Interfaz de datos distribuidos por fibra (FDDI)es una tecnología de red de área local de 100 Mbps basada en transmisión de fibra-óptica, acceso a medios simbólicos-programado y dos anillos contra-giratorios. Se volvió importante para las redes troncales y de campus porque combinaba un ancho de banda mucho mayor que el de las primeras Ethernet con una forma integrada-de recuperarse de fallas en algunos enlaces o estaciones.
Hoy en día, FDDI es principalmente una tecnología heredada. Aun así, sigue siendo útil para comprender el diseño de anillo resiliente, el acceso a la red basado en tokens-y la transición desde las primeras tecnologías de alta-velocidad.redes de fibra opticaa la moderna Ethernet conmutada.
FDDI de un vistazo
| Característica | FDDI |
|---|---|
| nombre completo | Interfaz de datos distribuidos por fibra |
| Tarifa de datos estándar | 100Mbps |
| Medio primario | Fibra óptica |
| Acceso a los medios | Paso de token-cronometrado |
| Topología lógica | Anillo |
| Resiliencia | Anillos giratorios de contador doble-con envoltura de anillo |
| alcance OSI | Capa física y parte MAC de la capa de enlace de datos, con funciones de administración de estaciones relacionadas- |
| Papel histórico típico | Interconexión de campus, red troncal, servidor y LAN de alta-velocidad |
| Estado actual | Principalmente legado |
ElDescripción general del IEEE de FDDIdescribe la tecnología como un estándar LAN de 100 Mbps que utiliza fibra, acceso de token-temporizado y una arquitectura de anillo giratorio- dual. Esa combinación explica tanto su ventaja de rendimiento a finales de los 80 y principios de los 90 como su reputación de diseño de columna vertebral-tolerante a fallas.
¿Cómo funciona la FDDI?
FDDI controla el acceso al anillo compartido con un token circulante. Una emisora no transmite simplemente cuando quiere. En cambio, espera la oportunidad adecuada para usar el token, envía el tráfico permitido y luego permite que el acceso a la red continúe alrededor del anillo.
1. La ficha circula
Un token se mueve de una estación a otra alrededor del anillo lógico. Una emisora sin nada que transmitir la deja continuar. Esto crea un acceso ordenado sin el comportamiento de colisión asociado con las primeras Ethernet compartidas.
2. Una estación tiene una oportunidad de transmisión
Cuando una estación tiene datos para enviar y las reglas de sincronización permiten la transmisión, captura el token disponible y coloca una o más tramas en el anillo. Otras estaciones reenvían la trama a medida que viaja a través de la red.
3. El destino copia el cuadro.
El destino reconoce su dirección y copia la trama. FDDI también define indicadores de estado de trama-que pueden mostrar si se reconoció una dirección de destino y si se copió la trama.
4. El acceso continúa alrededor del anillo.
Una vez finalizada la oportunidad de transmisión, el acceso al token queda disponible para otras estaciones. El resultado es un ciclo controlado en lugar de una contienda irrestricta por el medio.
Token cronometrado y TTRT
FDDI no es solo una simple red de paso de tokens-. Su MAC utiliza untoken-cronometradomecanismo regido por un concepto llamadoTiempo de rotación del token objetivo (TTRT). TTRT ayuda a establecer expectativas sobre la frecuencia con la que debe regresar el token y cuánto tiempo de transmisión se puede utilizar. Esto hace que el comportamiento de acceso sea más predecible bajo carga.
Esta es también la razón por la que FDDI no debe tratarse como otro nombre para IEEE 802.5 Token Ring. El material FDDI actual de IEEE rastrea su enfoque de acceso a los medios-al método de token-cronometrado asociado con la tecnología de bus de token IEEE 802.4.
Tráfico síncrono y asíncrono
FDDI define transmisión síncrona y asíncrona. El tráfico síncrono puede recibir capacidad asignada, mientras que el tráfico asíncrono utiliza la capacidad disponible según reglas de prioridad y token. Para redes IP,RFC 1188especifica tramas LLC asincrónicas que utilizan tokens sin restricciones para la interoperabilidad.
¿Por qué FDDI utiliza dos anillos?
La parte más reconocible de FDDI es sutopología de anillo dual-. Los anillos primario y secundario giran en direcciones opuestas. Durante el funcionamiento normal, el anillo primario transporta tráfico ordinario mientras que el segundo anillo proporciona una ruta física alternativa.
La cuestión no es duplicar el rendimiento normal a 200 Mbps. El segundo anillo es principalmente un mecanismo de resiliencia en el diseño estándar de anillo dual-.
