Технология smds
SMDS (Switched Multi-megabit Data Service) — высокоскоростная коммутационная служба передачи данных. Она была разработана компанией Bellcore по поручению нескольких других компаний, каждая из которых занята разработкой продуктов на базе этой технологии. Европейская версия SMDS получила название CBDS. Основным понятием в SMDS является «служба» или «сервис», так как SMDS не является непосредственно технологией или протоколом передачи данных.
В настоящее время сервис SMDS применяется в сетях с технологией DQDB, отвечающей стандартам IEEE 802.6 и ATM. Технология DQDB получила меньшую известность, чем ATM. Существует ряд причин, определяющих такое положение вещей: относительно невысокая скорость передачи (140 Мбит/с) и довольно сложное дорогостоящее оборудование.
Подобно Frame Relay и ATM, SMDS определяет служебный интерфейс пользователя с сетью. Однако в отличие от двух первых технологий, ориентированных на установление соединения, SMDS является службой без установления соединения: она использует дейтаграммный метод доставки информации. Максимальный размер дейтаграммы может составлять 9188 байт. Такой размер позволяет полностью размещать большинство пакетов различных технологий. При поступлении дейтаграммы на нижний уровень каждая единица данных разбивается на фиксированные ячейки длиной в 53 байта.
Для взаимодействия сетей с сервисом SMDS используется межсетевой протокол ICIP. Очень часто связь между двумя местными сетями поддерживают операторы региональных или национальных сетей. Абонент SMDS может оперативно выбрать любого из них, внеся соответствующие значения в заголовок L3_PDU и воспользовавшись протоколом ICIP.
SMDS обладает несколькими достоинствами. Одним из них является возможность создания логической частной сети в сети SMDS общего пользования. Кроме того, SMDS предоставляет информацию о сети и статистику ее использования.
FDDI, CDDI, FDDI-2
Технология Fiber Distributed Data Interface — первая технология локальных сетей, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель. Работы по использованию света для передачи информации начали активно вестись в 1960 -е годы в связи с изобретением лазера. Лазерный луч замечателен тем, что состоит из волн одной и той же частоты, и отклонение от этой частоты совсем незначительно (в отличие от обычного света, который является суперпозицией волн разной частоты). Поэтому приемник лазерного луча может уловить даже малейшую модуляцию частоты носителя, что позволяет использовать для передачи метод частотной модуляции. Другим достоинством оптических методов передачи информации является очень высокая скорость — ведь луч распространяется со скоростью света. Примерно в то же время появились оптические волокна, которые были способны передавать свет. Однако потери света в первых волокнах были слишком велики и они не могли тогда составить конкуренцию медным проводам. Недорогие оптические волокна с низкими потерями и широкой полосой пропускания (до нескольких гигагерц) появились только в 1970-е годы. В начале 1980-х годов началась промышленная установка и эксплуатация оптоволоконных каналов связи в территориальных телекоммуникационных системах.
В 1980-е годы начались также работы по использованию оптоволоконных каналов в локальных сетях. Разработка первого оптоволоконного стандарта для локальных сетей была возложена на комитет ХЗТ9.5. Этим комитетом (в настоящее время ХЗТ12) Американского национального института стандартизации (ANSI) и был разработан стандарт FDDI. Сети FDDI поддерживаются всеми ведущими производителями сетевого оборудования.
Разработка FDDI проводилась специально с целью объединения наиболее важных участков сети. В то время скорость передачи данных в 10 Мбит/с для рабочей станции была вполне приемлемой. Но для магистрали такая скорость была уже явно недостаточной. В течение ряда лет стандарт FDDI был единственным стандартом передачи данных в сети со скоростью 100 Мбит/с. Обладая хорошей управляемостью и высокой надежностью, FDDI быстро завоевал популярность. Более половины фирм из списка Fortune 5000 стали использовать fddi. При этом с его помощью можно было объединить все: от ПК до суперкомпьютеров Cray. Исходя из потребностей в быстром взаимодействии абонентов через магистраль, технология FDDI была спроектирована для связи центральных серверов и других важных участников обмена информацией в сети. Эта технология предусматривает возможность управления процессом передачи с высокой надежностью, благодаря чему она до сих пор предлагается производителями.
