FDDI

5/16/2018 FDDI - slidepdf.com

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FDDIFiber Distributed Data Interface

Réalisé Par:

•El ghouzal Saâd



Sommaire

• INTRODUCTION.

• NORMALISATION.

• CARACTERISTIQUES.

• TYPES DE NŒUD FDDI.

• ARCHITECTURE D’UNE STATION FDDI.

• LA COUCHE LIAISON.

• LES TRAMES FDDI.

• FONCTIONNEMENT DU PROTOCOLE FDDI.

• MODES DE FONCTIONNEMENT ET GESTION SMT.

• ADMINISTRATION FDDI.

• EVOLUTION FDDI VERS FDDI II



INTRODUCTION

Avec Le progrès technologique effectué depuis les années 1980 sur lessupports de transmissions utilisant la fibre optique nous avons vu depuis1987 l'émergence de nouveau mode de transmission utilisant ce support.Jusqu'à lors des protocoles comme IEEE 802.3, 802.4, 802.5 avaient étéconçus pour fonctionner avec des supports dit "électrique" (câbles de typepaires torsadées ou coaxiaux) dont les vitesses de transmissions étaient del'ordre de 10 Mbits/s. Depuis peu les vitesses atteintes sont de 10 Gbits/smais sur des distances très courtes (< 1 Km ). La solution fibre optiquepermet de passer à des supports hautes performances dont les vitessessont d'une centaine de Mégabit/s sur des distances > 100 km. Cette

solution connue sous le nom de FDDI (Fiber Data Distributed Interface)provient du milieu informatique, et plus particulièrement du secteur desréseaux locaux dont elle constitue une sorte d'extension



INTRODUCTION



NORMALISATION

Le réseau FDDI a été étudié aux États-Unis par le Comité

d'Accréditation de Standard de l'ANSI : ASC X3T9 Au niveau del'ISO le groupe de travail ISO/IEC.JTCI/SC25 a complété laproposition FDDI pour en faire un standard international : ISO

9314.



CARACTERISTIQUES

L'architecture FDDI permet de gérer des débits pouvant atteindre200 Mbit/s avec un mécanisme de reconfiguration automatique, à100 Mbit/s, en cas de rupture d'un anneau. FDDI est un ordre plus

vite que Ethernet et six fois plus vite que le Token Ring d'IBM. Lemodule de gestion intégré au réseau, Station Management (SMT),place FDDI comme le réseau local standardisé (ISO 9314) le plusperformant. Les caractéristiques de FDDI le font entrer à la fois dansla catégorie des réseaux LAN et des réseaux MAN. Son utilisationprincipale est la fédération de réseaux locaux à moyen débit. Dans

ce cas d'utilisation, il est appelé réseau backbone car il constituel'épine dorsale du système de communication. La capacité detransmission de FDDI rend transparent à l'utilisateur le passage parce réseau fédérateur.



CARACTERISTIQUES



TYPES DE NŒUD FDDI

La topologie permet deux types d'attachements : accès aux deuxanneaux ou à un seul. La norme ANSI définit trois classes destations :

• classe A : désigne les stations à attachement double (DAS: DualAttachment Station). Les stations de classe A sont reliéesdirectement aux deux anneaux simultanément.

• classe B : désigne les stations à attachement simple (SAS : SimpleAttachment Station). Les stations sont reliées à un seul anneau. Une

station de classe B n'a pas la possibilité de se raccorder directementà l'anneau, elle ne peut s'y relier que par l'intermédiaire d'unconcentrateur.



TYPES DE NŒUD FDDI

• classe C : désigne les concentrateurs FDDI. Un concentrateur deniveau 1 (DAC : Dual Attachment Concentrator), est rattachédirectement au double anneau, tandis qu'un concentrateur de

niveau 2 (SAC : Simple Attachment Concentrator) est relié soit à unconcentrateur de niveau 1, soit à un autre concentrateur de niveau2. Les deux types de concentrateurs possèdent des portssupplémentaires permettant de raccorder des stations de travail.Ces stations ne sont pas physiquement reliées à l'anneau mais ellesen font logiquement partie.



