FDDI FIBER DISTRIBUTED DATA INTERFACE
FDDI History • FDDI dikembangkan oleh American National Standards Institute (ANSI) Komite standar X3T9.5 pada pertengahan 1980-an. • Ini juga merupakan standar ISO, seri 9314. • Hal ini dikembangkan karena kecepatan tinggi rekayasa workstation taxing bandwidth (bandwidth yang berat) pada LAN yang ada baik menggunakan ethernet atau token ring. • Kehandalan jaringan juga telah menjadi isu yang semakin penting sebagai aplikasi mission-critical dipindahkan dari komputer besar ke jaringan. • Sekarang, perpanjangan FDDI disebut FDDI-2 mendukung suara dan transmisi video serta data. Juga, Teknologi FDDI Full Duplex, atau tersedia FFDT, dengan menggunakan konfigurasi jaringan yang sama seperti FDDI tetapi dengan dua kali bandwidth, pada 200 Mbps. MARCH 6, 2003
FDDI
3
FDDI Transmission • Data FDDI ditransmisikan pada dua jenis jalur serat optik : singlemode dan multi-mode. Modus adalah sinar cahaya yang melewati serat, biasanya baik dari laser atau perangkat sinar-pembangkit lainnya. • Pengaturan single-mode memungkinkan hanya satu mode cahaya untuk pergi melalui serat. Metode ini mencapai kinerja yang lebih tinggi konektivitas jarak lebih jauh lebih besar, sehingga digunakan paling sering antara bangunan dan seluruh lingkungan geografis. • Sebuah serat multi-mode memungkinkan lebih dari satu sinar cahaya, yang membatasi bandwidth. Hal ini membuat teknologi yang ideal untuk konektivitas dalam satu gedung atau dalam lingkungan geografis yang relatif kecil. MARCH 6, 2003
FDDI
4
INTRODUCTION • SHARED MEDIA NETWORK LIKE ETHERNET (IEEE 802.3) & IBM TOKEN RING (IEEE 802.5)
• 100 Mbps SPEED • RUNS ON OPTICAL FIBER
• AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE (ANSI) STANDARD MARCH 6, 2003
FDDI
5
Pendahuluan • Setelah menyelesaikan spesifikasi FDDI , ANSI menyampaikan FDDI kepada Organisasi Internasional untuk Standarisasi ( ISO ) . • ISO telah menciptakan sebuah versi internasional dari FDDI yang benar-benar kompatibel dengan versi standar ANSI . • Sekarang ini , meskipun implementasi FDDI yang tidak biasa seperti Ethernet atau Token Ring, FDDI memiliki mendapatkan berikut substansial yang terus meningkat karena biaya FDDI interface berkurang . • FDDI sering digunakan sebagai teknologi backbone serta sebagai sarana untuk menghubungkan kecepatan tinggi komputer dalam LAN .
MARCH 6, 2003
FDDI
6
Technology Basics • •
•
•
FDDI menetapkan 100 - Mbps , token- passing , dual -ring LAN menggunakan media transmisi serat optik . Ini mendefinisikan layers dan media - akses bagian fisik dari layers link, dan sebagainya secara kasar analog IEEE 802.3 dan IEEE 802.5 dalam hubungannya dengan referensi Model Open System Interconnection ( OSI ) . Meski beroperasi pada kecepatan yang lebih cepat , FDDI mirip dalam banyak cara untuk Token Ring . Dua jaringan berbagi banyak fitur , termasuk topologi ( ring ) , teknik media akses ( token passing ) , keandalan fitur ( multi ring , misalnya) , dan lain-lain . Token Ring / IEEE 802.5 . Salah satu karakteristik yang paling penting dari FDDI adalah penggunaan serat optik sebagai media transmisi . Serat optik menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan kabel tembaga tradisional , termasuk keamanan ( serat tidak memancarkan sinyal listrik yang dapat disadap ) , keandalan ( fiber yang kebal terhadap gangguan listrik) , dan kecepatan ( serat optik memiliki potensi throughput yang jauh lebih tinggi daripada kabel tembaga ) .