¿Qué sucede cuando falla un enlace?
Imagine que se corta una ruta de fibra entre dos dispositivos-con conexión dual. Si la red dependiera de un anillo continuo, esa interrupción podría dividir la red. En cambio, FDDI puede unir las rutas primaria y secundaria alrededor de la sección fallida.
Envoltura de anillos
Este proceso de recuperación se conoce comoenvoltura de anillos. Los dispositivos adyacentes a la falla reconfiguran las dos rutas de rotación contraria-para que las secciones operativas restantes formen un anillo lógico continuo. IEEE identifica la envoltura como una parte central de la tolerancia a fallas FDDI.
Ese comportamiento fue especialmente valioso en las redes troncales de los campus, donde, de lo contrario, una falla en un solo cable podría aislar edificios o grandes grupos de usuarios. También ayuda a explicar por qué FDDI apareció en los primeros entornos de alta-disponibilidad ycentro de datos de fibra-ópticainterconexiones.
Componentes de red FDDI: SAS, DAS y concentradores
No todos los dispositivos FDDI se fijan a los anillos de la misma manera. Los principales conceptos de conexión son estaciones de conexión única-, estaciones de conexión dual-y concentradores.
Estación de conexión única-(SAS)
A Estación de accesorios única-normalmente se conecta a través de un concentrador en lugar de conectarse directamente a ambos anillos troncales. Esto evita que un punto final normal se convierta en una parte física esencial de la ruta del anillo dual-.
Estación de conexión dual-(DAS)
A Estación de accesorios dual-Se conecta tanto al anillo primario como al secundario. Por lo tanto, los dispositivos que forman parte de la red troncal resistente pueden participar directamente en la reconfiguración del anillo.
Concentrador FDDI
A concentradorProporciona puntos de conexión para otras estaciones preservando al mismo tiempo la estructura de la columna vertebral. En el diseño de red práctico, permitió organizar las conexiones de los puntos finales sin necesidad de que cada dispositivo conectado se ubicara directamente en el anillo dual.
¿Dónde se utilizó FDDI?
FDDI se creó para una era en la que las redes ópticas de 100 Mbps representaban un aumento sustancial del rendimiento con respecto a los sistemas Ethernet de 10 Mbps que se encuentran comúnmente en las LAN. Las implementaciones típicas incluyeron:
- columnas vertebrales del campus que conectan varios edificios;
- backbones que conectan LAN departamentales-de menor velocidad;
- interconexiones de servidores y{0}}sistemas informáticos;
- entornos de alta-disponibilidad que se beneficiaron de rutas de anillo redundantes;
- grandes redes institucionales donde la distancia óptica y la resiliencia importaban.
La descripción histórica de IEEE identifica específicamente las redes troncales de campus y las interconexiones de centros de datos-entre los usos de FDDI. La infraestructura física en dichas redes todavía dependía de preocupaciones ópticas familiares, como el estado del conector, la pérdida, la continuidad y el estado del cable, que siguen siendo fundamentales parapruebas de cables de fibra-ópticahoy.
Arquitectura FDDI y capas OSI
Es común decir que FDDI opera en las Capas 1 y 2 de OSI. Esta es una abreviatura útil, pero la familia de estándares es más fácil de entender cuando se divide en sus funciones principales:PMD, PHY, MAC y SMT.
PMD: Dependiente del medio físico
Dependiente del Medio Físico (PMD)cubre la parte de la capa física orientada al medio-, incluida la interfaz óptica utilizada para transmitir y recibir señales.
PHY: Protocolo de capa física
Protocolo de capa física (PHY)maneja funciones de señalización física por encima de la interfaz específica del medio-. PMD y PHY juntos forman la operación de la capa física-central.
MAC: Control de acceso a medios
Control de acceso a medios (MAC)maneja el acceso basado en tokens-, la transmisión de cuadros, el direccionamiento y otras responsabilidades de enlaces de datos- asociadas con el uso compartido del anillo.
SMT: Gestión de estaciones
Gestión de estaciones (SMT)coordina el comportamiento de gestión de estación, puerto, archivo adjunto, ruta y anillo-. SMT es una función de administración dentro de la arquitectura FDDI en lugar del transporte de datos de usuario- ordinario.
La documentación anterior de IETF describe la familia de estándares FDDI en términos de PMD, PHY, MAC y SMT, y IEEE 802.2 LLC proporciona el servicio de enlace de datos- restante por encima de FDDI MAC.
Tamaño de trama FDDI y MTU IP
FDDI transporta datos en marcos que contienen información de control, direcciones de origen y destino, datos de capa superior-, información de verificación de errores- y campos de finalización o estado. El tráfico IP a través de FDDI utiliza encapsulación LLC/SNAP y direcciones-de formato largo de 48 bits.