TYPES DE NŒUD FDDI



TYPES DE NŒUD FDDI



TYPES DE NŒUD FDDI



ARCHITECTURE D’UNE STATION FDDI

A la différence de ATM et DBDQ, FDDI défini son propre supportphysique. FDDI n’est pas conçu pour utiliser les supports typesliaisons spécialisées, hiérarchie PDH, ou SDH des opérateurs. Celareprésente en effet un sérieux handicap dans les pays européens oùles autorisations de passer des câbles sur la voie publique est trèsdifficile à obtenir. Actuellement de nouvelles propositions additivessont en cours pour utiliser la paire téléphonique. (Type 5).







La couche physique

Le niveau physique PL (Physical Layer) est constitué de deux sous-couches:

La sous-couche PMD (Physical Medium Dependent) offre tous les services

nécessaires aux communications numériques point à point entre lesstations dans un réseau FDDI, c'est-à-dire à la transmission de flots de bitscodés, d'une station à l'autre. La PMD définit et caractérise les émetteurset récepteurs optiques, les contraintes de codage imposées par le support,les câbles, les connecteurs, les bilans énergétiques, les relais optiques etautres caractéristiques physiques.

La sous-couche PMD fait l'objet d'une norme : ISO 9314.3. Dans cettenorme ont été définis :




Le support est constitué de deux fibres afin d'assurer la fiabilité duréseau.

Le support en fibre optique multimode de 62,5/125 m de diamètre,

de bilan optique 11 dB et liaisons limitées à 2 kilomètres.Le support fibre optique monomode, permettant l'établissement deliaisons d'une soixantaine de kilomètres entre les stations.

• la longueur d'onde : 1 300 nm;

• l'émetteur : LED;

• le connecteur : double connecteur ST.










• La sous-couche PHY (PHYsical layer protocole) fait l'objet dustandard ISO 9314.1. Elle définit l'interface entre les couches PMDet DLL. Le niveau PHY est responsable de la synchronisation et des

codages de décodages. Deux niveaux de codage sont utilisés :• Le PHY convertit les symboles provenant de MAC en bits codés en

NRZ ; le code utilisé est un code de groupe de type 4B/5B, c'est-à-dire un groupe de 4 bits de données est codé en un groupe de 5 bitscodés en NRZ qui, à leur tour, sont codés en une séquence de 5 bitscodés en NRZI. L'horloge locale utilisée dans l'interface physique est

de 125 MHz qui, en raison du codage 4B/5B, rapporte un débit de100 Mbps.









LA COUCHE LIAISON

Media Access Control (MAC)

Normalisé MAC ISO 9314.2. Cette couche définie comment le médiaest accédé , incluant le format des trames, le protocole Timed-

Token (Jeton Temporisé), l'adressage, les algorithmes pour calculerles cyclique redondant, vérifier les valeurs transmises, et lesmécanismes de récupérations d'erreurs.

L'accès au support est contrôlé via un jeton ; une station ayantcapté le jeton le retransmet immédiatement sur le support un foissa transmission terminée. Deux classes de services ont été

identifiées sur un réseau FDDI :

• service synchrone

• service asynchrone



LA COUCHE LIAISON

La classe de service synchrone

Correspond aux applications qui nécessitent une bande passantegarantie et/ou un délai d'acheminement déterministe et des

contraintes sur la variation de ces délais.Afin d'offrir un service satisfaisant au trafic synchrone, le temps de

rotation du jeton est contrôlé, c'est-à-dire que le temps total, mispar celui-ci pour parcourir tout le réseau, doit rester en dessousd'un seuil fixé par les applications utilisant le réseau. Une valeurcible du temps de rotation du jeton, TTRT (Target Token Rotation

Timer), est établi à l'initialisation du réseau. La valeur TTRT estutilisée pour charger un temporisateur, désigné TRT (Token RotationTimer), dont le but est de contrôler le délai de retour du jeton.