MARCH 6, 2003
FDDI
7
Technology Basics •
•
•
FDDI mendefinisikan penggunaan dua jenis serat : single mode ( kadang-kadang disebut monomode ) dan multimode . Mode dapat dianggap sebagai kumpulan sinar cahaya yang masuk serat pada sudut tertentu . Serat Single-mode memungkinkan hanya satu mode cahaya untuk menyebarkan melalui serat, sedangkan serat multimode memungkinkan beberapa mode cahaya untuk menyebarkan melalui serat. Karena beberapa mode menyebarkan cahaya melalui serat mungkin perjalanan jarak yang berbeda ( tergantung pada sudut entry) , menyebabkan mereka untuk tiba di tujuan pada waktu yang berbeda ( fenomena yang disebut dispersi modal ) , Serat Single-mode mampu membawa bandwidth yang lebih tinggi dan lebih besar dari serat multimode . Karena ini karakteristik , Serat Single-mode sering digunakan untuk interbuilding konektivitas , sedangkan serat multimode sering digunakan untuk intrabuilding konektivitas . Serat multimode menggunakan light-emitting dioda ( LED ) sebagai perangkat yang menghasilkan cahaya, sedangkan single-mode umumnya menggunakan laser .
MARCH 6, 2003
FDDI
8
TOKEN RING NETWORK MARCH 6, 2003
FDDI
9
FDDI BASIC PRINCIPLE • TOKEN RING NETWORK LIKE IEEE 802.5 • TOKEN: A SPECIAL SEQUENCE OF BITS • TOKEN CIRCULATES AROUND THE RING • A STATION REMOVES THE TOKEN FROM RING BEFORE TRANSMISSION • AFTER TRANSMISSION, THE STATION RETURNS THE TOKEN TO THE RING
• COLLISIONS ARE PREVENTED AS THERE IS ONLY ONE TOKEN IN THE RING MARCH 6, 2003
FDDI
10
FDDI PHYSICAL PROPERTIES • DUAL-COUNTER-ROTATING TOKEN RING ARCHITECTURE
• ONE RING IS PRIMARY AND THE OTHER SECONDARY • UP TO 500 STATIONS WITH A MAXIMUM DISTANCE OF 2 KM BETWEEN ANY PAIR OF STATIONS FOR MULTIMODE FIBER • WITH SINGLE-MODE FIBER THE DISTANCE CAN BE UP TO 40 KM • MAXIMUM RING LENGTH IS 100 KM (TOTAL FIBER LENGTH IS 200 KM FOR TWO RINGS) • USES 4B/5B ENCODING MARCH 6, 2003
FDDI
11
FDDI Specifications • Media Access Control (MAC)-Mendefinisikan bagaimana media diakses, termasuk format frame, penanganan tanda, pengalamatan, algoritma untuk menghitung nilai cek redundansi siklik, dan kesalahan mekanisme pemulihan. • Prosedur Physical Layer Protocol (PHY)-Mendefinisikan data encoding / decoding, persyaratan clocking, framing, dan fungsi lainnya. • Physical Layer Medium (PMD)-Mendefinisikan karakteristik media transmisi, termasuk link fiber optik, tingkat daya, tingkat kesalahan bit, komponen optik, dan konektor. • Stasiun Manajemen (SMT)-Mendefinisikan konfigurasi stasiun FDDI, konfigurasi ring, dan fitur ring kontrol , termasuk stasiun penyisipan dan penghapusan, inisialisasi, isolasi kesalahan dan recovery, penjadwalan, dan koleksi data statistik.
MARCH 6, 2003
FDDI
12
FDDI is defined by four separate specifications (see Figure 7-1)
MARCH 6, 2003
FDDI
13
Physical Connections • FDDI menentukan penggunaan dual ring . Trafik di ring ini berjalan di arah yang berlawanan. Secara fisik, ring terdiri dari dua atau lebih koneksi point-to-point antara stasiun yang berdekatan. • Salah satu dari dua ring FDDI disebut ring primer, yang lain disebut ring sekunder. Ring utama digunakan untuk transmisi data, sedangkan ring sekunder umumnya digunakan sebagai cadangan. • Kelas B atau single-attachment stations (SAS) melampirkan satu ring; Kelas A atau dual-attachment stations (DAS) melampirkan kedua ring. SASs yang melekat pada ring primer melalui concentrator, yang menyediakan koneksi untuk beberapa SASs. • Konsentrator memastikan bahwa kegagalan atau power down dari setiap diberikan SAS tidak mengganggu ring. Hal ini sangat berguna ketika PC, atau perangkat sejenis yang sering powernya hidup dan mati, terhubung ke ring.
MARCH 6, 2003
FDDI
14
Sebuah konfigurasi khas FDDI dengan kedua DASs dan SASs ditunjukkan pada Gambar 7-2.
MARCH 6, 2003
FDDI
15
FDDI DAS • Setiap FDDI DAS memiliki dua port, yang ditunjuk A dan B. Port ini menghubungkan stasiun ke dual FDDI ring. Oleh karena itu, setiap port menyediakan koneksi untuk kedua ring primer dan sekunder, seperti ditunjukkan pada Gambar 7-3.