В отличие от Ethernet, технология FDDI использует кольцевую структуру, в которой все устройства объединены в большое кольцо. Данные передаются по кольцу последовательно, от станции к станции. Пакет может обойти очень много устройств, прежде чем дойдет до адресата. Поскольку другие станции не должны ждать, пока освободится среда передачи, размер пакета может достигать 20 000 байт, хотя в большинстве случаев используются пакеты размером 4500 байт, то есть всего лишь в три раза больше пакета Ethernet. Тем не менее, если пакет предназначен для рабочей станции, подключенной к кольцу с помощью Ethernet, его размер не будет превышать 1516 байт.
Большинство из своих базовых свойств FDDI переняла от сетей Token Ring (стандарт IEEE 802.5). Это — кольцевая топология и маркерный метод доступа к среде. Маркер — это служебный сигнал, постоянно проходящий по кольцу. Станция, на которую в данный момент поступил маркер, может передавать свои данные.
Однако FDDI имеет ряд принципиальных отличий от Token Ring. Как раз эти отличия позволяют получить значительно более высокие скорости обмена. К ним, например, относится изменение алгоритма модуляции данных на физическом уровне. Сеть Token Ring использует схему манчестерского кодирования, требующую удвоения полосы передаваемого сигнала. В FDDI реализован алгоритм кодирования «пять из четырех» — 4В/5В, обеспечивающий передачу четырех информационных бит в пяти пересылаемых битах. При скорости 100 Мбит/с физически в сеть транслируется 125 Мбит/с, вместо 200 Мбит/с, что потребовалось бы при использовании манчестерского кодирования. Оптимизировано и управление доступом к среде. В сетях Token Ring оно базируется на битовой основе, а в технологии FDDI — на параллельной обработке группы из четырех или восьми передаваемых битов. Такая схема доступа снижает требования к быстродействию сетевого оборудования.
Метод передачи маркеров в сетях FDDI отличается от Token Ring. Когда станции в кольце Token Ring требуется передать пакет данных, она дожидается маркер, захватывает его и передает кадр по кольцу в место назначения. Когда маркер и кадр возвращаются к станции-отправителю, она удаляет старый кадр и пересылает новый. В сетях FDDI обладание маркером ограничено по времени в соответствии с определенными заранее параметрами; однако пока станция владеет маркером, она может переслать несколько кадров. По завершении передачи станция сразу же отдает маркер другим станциям, не удаляя кадры. Благодаря эффективности этого протокола передачи действительная пропускная способность сетей FDDI близка к 100 Мбит/с.
Физически кольцо FDDI образовано оптоволоконным кабелем с двумя светопроводящими волокнами. При этом первое оптоволокно образует первичное кольцо (primary ring). Оно является основным и используется для маркеров. Второе оптоволокно образует вторичное кольцо (secondary ring). Оно является резервным и в штатном режиме не используется.
Рабочие станции в сети FDDI подразделяются на две категории. Станции первой категории имеют физические подключения к первичному и вторичному кольцам (Dual Attached Station — двукратно подключенная станция). Станции второй категории имеют подключение только к первичному кольцу (Single Attached Station — однократно подключенная станция). Такие станции подключаются к сети через специальные устройства, которые называются концентраторами.
Порты сетевых устройств, подключаемых к сети FDDI, условно делят на четыре категории: А-порты, В-порты, М-порты и S-порты. Порт А принимает данные из первичного кольца и передает их во вторичное кольцо. Порт В принимает данные из вторичного кольца и передает их в первичное кольцо. Порты М и S способны передавать и принимать данные с одного и того же кольца. М-порт используется на концентраторе для подключения рабочих станций второй категории через ее S-порт.
