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UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE FICA CIERCOM NETWORKING I NOMBRE: John Jairo Peñafiel FECHA: CIERCOM REDES FDDI Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface) es un interfaz de datos distribuido por fibra, fue diseñada para cumplir los requerimientos de redes individuales de alta velocidad, y conexiones de alta velocidad entre redes individuales.

En pocas palabras, FDDI es una tecnología de 100 Mbps LAN que se puede ejecutar a través de fibra óptica o cable de cobre según la norma ANSI X3T9.5. Es el más antiguo con 100 Mbps comúnmente disponibles de la red, y es ampliamente utilizado como una tecnología de backbone para interconectar varias redes pequeños Ethernet o Token Ring. También se utiliza cuando se requiere una alta fiabilidad y / o de alta velocidad para una aplicación específica. (System, 2002) Esta norma fue definida, originalmente, en 1982, para redes de hasta 7 nodos y 1 Km. de longitud, denominada como LDDI (Locally Distributed Data Interface). Sin embargo, en 1986 fue modificada y publicada como borrador de la norma actual, e inmediatamente aprobada, apareciendo los primeros productos comerciales en 1990. (Palet, 1994) CARACTERÍSTICAS DE LA RED FDDI:        

Máximo 500 estaciones. Distancia máx. entre estaciones: 2km. Ciclo de reloj de 125Mhz. Codificación 4b/5b. Trama máxima de 4500 bytes. Corresponde a los dos primeros niveles de la capa OSI, capa física y capa. Interfaz de red en configuración de doble anillo, con paso de testigo. Puede ser implementada con fibra óptica, cable de tipo par trenzado blindado (STP), o cable de par trenzado sin blindar (UTP).  Tiene una velocidad de 100 Mbps.  Tiene un esquema tolerante a fallos, flexible y escalable.  Esta red proporciona seguridad, velocidad y transmisión de información a grandes distancia. Las redes LAN con FDDI pueden tener hasta 500 nodos separados por 2 km, y todo el medio puede abarcar una distancia total hasta de 200 km (125 millas) si se usan repetidoras al menos cada 2 km. En FDDI se pueden usar dos tipos de nodos: de conexión única y de conexión dual. [1] (Tomasi, 2003) Un accesorio de estación única (SAS) de red de FDDI consiste en que cada nodo que tiene sólo un cable de conexión a un concentrador. Cada nodo sólo se conecta al anillo primario en esta configuración, y el

funcionamiento a 200 Mbps no es posible. El concentrador se ocupa de cualquier situación en la que el anillo principal tiene que ajustarse de nuevo al anillo secundario. A la estación de doble sujeción (DAS) de red FDDI consiste en que cada nodo tiene dos conexiones. Estas conexiones pueden ser un nodo a otro, tanto entre un nodo y un concentrador, o un nodo a dos concentradores. El último tipo se denomina Dual Homing, y se utiliza para aplicaciones muy críticas para mantener un nodo conectado a la red, incluso si uno de los concentradores que está conectado debe suceder al fracaso. En una red de DAS, no es necesario el uso de concentradores, aunque es una buena idea hacerlo. Concentradores proporcionan una medida de protección, por medio de una función de envoltura. Una red DAS sin concentradores puede sobrevivir una ruptura de la integridad del anillo, con una segunda ruptura aislar al menos uno y posiblemente muchos nodos. A base dual conectado red DAS tiene una considerable cantidad de redundancia incorporada, y es muy poco probable que falle. El tráfico de cada anillo viaja en direcciones opuestas. Físicamente, los anillos están compuestos por dos o más conexiones punto a punto entre estaciones adyacentes. Los dos anillos de la FDDI se conocen con el nombre de primario y secundario. El anillo primario se usa para la transmisión de datos, mientras que el anillo secundario se usa generalmente como respaldo. Se distinguen en una red FDDI dos tipos de estaciones: las estaciones Clase B, o estaciones de una conexión (SAS) , se conectan a un anillo, mientras que las de Clase A, o estaciones de doble conexión (DAS) , se conectan a ambos anillos. Figura 1.