MARCH 6, 2003
FDDI
16
FDDI DUAL RINGS
FDDI DUAL RING ARCHITECTURE MARCH 6, 2003
FDDI
17
Traffic Types •
•
• • • •
FDDI mendukung alokasi real-time bandwidth jaringan , sehingga ideal untuk berbagai perbedaan jenis aplikasi . FDDI menyediakan dukungan ini dengan mendefinisikan dua jenis trafik : sinkron dan asynchronous . Trafik Synchronous dapat mengkonsumsi sebagian dari 100 - Mbps bandwidth total dari Jaringan FDDI , sementara trafik asynchronous dapat mengkonsumsi sisanya . Bandwidth yang sinkron dialokasikan kepada stasiun yang membutuhkan kemampuan transmisi terus menerus . Kemampuan tersebut berguna untuk transmisi informasi suara dan video, misalnya. Stasiun lain menggunakan bandwidth yang tersisa secara asynchronous . Spesifikasi SMT FDDI mendefinisikan skema penawaran didistribusikan untuk mengalokasikan bandwidth FDDI. Bandwidth Asynchronous yang dialokasikan menggunakan skema prioritas delapan tingkat . Setiap stasiun ditugaskan tingkat prioritas asynchronous . FDDI juga memungkinkan dialog diperpanjang , dimana stasiun dapat sementara menggunakan semua bandwidth yang asynchronous . Mekanisme prioritas FDDI dasarnya dapat mengunci keluar stasiun yang tidak dapat menggunakan bandwidth yang sinkron dan memiliki terlalu rendah prioritas asynchronous . MARCH 6, 2003
FDDI
18
Fault-Tolerant Features • FDDI menyediakan sejumlah fitur fault-tolerant. Fitur fault-tolerant primer adalah dual ring. Jika sebuah stasiun pada dual ring gagal atau dimatikan atau jika kabel rusak, dual ring secara otomatis "dibungkus" (dua kali lipat kembali ke dirinya sendiri) menjadi sebuah single ring, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7-4. Dalam gambar ini, ketika Station 3 gagal, dual ring secara otomatis dibungkus Stasiun 2 dan 4, membentuk sebuah single ring. Meskipun Station 3 tidak lagi pada ring , operasi jaringan terus untuk stasiun tersisa. MARCH 6, 2003
FDDI
19
OPERATION ON FAILURE OF THE PRIMARY RING MARCH 6, 2003
FDDI
20
FDDI Compensates for a Wiring Failure • Gambar 7-5 menunjukkan bagaimana FDDI mengkompensasi kegagalan kabel. Stasiun 3 dan 4 bungkus ring dalam diri ketika kabel antara mereka gagal. MARCH 6, 2003
FDDI
21
Optical Bypass Switches • Sebagai jaringan FDDI tumbuh, kemungkinan kegagalan beberapa ring tumbuh. Ketika dua kegagalan ring terjadi, ring itu akan dibungkus dalam kedua kasus, efektif segmentasi ring menjadi dua ring terpisah yang tidak dapat berkomunikasi satu sama lain. Kegagalan berikutnya menyebabkan segmentasi ring tambahan. Switch bypass optik dapat digunakan untuk mencegah segmentasi ring dengan menghilangkan stasiun gagal dari ring. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 7-6. MARCH 6, 2003
FDDI
22
Dual homing • Perangkat penting seperti router atau mainframe host dapat menggunakan teknik fault-tolerant lain yang disebut dual homing untuk memberikan redundansi tambahan dan jaminan bantuan operasi . Dalam situasi dual-homing , perangkat kritis melekat pada dua konsentrator. Satu pasang link konsentrator menyatakan link aktif, pasangan lainnya dinyatakan pasif. Link pasif tetap dalam mode cadangan sampai link utama (atau konsentrator yang terpasang) yang dinyatakan gagal. Kapan ini terjadi, link pasif diaktifkan secara otomatis. MARCH 6, 2003
FDDI
23
Frame Format •
Format frame FDDI (ditunjukkan dalam Gambar 7-7) yang mirip dengan Token Ring.