Одно из самых больших достоинств технологии FDDI — это ее высокая надежность. Каждое устройство сети может получать и посылать данные двум своим соседям по кольцу. Такое построение сети позволяет ей функционировать даже при обрыве кабеля. При этом устройства на обоих концах разрыва начинают работать в качестве концевой заглушки. Сама же система продолжает работать по одному кольцу, которое проходит через каждое устройство дважды. Стандарт регламентирует четыре основных свойства сетей FDDI, значительно повышающих их отказоустойчивость:
Кольцевая кабельная система со станциями первой категории устойчива к однократному обрыву кабеля в любом месте кольца. Станции, находящиеся по обе стороны обрыва, переконфигурируют путь прохождения маркера и данных, применяя для этого вторичное волоконно-оптическое кольцо;
Аварийное или штатное отключение питания, отказ одной из рабочих станций класса В или обрыв кабеля, соединяющего концентратор и рабочую станцию, приведет к отключению этой рабочей станции от кольца;
Возможность подключения двух рабочих станций класса В сразу к двум концентраторам. Этот специальный вид подключения называется Dual Homing и может быть использован для отказоустойчивого подключения станций класса В к основному кольцу. Такое подключение позволяет реагировать на неисправности в концентраторах или в кабельной системе. В нормальном режиме обмен данными происходит только через один концентратор. Если по какой-либо причине связь теряется, то обмен будет осуществляться через второй концентратор;
Возможность оперативно реагировать на отключение питания или отказ одной из станций первой категории за счет введения в схему кольца оптических переключателей (Optical Bypass Switch). При этом отказ одной из станций не приведет к отказу остальных станций, подключенных к кольцу. Произойдет переключение, и световой сигнал будет пассивно передаваться к следующей станции через оптический переключатель. Стандарт допускает функционирование сети с отключением до трех последовательно расположенных рабочих станций.
Стандарт FDDI имеет ряд ограничений. Общая длина двойного волоконно-оптического кольца не должна превышать 100 км. К кольцу можно подключить до 500 рабочих станций первой категории. Расстояние между узлами при использовании многомодового волоконно-оптического кабеля не должно превышать 2 км. При использовании одномодового оптоволоконного кабеля расстояние определяется, в основном, параметрами самого волокна и приемо-передающего оборудования и может достигать 60 км.
Подстандарт FDDI PMD (Physical medium-dependent layer) в качестве базовой кабельной системы указывает многомодовый волоконно-оптический кабель с диаметром световодов 62.5/125 мкм. Допускается применение кабелей с другим диаметром волокон, например 50/125 мкм. Длина волны — 1300 нм. Средний уровень мощности оптического сигнала на входе рабочей станции должен быть не менее 31 дБм. Напомним, что при расчетах параметров оптических линий связи из-за экспоненциальной зависимости мощности сигнала от расстояния пользуются логарифмическими единицами. В качестве нулевого уровня в технике оптической связи принято значение 1 мВт. Под уровнем мощности понимается величина р = 10 lg(P/l мВт) [дБм], где Р — мощность оптического сигнала. При такой входной мощности вероятность ошибки при ретрансляции данных станцией не должна превышать 2.5·10-10. При увеличении мощности входного сигнала на 2 дБм эта вероятность должна снизиться до 10-12. Максимально допустимый уровень потерь сигнала в кабеле согласно стандарту 11дБм.
Подстандарт FDDI SMF-PMD (Single-mode fiber Physical medium-dependent layer) определяет требования к физическому уровню при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. В этом случае в качестве передающего элемента обычно используется лазерный светодиод, а расстояние между станциями может достигать 60 и даже 100 км.
Сегменты одномодового и многомодового кабеля в кольце FDDI могут чередоваться.