LA COUCHE LIAISON

De façon optionnelle, plusieurs niveaux de priorité peuvent être distinguésau sein du trafic asynchrone d'une station, ce qui permet de contrôler labande passante offerte à ces différentes sources asynchrones. Plus lapriorité d'une station est élevée, plus la bande passante disponible pour

les sources asynchrones de cette priorité est grande.• La classe de service asynchrone

Satisfait les contraintes de trafic en créant une certaine quantité de bandepassante partagée par toutes les stations qui utilisent cette classe deservice.

Remarque :

Une trame synchrone pourra être transmise indépendamment de la valeurdu TRT. Par contre, une trame asynchrone ne pourra être émise que si letemporisateur TRT n'a pas expiré.



LA COUCHE LIAISON

• Logical Link Control (LLC)

Définie les moyens pour échanger des données entre plusieurs utilisateursLLC. Elle reprend la norme IEEE 802.3.

• SMT (Station ManagemenT)

Définie la gestion dans toutes les stations. Elle intervient à tous les niveauxde FDDI , reconstitution

Spécifie le contrôle des sous-couches PMD, PHY et MAC ; Initialisation del'anneau,

Gestion des pannes (détection, isolation et reprise sur erreur, actions à

entreprendre en cas d’incidents), la temporisation , Etablissement desstatistiques,

Responsable de la configuration, reconfiguration de l’anneau, Contrôlel'anneau avec l'insertion ou le retrait d'une station.



Les trames FDDI

Il existe deux formes de trame

• Les trames de données

• Les jetons.



Les trames FDDI

• PA : (Préambule), il est constitué d’au moins 8 octets [16 symboles I(Idle)] par le créateur de la trame et ils permettent la

synchronisation de l’horloge du récepteur.• SD : (Starting delimiter). Ce séparateur de début codé sur 1

octet, il sert à délimiter le début d’une trame ou d’un jeton.Cet octet est composé des valeurs J et K (Ces symboles J et Ksont 2 symboles du code 4B/5B).

• FC : (Frame Control), codé sur 1 octet il décrit le type de latrame et ses particularités. l’octet est décrit par la formesuivante :



Les trames FDDI

• Le bit (C) de classe de trame indique la classe du service. Trameasynchrone (0) Trame synchrone (1)

• Le bit (L) de longueur d'adresse de trame indique la longueur des

deux adresses MACs (SA et DA). Adresse 16 bits (0) Adresse 48 bits(1)

• Les bits (F) de format de trame, avec les bits de CL et ZZZZ indiquentle type de trame.



Les trames FDDI



Les trames FDDI

• DA SA: sont exactement les mêmes que pour les autres réseaux locaux detype IEEE 802.3 802.5 etc.

Elles sont composées de 6 octets. Chaque station a une adresse uniquequi l'identifie. Lorsqu'une station reçoit une trame, elle compare le champ

DA de la trame avec le sien. Si les deux sont égaux, la station copie lecontenu de la trame dans son tampon.

Une trame peut aussi être destinée pour plusieurs stations. Le premier bitdans le DA indique si c'est une adresse individuelle (0) ou une adresse degroupe (1).

Une adresse peut-être administrée localement ou universellement. Si elle

est administrée universellement, les premiers 3 premiers octets del'adresse est le n° du manufacturier. Les trois derniers octets différentientles stations.



Les trames FDDI

• INFO : Ce champ peut être vide ou contenir un nombre pair desymboles. Sa taille est limitée à 9000 symboles (4500 octets).



Fonctionnement du protocole FDDI

Circulation du Jeton

Comme dans le 802.5 (Token Ring de base) une station qui veut

émettre doit d'abord capturer le jeton en le retirant de l'anneau.Par contre elle diffère du 802.3 dans le sens où le jeton n'estrelâché que lorsque toutes les données émises par la stationémettrice lui sont revenues.

Dans FDDI il peut y avoir simultanément dans les données unesuccession de plusieurs trames provenant de stations différentesmais dans tous les cas ces données sont toujours suivies d’un jeton.