MARCH 6, 2003
FDDI
24
Frame Format Bagian frame FDDI adalah sebagai berikut : • Preamble - Siapkan setiap stasiun untuk frame yang akan datang . • Start delimiter - Menunjukkan awal frame . Ini terdiri dari pola sinyal yang membedakannya dari sisa frame . • Frame control - Menunjukkan ukuran field alamat , apakah frame berisi asynchronous atau data sinkron , dan informasi kontrol lainnya
MARCH 6, 2003
FDDI
25
Frame Format • Destination address - Berisi alamat unicast (tunggal ) , multicast ( group ) , atau broadcast ( setiap station ). Seperti Ethernet dan Token Ring , Alamat tujuan FDDI adalah 6 byte . • Source address - Mengidentifikasi stasiun tunggal yang dikirim frame . Seperti Ethernet dan Token Ring. Alamat sumber FDDI adalah 6bytes . • Data- Berisi informasi baik ditakdirkan untuk protokol upper-layer atau mengendalikan informasi .
MARCH 6, 2003
FDDI
26
Frame Format • Frame check sequence ( FCS ) - Diisi oleh stasiun sumber dengan menghitung nilai cyclic redundancy check ( CRC ) tergantung pada isi frame ( seperti Token Ring dan Ethernet ). Nilai stasiun tujuan dikalkulasi ulang untuk menentukan apakah frame mungkin telah rusak dalam perjalanan . Jika demikian , frame akan dibuang . • End delimiter - Berisi simbol nondata yang menunjukkan akhir dari frame • Frame status - Memungkinkan stasiun sumber untuk menentukan apakah terjadi kesalahan dan apakah frame dikenali dan disalin oleh stasiun penerima .
MARCH 6, 2003
FDDI
27
MARCH 6, 2003
FDDI
28
FDDI BENEFITS • HIGH BANDWIDTH (10 TIMES MORE THAN ETHERNET) • LARGER DISTANCES BETWEEN FDDI NODES BECAUSE OF VERY LOW ATTENUATION ( 0.3 DB/KM) IN FIBERS • IMPROVED SIGNAL-TO-NOISE RATIO BECAUSE OF NO INTERFERENCE FROM EXTERNAL RADIO FREQUENCIES AND ELECTROMAGNETIC NOISE • BER TYPICAL OF FIBER-OPTIC SYSTEMS (10^-11) IS SUBSTANTIALLY BETTER THAN THAT IN COPPER (10^-5) AND MICROWAVE SYSTEMS (10^7) • VERY DIFFICULT TO TAP SIGNALS FORM A FIBER CABLE MARCH 6, 2003
FDDI
29
COMPARISON OF TRANSMISSION MEDIA MARCH 6, 2003
FDDI
30
A FDDI BACKBONE NETWORK EXAMPLE MARCH 6, 2003
FDDI
31
COMPARISON WITH OTHER NETWORKS FEATURES
FDDI
ETHERNET
TOKEN RING
TRANSMISSION RATE
125 MBAUD
20 MBAUD
8 & 32 MBAUD
DATA RATE
100 MBPS
10 MBPS
4 & 16 MBPS
SIGNAL ENCODING
4B/5B (80% EFFICIENT)
MANCHESTER (50% EFFICIENT)
DIFFERENTIAL MANCHESTER (50% EFFICIENT)
MAXIMUM COVERAGE
100 KM
2.5 KM
CONFIGURATION DEPENDENT
MAXIMUM NODES
500
1024
250
MAXIMUM DISTANCE BETWEEN NODES
2 KM (MULTIMODE FIBER) 40 KM (SINGLEMODE FIBER)
2.5 KM
300 M (RECOMMENDED 100 M)
MARCH 6, 2003
FDDI
32
REFERENCES • • • • • • •
SONU MIRCHANDANI & RAMAN KHANNA (EDITORS), FDDI TECHNOLOGY AND APPLICATIONS, CHAPTERS 1,2,3,6,13, JOHN WILEY & SONS, INC., 1992 AMIT SHAH & G. RAMAKRISHNAN, FDDI: A HIGH SPEED NETWORK, PTR PRENTICE HALL, 1994 BERNHARD ALBERT & ANURA P. JAYASUMANA, FDDI AND FDDI-II - ARCHITECTURE PROTOCOLS, AND PERFORMANCE, ARTECH HOUSE, 1994 LARRY L. PETERSON & BRUCE S. DAVIE, COMPUTER NETWORKS: A SYSTEMS APPROACH, MORGAN KAUFMANN, 2000 HTTP://WWW.IOL.UNH.EDU/TRAINING/FDDI/HTMLS/ HTTP://WWW.CISCO.COM/UNIVERCD/CC/TD/DOC/CISINTWK/ ITO_DOC/FDDI.HTM#XTOCID14 HTTP://WWW2.RAD.COM/NETWORKS/1995/FDDI/FDDI.HTM MARCH 6, 2003
FDDI
33