Поскольку каждый конкретный путь однонаправлен и устройства передают данные в указанное время, такая схема полностью исключает коллизии. Это позволяет технологии FDDI достичь теоретически возможной скорости передачи.
Подключенные к сети FDDI станции могут передавать данные в кольцо в двух режимах — синхронном и асинхронном. Синхронный режим функционирует следующим образом. В процессе инициализации сети определяется ожидаемое время обхода кольца маркером — TTRT (Target Token Rotation Time). При этом каждой рабочей станции, получившей маркер, выделяется гарантированное время для передачи ее данных в кольцо. По истечении этого времени станция должна закончить передачу и послать маркер в кольцо. Асинхронная передача основана на следующем алгоритме. Каждая рабочая станция в момент посылки нового маркера включает таймер, который измеряет время от момента посылки до момента поступления к ней маркера — TRT (Token Rotation Timer). Если маркер возвратится к станции раньше ожидаемого времени обхода TTRT, то станция может продлить время передачи своих данных в кольцо и по окончании времени, выделенного для синхронной передачи. Дополнительное время для передачи равно разности между ожидаемым и реальным временем обхода кольца маркером. Из описанного алгоритма видно, что если станции передают мало данных, то неиспользованная ими полоса пропускания сразу становится доступной другим станциям. Кроме того, существует новая версия этой технологии — FDDI-II, которая имеет новый режим передачи данных — Hybrid Mode. Этот режим реализует 125-микросекундный цикл для передачи данных с постоянной скоростью в дополнение к синхронной и асинхронной передачам.
Существует два основных способа подключения рабочих станций к сети FDDI: непосредственное подключение и подключение через мосты или маршрутизаторы к сетям с другими сетевыми протоколами.
Непосредственное подключение используется, как правило, для подключения к сети FDDI серверов различного назначения, высокопроизводительных вычислительных машин и других устройств, предоставляющих сервис для многих пользователей и требующих высоких скоростей обмена данными. Однако ввиду того, что сетевые адаптеры для непосредственного подключения к сети FDDI довольно дороги, этот способ применяется только в тех случаях, когда высокая скорость обмена по сети является обязательным условием работы приложения. Для подключения к сети FDDI персональных компьютеров применяются специализированные сетевые адаптеры, которые вставляются в один из свободных слотов компьютера.
С помощью мостов и маршрутизаторов можно подключить к FDDI сети с другими протоколами, например Token Ring и Ethernet. Такое подключение экономно, так как позволяет подключить к FDDI рабочие станции и другое существующее сетевое оборудование, работающее в локальных сетях. В этом случае сеть FDDI образует магистраль общей сети. Простота управления протоколами и возможность установки защитного экрана на границе между рабочими группами с различными сетевыми протоколами — вот основные достоинства этой архитектуры. Хорошая масштабируемость позволяет подключать к FDDI-магистрали много рабочих групп и маршрутизаторов.
При такой организации проявляются и некоторые недостатки. Например, изменение конфигурации сети приводит к появлению большого количества портов на маршрутизаторах, каждый из которых имеет свой адрес подсети. Это значительно усложняет процесс управления сетью. Кроме того, ретрансляция между маршрутизатором сети Ethernet и сетью FDDI может снизить производительность программного обеспечения.
Для реализации всех достоинств FDDI на базе существующих кабельных систем разработан стандарт CDDI (Copper Distributed Data Interface). CDDI базируется на хорошо отработанной технологии FDDI. Это стандарт физического уровня — распределенный интерфейс передачи данных по медным кабелям; он определяет требования к физическому уровню при использовании экранированной (IBM Type 1) и неэкранированной (категории 5) витых пар. Данная технология значительно упрощает процесс инсталляции кабельной системы и удешевляет ее. Расстояние между станциями при использовании витых пар не должно превышать 100 м.
- Максим Кульгин Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
- Часть I основы корпоративных сетей.