Una distinción técnica útil es la diferencia entre ellongitud máxima del marco FDDIy elMTU IP. RFC 1188 establece que la especificación FDDI MAC permite un tamaño de trama máximo de 9000 símbolos, o4.500 octetos. Después de permitir la sobrecarga de la capa de enlace-y espacio para variaciones de MAC, el RFC especifica una MTU IP de4.352 octetos.
Por lo tanto, una trama máxima de 4500 octetos no significa que un paquete IP pueda utilizar los 4500 octetos como carga útil.
FDDI frente a Ethernet frente a Token Ring
| Característica | FDDI | Ethernet clásico | Anillo simbólico |
|---|---|---|---|
| Método de acceso | ficha cronometrada | Históricamente CSMA/CD en medios compartidos | paso de fichas |
| Velocidad histórica notable | 100Mbps | 10 Mbps en las primeras implementaciones de LAN estandarizadas; luego mucho mas rapido | Implementaciones comunes operadas por debajo de los 100 Mbps de FDDI |
| Concepto de topología | Contador dual-anillo lógico giratorio | Bus o estrella según generación | Anillo lógico |
| Redundancia-doble-anillo integrada | Sí | No existe un mecanismo de anillo dual-inherente equivalente | No es la arquitectura definitoria |
| papel moderno | Legado | Familia de tecnología LAN cableada dominante | Legado |
Tanto FDDI como Token Ring utilizan acceso basado en token-, pero son tecnologías diferentes con reglas de sincronización y diseños físicos diferentes. El mecanismo de token-temporizado de FDDI, la velocidad de 100 Mbps y la tolerancia a fallas de anillo-doble fueron fundamentales para su papel como tecnología troncal.
Ethernet siguió otro camino. Las primeras Ethernet compartidas dependían de la competencia, pero la familia evolucionó a través de la conmutación, enlaces full-dúplex, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y velocidades mucho más altas. Para los lectores que comparan las opciones de LAN ópticas modernas, esta evolución más amplia también se refleja en la actualidad.fibra-Ethernet ópticaimplementaciones.
Ventajas de la FDDI
Alto rendimiento para su época
A 100 Mbps, FDDI proporcionó sustancialmente más capacidad troncal que las redes Ethernet de 10 Mbps comunes durante su auge. Eso lo hizo atractivo para agregar tráfico desde múltiples LAN de menor-velocidad.
Tolerancia a fallos-integrada
El anillo secundario contra-rotación brindó a los diseñadores de redes una ruta alternativa para solucionar ciertas fallas sin requerir una tecnología de redundancia completamente separada.
Acceso a medios predecible
El acceso a tokens-programado brindó a las estaciones una forma controlada de compartir ancho de banda. Esto era valioso en entornos donde el acceso predecible bajo carga importaba más que el modelo de contención más simple de las primeras Ethernet.
Alcance de la columna vertebral óptica
La fibra hizo que FDDI fuera muy adecuado para campus y edificios-a-construcción de redes troncales. Para las redes modernas, la selección de fibra es ahora mucho más amplia; aGuía de fibra monomodo-frente a fibra multimodoes más relevante para las decisiones actuales de alcance, ancho de banda e instalación que la planificación de medios específica de FDDI-.
Limitaciones de la FDDI
Arquitectura más compleja
Los anillos duales, el comportamiento de token-cronometrado, la administración de estaciones, los múltiples tipos de conexiones y los concentradores especializados hicieron que FDDI fuera más complejo de diseñar y operar que muchas redes Ethernet.
Hardware especializado
Las organizaciones necesitaban interfaces e infraestructura compatibles con FDDI-. A medida que se expandió la adopción de Ethernet, FDDI tenía un ecosistema de soporte y equipos más pequeños.
Su ventaja de velocidad desapareció
El rendimiento de 100 Mbps de FDDI era convincente cuando Ethernet normalmente funcionaba a 10 Mbps. Esa ventaja se debilitó una vez que Fast Ethernet alcanzó la misma clase de 100 Mbps y desapareció aún más cuando llegó Gigabit Ethernet.
¿Por qué Ethernet reemplazó a FDDI?
El FDDI no fue desplazado porque su ingeniería central dejara de funcionar. El entorno competitivo cambió.
Primero,Fast Ethernet alcanzó los 100 Mbps, eliminando gran parte de la ventaja de velocidad principal del FDDI. La historia de Ethernet de IEEE identifica IEEE 802.3u como la enmienda que introdujo Fast Ethernet de 100 Mbps.