Lorsqu’un paquet de donné arrive sur une station qui a besoind’émettre cette station attend que le jeton passe pour insérer satrame

dans le paquet et re dépose le jeton à la suite.

Chaque station régénère, répète et transmet les informations à lasuivante. La station destinataire recopie la trame

dans une mémoire tampon et la retransmet après avoir modifié lesbits "adresse reconnue" et "trame copiée" du

champ d'état (voir Structure de la trame FDDI dans la sectionprécédente). C'est la station émettrice qui retire de

l'anneau les trames qu'elle y a placées.




Lorsqu’une station est en possession d’un jeton elle ne peut legarder indéfiniment. Il est gardé que pour une

durée limitée, pendant laquelle les données sont émises (données

synchrones et données asynchronesrespectivement).Ce temps d’autorisation de détention du jetonpeut être ou ne pas être écoulé au terme de la

transmission des données. La norme FDDI spécifie un certainnombre de temporisateur et de compteurs.

La norme FDDI fixe un temps de propagation de signal sur l’anneauà 1,667 ms. Les 200 km de câble

contribuent pour 1,077mset les 1000 stations pour 0.6 ms soit untemps de traversé de chaque station de 600 ns.










• Les temporisateurs

Chaque station doit maintenir 3 temporisateurs pour réguler lesopérations sur l’anneau. Les valeurs de ces temporisateurs sont

administrées localement. Ces valeurs peuvent varier d’une station àl’autre à condition que les limites applicables à l’anneau ne soientpas violées.

TTRT (Target Token Rotation Time). Il indique le temps moyen permisau jeton pour faire le tour complet de l’anneau. Cette valeur estnégociée entre toutes les stations pendant la phase d’initialisation

du réseau Ce temps est négocié grâce au processus claim.. La valeurla plus faible parmi toutes les propositions est retenue. Cette valeurnégociée doit être comprise entre 4 ms et 167 ms.




• T_MAX Valeur maximal pour TTRT

• T_MIN Valeur maximal pour TTRT

•

TRT (Token Rotation Timer) Ce compteur permet de mesurer letemps de rotation réel. Il reflète le temps

à attendre avant de voir arriver le jeton. Ce compteur est réarmé àchaque fois qu’une station re dépose le jeton. Si ce compteur expireavant le retour du jeton LATECT est incrémenté.

• LATE_CT (Late Counter) Ce compteur enregistre le nombred’expiration de TRT depuis la dernière réception du jeton.




• THT (Token Holding Timer) positionné à la valeur TTRT-TRT lorsquele jeton arrive en avance. Le THT permettra d’envoyer des trames

asynchrones si nécessaire jusqu’à expiration de ce compteur.• TVX (Timer Valid Transmission) Ce temporisateur est initialisé à

chaque réception de jeton. Il permet de

• vérifier si l’anneau est toujours opérationnel. L’expiration de TVXdéclenche un processus claim. La valeur de TVX doit être d’au moins62500 symboles (2,50 ms).




• Partage de la bande passante

Chaque station dispose d’une fraction de la bande passante exprimée enpourcentage. Afin de garantir un minimum équité sur le partage de labande entre toutes les stations, une classe de trames synchrones est

utilisée pour le trafic régulier et une classe de trame asynchrone pour lestransferts moins réguliers ou aléatoires peuvent être utilisée.






MODES DE FONCTIONNEMENT ET GESTION SMT.

Toute la difficulté du protocole FDDI réside dans la gestion del'anneau. Il faut qu'en cas de problème, la continuité de l'anneausoit préservée, que l'allocation des ressources reste équitable, quela prise du jeton soit renégociée, les erreurs détectées et corrigées,

etc.Le protocole Token Ring utilise une station particulière appeléemoniteur, ayant en charge la totalité de la gestion du réseau.Cependant, à la suite d'un incident, l'anneau FDDI peut êtrepartionné en plusieurs sous-anneaux. L'approche moniteur

centralisé n'est donc pas valable car elle nécessiterait ungestionnaire par sous-anneau. De plus, une station à doubleattachement peut, le cas échéant, constituer un anneau à elle seuleet elle doit par conséquent être en mesure de s'autogérer.