- 1. Базовые сетевые технологии
- Соединения и каналы
- Технологии b-isdn и atm
- Технология Frame Relay
- Технология isdn
- Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- Технология sonet
- Технология smds
- Технология Ethernet
- Дальнейшее развитие технологии Ethernet
- Технология 100vg-AnyLan
- 2. Методология построения корпоративной сети
- Сравнение современных технологий передачи данных
- Требования к сети
- Архитектура сети
- Магистраль на базе коммутации ячеек
- Маршрутизация
- Коммутация
- Выделение маршрутов
- Сетевые шаблоны
- Сетевой шаблон глобальной сети
- Сетевой шаблон городской сети
- Шаблон городской сети с технологией sonet/sdh
- Шаблон городской сети с передачей atm поверх sonet/sdh
- Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
- Сетевой шаблон центрального офиса
- Реализация доступа и магистрали
- Критерии выбора технологии
- 3. Качество обслуживания в современных сетях
- Характеристики трафика
- Трафик разных приложений
- Качество обслуживания «на самоокупаемости»
- Обзор технологий качества обслуживания
- Обеспечение перекрывающей пропускной способности
- Приоритетные очереди в маршрутизаторах
- Протокол резервирования ресурсов
- Установление приоритетов в виртуальных сетях
- Качество обслуживания в сетях Frame Relay
- Качество обслуживания в сетях atm
- Рекомендации
- 4. Модель и уровни osi
- Эталонная модель osi
- Протоколы и интерфейсы
- Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
- Назначение уровней модели osi
- 5. Основные типы сетевых устройств
- Витая пара
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный кабель
- Сетевые адаптеры
- Концентраторы
- Коммутаторы
- Коммутация «на лету»
- Коммутация с буферизацией
- Бесфрагментная коммутация
- Дополнительные функции коммутаторов
- Протокол stp
- Протокол stp и виртуальные сети
- Протокол stp: заключение
- Маршрутизаторы
- Брандмауэры
- Часть II стек протоколов тср/ip
- 6. Ip и другие протоколы нижнего уровня
- Протокол ip
- Протокол arp
- Протокол 1смр
- Протокол udp
- Протокол rtp
- Адресная схема протокола ip
- 7. Протокол tcp
- Формат заголовка
- Состояние системы
- Блок управления передачей
- Установление и закрытие соединений
- Плавающее окно
- Пропускная способность
- Контроль за перегрузками
- Управление потоком данных
- Политики отправки и приема сегментов
- Таймер повторной передачи
- Адаптивный таймер повторной передачи
- Узкие места в сети
- Протокол tcp в сетях atm
- 8. Маршрутицазия протокола ip
- Автономные системы
- Подсети
- Маска подсети
- Протокол rip
- Маска подсети переменной длины
- 9. Протоколы маршрутизации Протокол ospf
- Протоколы igrp и eigrp
- Протоколы политики маршрутизации egp и bgp
- Протокол igmp
- Алгоритмы построения дерева доставки
- Магистраль mbone
- Протоколы групповой маршрутизации Протокол dvmrp
- Протокол mospf
- Протокол рiм
- Бесклассовая междоменная маршрутизация
- Часть III Технология atm
- 10. Введение в технологию атм
- Появление atm
- Форум atm
- Основные компоненты atm
- Уровни atm
- Уровень адаптации atm
- Уровень atm
- Физический уровень
- Прямая передача ячеек
- Использование транспортных кадров
- Использование plcp
- Интерфейсы atm
- Мультиплексирование в сетях atm
- Инверсное мультиплексирование
- Безопасность в сетях atm
- Сигнализация atm
- 11. Основы технологии атм Соединения atm
- Сети без установления соединения
- Сети с установлением соединения
- Виртуальные соединения в сетях atm
- Типы виртуальных соединений
- Виртуальные пути и виртуальные каналы
- Установление соединений atm
