Layer Medium Dependent

Descreve as especificações óticas para a rede FDDI. Esta subcamada define o comprimento de onda para transmissão ótica, nível de potência, características dos transmissores e receptores ópticos, conectores, e as taxas de erros permissíveis. Define também o esquema de codificação NRZI (Não Retorno a Zero com Transição no Bit “1”).


A fonte ótica PMD transmite na região da largura de banda de 1300 nanometros, onde o efeito da dispersão de uma fibra multimodo é mínima. Isto ajuda a reduzir a interferência existente entre símbolos. Além disso, esta subcamada fornece os tempos de subida e de descida dos sinais óticos. Estes valores foram selecionados para garantir uma taxa de erro de 10-9 bits da rede.
Esta subcamada também define um conector duplex para o uso na rede FDDI. É esperado que as conexões dos anéis primário e secundário à cada DAS sejam feitas simultaneamente usando o conector duplex e uma fibra ótica duplex. De fato, estas conexões entre fibras duplex podem ser usadas para conexões entre DAS-para-DAS bem como conexões de SAS à concentradores.



  • PHY - Physical Layer Protocol

A subcamada física do protocolo FDDI, PHY - Physical Layer Protocol a subcamada superior pertencente à camada física do modelo OSI. Esta subcamada define o esquema de codificação 4B/5B à uma taxa de 125Mbits/s usado para representar os símbolos de dados e de controle na rede. A subcamada PHY também descreve o método para o sincronismo de relógios e quadros de dados.

A subcamada PHY codifica e descodifica dados não só da rede como para a rede, usando o esquema 4B/5B. Os dados são recebidos da rede pela subcamada PHY, os símbolos são traduzidos em bytes de dados que podem ser reconhecidos pela subcamada MAC. Da mesma forma, os símbolos para a transmissão são codificados pela subcamada PHY.
No esquema de codificação 4B/5B usado na rede FDDI, 4 bits de dados são traduzidos num código de 5 bits. Este tipo de codificação é 80 por cento eficiente, uma vez que uma taxa de dados a 100 Mbits se traduzem em uma faixa de 125M.
Além de sua função básica de sincronização e de codificação da informação de dados, a subcamada PHY também fornece estados para estabelecer as conexões entre estações. Estes estados são compostos por uma repetição de um ou mais símbolos 4B/5B.



    1. CAMADA DE ENLACE DE DADOS:

A camada de enlace do modelo OSI é dividida em duas subcamadas: LLC - Link Layer Control e MAC - Media Access Control. No escopo do protocolo FDDI é definido somente a subcamada mais baixa - MAC.




  • SUBCAMADA MAC

A subcamada MAC do protocolo FDDI, através do protocolo token passing definido para esta subcamada, controla o fluxo de transmissão de dados no anel, além de encapsular os dados com caracteres de controle próprios requeridos para se formar um frame FDDI e de também definir os requerimentos exigidos para a recuperação da rede FDDI.




  • Subcamada LLC:

A subcamada LLC é normalmente implementada em software de acordo com as normas ANSI IEEE 802.2, especificando as regras para troca de informação em serviços com conexão, sem conexão/sem reconhecimento e sem conexão, com reconhecimento.




    1. Subcamada SMT:

A subcamada SMT (Station Management) interage tanto com as subcamadas da camada física como com as da camada de enlace de dados. Esta subcamada especifica o controle requerido para a operação apropriada das estações no anel, incluindo gerenciamento de configuração (manutenção, isolamento e recuperação de falhas, administração de endereços etc.), gerenciamento de conexão (alocação de banda passante etc.) e gerenciamento do anel (iniciação, monitoração de desempenho, controle de erro etc.).




Figura 16 – Arquitetura em protocolos FDDI expandida



  1. TIPOS DE TRÁFEGO FDDI:

O protocolo FDDI distingue três tipos de tráfego:




  • Tráfego Síncrono: Embora não garanta um retardo de transferência constante, o protocolo garante uma banda passante para os dados transmitidos e, também, um limite para o retardo de transferência, podendo consumir uma porção da banda passante de 100 Mbits/s. Este tráfego é útil para aplicações que demandem capacidade contínua de transmissão, como a transmissão simultânea de voz e vídeo, por exemplo.




  • Tráfego Assíncrono Restrito: O protocolo não garante nenhum limite superior para o retardo de transferência. A banda passante não utilizada pelo tráfego síncrono é alocada para o tráfego assíncrono, onde é usada por um número limitado de estações.




  • Tráfego Assíncrono Não Restrito: O protocolo também não garante nenhum limite superior para o retardo de transferência. A banda passante que não é utilizada pelo tráfego síncrono é alocada para o tráfego assíncrono, onde pode ser usada por todas as estações.

Como não há limite no retardo de transferência para o tráfego assíncrono, utiliza-se neste caso de um esquema de prioridade de oito níveis. Este esquema garante que mesmo que a estação tenha implementado o nível de prioridade mais baixo possa transmitir, após um determinado período de tempo.






  1. FDDI II

FDDI II é uma rede com a mesma arquitetura física da FDDI, oferecendo os mesmos serviços, acrescidos do Serviço Isócrono, o que a caracteriza como uma rede híbrida. Possui 16 canais de banda larga (wideband channel) que podem ser alocados como canais isócronos, usando um máximo de 98,304 Mbps. Um canal residual não isócrono de capacidade de 1 Mbps permanece, para uso dos serviços síncrono e assíncrono, mesmo que os 16 canais isócronos estejam alocados. Canais de banda larga podem ser alocados e desalocados em tempo real, para serviços isócronos, com a banda passante de qualquer canal não alocado sendo acrescida à do canal não isócrono.


FDDI II é iniciada de forma idêntica a uma FDDI, sendo totalmente compatível com esta, no caso de não alocação de canais isócronos. A presença na rede de qualquer estação que não opere o FDDI II, impede a alocação de canais isócronos e, assim, a ativação do modo FDDI II.
A figura a seguir mostra a arquitetura de protocolos da rede FDDI II. Todo o controle dos canais isócronos é realizado através do protocolo I-MAC, cabendo ao protocolo H-MUX a multiplexação dos serviços isócronos e não isócronos para entrega ao nível físico.


Figura 17 – Arquitetura em protocolos FDDI II expandida.

  1. FDDI III

F
DDI Follow-On é algumas vezes chamada de FDDI III ou EPSL (Enhanced Performance and Services LAN) . Se a FDDI II é um subconjunto da FDDI, a FDDI III é de fato uma nova geração da FDDI. A figura abaixo mostra a arquitetura de protocolos preliminar da rede.



Figura 18 – Arquitetura em protocols FDDI III expandida
A FDDI III fornece o serviço de chaveamento de circuito, bem como o serviço assíncrono e o modo de transferência assíncrono (ATM) , definido pela RDSI de faixa larga (ou banda larga) , visando a conexão com essas redes. A velocidade da rede é compatível com a SDH (Synchronous Digital Hierarchy), e utiliza o mesmo cabeamento da FDDI. As velocidades alvo são em conformidade com o SDH: STS-3 (155,52 Mbps) , STS-12 (622,08 Mbps), STS-48 (2,4 Gbps).










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