C'est pourquoi, il a été décidé qu'une entité de gestion : SMT, seraitprésente dans chacun des nœuds FDDI (station ou concentrateur).Chaque station surveille l'anneau en permanence afin de détecterdes conditions d'anomalie qui nécessiterait une réinitialisation de

l'anneau. Dans un tel cas, mais aussi lors de l'insertion d'unestation, une procédure d'initialisation est démarrée : le processusClaim.

• Processus Claim

Dans un anneau de type FDDI contrairement à un protocole IEEE

802.5 aucune station n’est monitrice du réseau et chacune d’entreelles doit surveiller en permanence le réseau pour qu’en casd’anomalie une réinitialisation du réseau ait lieu. Cette phase estappelée Claim processus.




Cette phase permet de négocier la valeur du TTRT et de déterminerla station qui engendrera le premier jeton. Pour cela, chaque stationémet continuellement des trames dites de négociation (frameClaim), contenant la valeur du TTRT qu'elle aimerait voir appliquer.Chaque station qui reçoit une telle trame en compare le contenuavec sa propre valeur de TTRT à proposer : si la valeur lue estinférieure, elle propage la trame reçue, sinon elle émet une trameClaim contenant son propre TTRT souhaité. En l'absence de défautsur l'anneau, l'une des stations voit finalement revenir sa propre

trame Claim, qui a fourni au passage sa valeur de TTRT à toutes lesautres stations. C'est ensuite elle qui fait circuler le premier jetonsur l'anneau. Plus une station a besoin d’émettre des donnéesurgentes plus elle aura tendance à demander un TTRT faible.




• Processus beacon

Quand une station détecte que le processus de négociation initial aéchoué ou alors sur simple requête de la couche SMT, elle met en place unprocessus Beacon. C'est le cas lors d'une coupure physique de l'anneau. Le

processus Beacon a pour objet de localiser la panne afin d'entamer lesactions de recouvrement qui s'imposent par l'intermédiaire de la coucheSMT. Durant ce processus, chaque station émet en continu des trames detype Beacon; Lorsqu'elle reçoit de telles trames de sa voisine amont, ellecesse d'émettre ses propres trames et répète celles qu'elle reçoit. Ainsi, lastation suivant immédiatement la liaison défectueuse va remplir l'anneau

avec ses propres trames, identifiées par l'adresse source. Cela permetdonc la localisation du défaut et la mise en œuvre d'une reconfigurationpar utilisation de l'anneau secondaire.



Administration FDDI

Le but de FDDI est d’assurer la continuité des transferts de donnéesmême en cas de panne. Si une défaillance se produisait, il faut très

vite détecter le problème et entamer la phase de reconfiguration.Pour ce faire, chaque station ou concentrateur possède son entitéde gestion propre pour éviter comme dans le Token Ring que ce soitla station monitrice qui détecte la panne pour remédier auproblème (station monitrice isolée).



Administration FDDI

Cette unité de gestion SMT à pour rôle la gestion de la configurationdu réseau :

•

gestion des connexions• initialisation

• détection d’erreur

• reconfiguration

• détection d’adresse dupliquée.



FDDI II

Très rapidement après la conception de FDDI s'est fait sentir lebesoin d'un réseau local capable de supporter simultanément voix,son, images numériques et données. Le réseau FDDI s'est avéré nepas convenir à ce type d'application, principalement pour un réseau

comportant un grand nombre de nœuds.

Une nouvelle version de FDDI a donc été proposée, principalementà l'initiative de spécialistes en télécommunications comme BritishTelecom et AT&T, elle aussi basée sur une boucle en fibre optique.FDDI-II est une extension de FDDI qui lui reste compatible en lui

ajoutant la possibilité d'acheminer du trafic isochrone (véhiculétraditionnellement grâce à une technique de commutation decircuits) en plus des trafics asynchrones et synchrones(généralement véhiculé par commutation de paquets).



COMPARAISON de FDDI AVEC 802.5



MERCI

A VOUS

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