- Ячейки atm
- Сети с передачей ячеек
- Формат ячеек atm
- Ячейки формата uni
- Ячейки формата nn1
- Подготовка ячеек к передаче
- Уровень адаптации aal1
- Уровень адаптации aal3/4
- Уровень адаптации aal5
- Адресация atm
- Адрес dcc aesa
- Адреса icd и е.164 aesa
- Управление адресами
- 12. Коммутация и маршрутизация в атм Коммутаторы atm
- Архитектура коммутаторов atm
- Интеграционные функции коммутаторов
- Управляемость
- Маршрутизация в atm
- Протокол маршрутизации запросов pnni
- Протокол сигнализации pnni
- Качество обслуживания
- Протокол tcp
- Протокол udp
- Резервирование ресурсов и протоколы управления потоком данных
- Организация очередей в маршрутизаторе
- Метод явного контроля скорости
- 14. Интегрированные и дифференцированные услуги Качество обслуживания
- Интегрированные услуги
- Сервисные уровни обслуживания
- Сервисное управление нагрузкой
- Гарантируемое обслуживание
- Протокол резервирования ресурсов rsvp
- Стили резервирования
- Развитие сетей с is
- Дифференцированные услуги
- Архитектура системы с предоставлением ds
- Граничные устройства домена ds
- Внутренние устройства домена ds
- Выходные домены
- Использование протокола rsvp в сетях с ds
- 15. Управление трафиком в атм
- Трафик-контракт
- Параметры трафика
- Категории сервиса
- Связь механизмов управления трафиком
- Контроль за установлением соединения
- Контроль за использованием полосы пропускания
- Формирование трафика
- Контроль потока abr
- Контроль приоритетов
- Организация очередей в коммутаторах
- Реализация очередей для службы ubr
- Реализация очередей для службы abr
- Методы отбрасывания пакетов
- Адаптивное управление буферами в коммутаторах
- 16. Интеграция с атм
- Протокол ip поверх atm
- Передача ip-Дейтаграмм по сети atm
- Взаимодействие устройств в одной логической подсети
- Групповая доставка информации в сети atm
- Взаимодействие устройств в разных логических подсетях
- Протокол nhrp
- Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
- Передача ip-дейтаграмм в кадрах sonet
- Технология эмуляции локальной сети — lane
- Концепция lane
- Технология мроа
- Клиент мроа
- Сервер мроа
- Взаимодействие технологий мроа и nhrp
- Масштабируемость в глобальных сетях
- Технология Tag Switching фирмы Cisco
- Технология aris фирмы ibm
- Технология mpls комитета ietf
- Перспективные разработки. Рекомендации
- Взаимодействие технологий atm и Frame Relay
- 17. Интеграция маршрутизации и коммуникации
- Общие вопросы выбора технологий
- Коммутирующие маршрутизаторы
- Коммутация третьего уровня в atm
- Технологии фирм Ipsilon и Toshiba
- Технология FastIp фирмы 3Com
- Технология NetFlow фирмы Cisco
- Технология SecureFast фирмы Cabletron
- Технология Multiprotocol Switched Services фирмы ibm
- 18. Мультимедиа в сети
- Передача видеоинформации
- Технические требования к передаче видеоинформации в сетях atm
- Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
- Передача голоса
- Часть V Приложения
- 1. Стандарты стека протоколов tcp/ip
- 2. Порты протоколов tcp и udp
- 3. Выделение ip - подсетей
- 4. Теория очередей и расчет параметров сети
- 5. Организации по стандартизации
- 6 Список фирм - членов Форума атм
- 7. Спецификации Форума атм
- 8. Список терминов
- 9. Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература Технология atm и протокол ip поверх atm
- Технология качества обслуживания
- Система ip-адресаиии
- Некоторые ресурсы Internet
- Алфавитный указатель
- Оглавление
- Часть I 3
- Часть II 109
- Часть III Технология atm 207
- Часть IV 269
- Часть V Приложения 402