Segundo,Gigabit Ethernet elevó el rendimiento a 1 Gbps. ElEstándar IEEE 802.3z-1998define el funcionamiento de Ethernet de 1.000 Mb/s y registra la aprobación de la junta en junio de 1998.
En tercer lugar, Ethernet se benefició de un ecosistema en rápida expansión que incluía cobre y fibra, conmutadores, interfaces de red, herramientas de gestión y velocidades cada vez más altas. IEEEHistoria de los estándares Ethernet.muestra cómo progresó la tecnología desde los primeros sistemas de medios compartidos-a través de Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y generaciones posteriores multi-gigabit.
Una vez que Ethernet pudo igualar o superar el rendimiento de FDDI y al mismo tiempo integrarse en la misma familia más amplia de Ethernet que ya se utiliza en las redes empresariales, la implementación de un ecosistema FDDI separado se volvió más difícil de justificar.
¿Se sigue utilizando FDDI hoy en día?
Para nuevas implementaciones de LAN y backbone, FDDI es generalmente una tecnología heredada más que una opción de diseño práctica. La Ethernet moderna proporciona velocidades de datos mucho más altas, amplia interoperabilidad, equipos ampliamente disponibles y herramientas de gestión maduras.
La corrienteGrupo de trabajo Ethernet IEEE 802.3continúa desarrollando estándares y proyectos a cientos de gigabits por segundo y más, lo que ilustra hasta qué punto Ethernet ha superado el nivel de rendimiento de 100 Mbps que alguna vez hizo que FDDI fuera excepcional.
La FDDI aún puede ser importante cuando los ingenieros se encuentran con infraestructura heredada, documentación de red antigua o sistemas históricos. También es útil en la educación sobre redes porque proporciona un claro ejemplo de cómo se manejaban la redundancia, los conceptos de acceso determinista y la topología física antes de que la Ethernet conmutada se convirtiera en dominante.
Para la infraestructura óptica actual, es más probable que la planificación de la red involucre modernasconectividad del centro de datos, conmutación Ethernet, tipos de fibra, transceptores y cableado estructurado que las nuevas instalaciones FDDI.
¿Qué es CDDI?
CDDI, o interfaz de datos distribuidos de cobre, es el medio de cobre-pariente de FDDI. Preserva la red lógica de estilo FDDI-y el acceso a tokens mientras utiliza cobre de par trenzado-para algunas implementaciones en lugar de fibra óptica.
Este es principalmente un tema histórico hoy.RFC 2467, que especifica IPv6 sobre FDDI, señala explícitamente que su uso del término FDDI incluye CDDI.
Preguntas frecuentes sobre FDDI
¿Es FDDI una tecnología LAN o MAN?
FDDI se estandarizó como tecnología LAN. Su alcance óptico y su función de columna vertebral le permitieron abarcar grandes campus y entornos distribuidos similares, pero su linaje de estándares está orientado a LAN-.
¿Qué capas OSI utiliza FDDI?
FDDI proporciona funciones de capa-física y la parte MAC de la capa de enlace de datos. Su arquitectura de estándares se describe comúnmente a través de PMD, PHY, MAC y SMT, con LLC por encima de FDDI MAC.
¿Qué es TTRT en FDDI?
Tiempo de rotación del token objetivoes un valor de tiempo utilizado por el sistema de tokens-cronometrados FDDI para controlar la rotación esperada de tokens y las oportunidades de transmisión. Ayuda a la red a asignar capacidad y mantener limitado el comportamiento de acceso al token.
¿Qué es la MTU FDDI?
Para IP sobre FDDI, RFC 1188 especifica una MTU de4.352 octetos. Esto es menor que el tamaño máximo de trama FDDI de 4500-octetos porque los campos de la capa de enlace y la sobrecarga del protocolo también consumen espacio.
¿Puede el FDDI funcionar sobre cobre?
El nombre original y las implementaciones comunes se basan en fibra, pero CDDI extendió el mismo enfoque de red general a los medios de cobre. La CDDI ahora es principalmente relevante como parte de la historia de la FDDI.
Por qué la FDDI sigue siendo importante
FDDI ya no es una opción de red convencional, pero sigue siendo un caso de estudio útil en ingeniería de redes. Su diseño muestra cómo una LAN puede combinar el acceso controlado a los medios con la redundancia de rutas físicas-y su declive muestra que la sofisticación técnica por sí sola no determina qué tecnología de red se vuelve dominante. El costo, el tamaño del ecosistema, la interoperabilidad, la simplicidad operativa y el ritmo del desarrollo de estándares son igualmente importantes.