Figura 1. Red de doble anillo FDDI

En la capa más baja, FDDI crea una red compuesta de dos anillos de interconexión de todos los nodos en la red. Cada anillo transmite datos en una dirección opuesta a la otra. Estos anillos son lógicas en la naturaleza, y existen independientemente de cómo la red está conectada físicamente juntos. La razón para tener dos anillos es la tolerancia a fallos. La mayor parte del tiempo, el anillo primario transporta los datos y el anillo secundario está inactivo. En caso de una rotura en el anillo, los nodos más próximos al descanso voluntad loop anillo primario al anillo secundario, que no pasa por la culpa y resulta en un anillo ininterrumpido. FDDI también ofrece la capacidad de utilizar ambos anillos para la transmisión de datos al mismo tiempo. Esta característica aumenta la velocidad de la red a 200 Mbps. En caso de un fallo, el anillo secundario volverá a su función anterior, y la velocidad de la red global se reducirá a 100 Mbps. FDDI utiliza un protocolo de paso de testigo que es similar, pero no idéntica a Token Ring. En tal disposición, un tipo especial de paquete llamado un contador se envía alrededor de la red. Cualquier nodo que desea transmitir datos a la red capta primero el token, envía un paquete de datos a la red, a continuación, se libera el token. Cada estación de la red recibirá la transmisión y repetirla. Si una estación recibe una transmisión dirigida a la misma, que marcará la transmisión como recibida y repetirla a la red. La transmisión viajará alrededor del anillo hasta que se recibe por la estación que originalmente lo envió, que lo elimina del anillo. Si una emisora no recibiera su transmisión de vuelta, se supone que se produjo un error en alguna parte. (System, 2002) Las redes FDDI de clase A (DAS o DAC), usan ambos anillos, ya que tienen la capacidad de reconfigurarse en caso de interrupción del servicio en el primer anillo. Por el contrario, las estaciones de clase B (SAS y SAC), sólo pueden enlazarse al anillo primario, como solución de conexión de bajo coste, en caso de equipos en los que no es crítica la interrupción del servicio. (Palet, 1994) TIPOS DE TRÁFICO EN UNA RED FDDI: Las redes FDDI utilizan un mecanismo de transmisión de tokens similar al de las redes Token Ring, pero además, acepta la asignación en tiempo real del ancho de banda de la red, mediante la definición de dos tipos de tráfico: 1. Tráfico Síncrono: Puede consumir una porción del ancho de banda total de 100 Mbps de una red FDDI, mientras que el tráfico asíncrono puede consumir el resto. 2. Tráfico Asíncrono: Se asigna utilizando un esquema de prioridad de ocho niveles. A cada estación se asigna un nivel de prioridad asíncrono. El ancho de banda síncrono se asigna a las estaciones que requieren una capacidad de transmisión continua. Esto resulta útil para transmitir información de voz y vídeo. El ancho de banda restante se utiliza para las transmisiones asíncronas (Barcena, Ibarra, Medina, Macias, & Contreras, s.f.) SUBCAPAS DEL ESTÁNDAR FDDI:

En la estructura FDDI, se distinguen 4 subcapas básicas, cada una con funciones totalmente separadas: PMD (Medio de capa física). Especifica las señales ópticas y formas de onda a circular por el cableado, incluyendo las especificaciones del mismo así como las de los conectores. Es decir que define las características del medio de transmisión. ANSI aprobó la subcapa PMD en 1988, y se corresponde con la mitad inferior de la capa 1 (capa de enlace físico) en el esquema OSI. Existe también una especificación de fibra, empleando detectores/transmisores láser para distancias de hasta 60 Km. entre estaciones. PHY (protocolo de la capa física). Se encarga de definir los procesos de la codificación y decodificación de las señales así como de la sincronización, mediante el esquema 4B/5B, que proporciona una eficacia del 80%, a una velocidad de señalización de 125 MHz, con paquetes de un máximo de 4.500 bytes. Proporciona la sincronización distribuida. Fue aprobada por ANSI en 1988 y se corresponde con la mitad superior de la capa 1 en el esquema OSI. MAC (control de acceso al medio). Su función es la programación y transferencia de datos hacia y desde el anillo FDDI, así como la estructuración de los paquetes, reconocimiento de direcciones de estaciones, transmisión del testigo, y generación y verificación de secuencias de control de tramas (FCS o Frame Check Sequences), en decir que se encarga de definir la forma en que se accede al medio. Corresponde con la mitad inferior de la capa OSI 2 (capa de enlace de datos) y fue aprobada por ANSI en 1986. SMT (gestión o administración de estaciones). Se encarga de la configuración inicial del anillo FDDI, y monitorización y recuperación de errores. Incluye los servicios y funciones basadas en tramas, así como la gestión de conexión (CMT o Connection Management), y la gestión del anillo (RMT o Ring Management). Se solapa con las otras 3 subcapas FDDI, y por tanto fue la de más complicada aprobación por parte de ANSI, que se realizó en 1993. (Tanenbaum, 2003) Ver figura 2.

Figura 2. Estructura de las subcapas de FDDI TRAMAS FDDI: Las tramas en la tecnología FDDI poseen una estructura particular. Cada trama se compone de los siguientes campos: Figura 3.

Figura 3. Formato de la trama de token y FDDI • Preámbulo, que prepara cada estación para recibir la trama entrante. • Delimitador de inicio, que indica el comienzo de una trama, y está formado por patrones de señalización que lo distinguen del resto de la trama. • Control de trama, que contiene el tamaño de los campos de dirección, si la trama contiene datos asíncronos o síncronos y otra información de control. • Dirección destino, que contiene la dirección física (6 bytes) de la máquina destino, pudiendo ser una dirección unicast (singular), multicast (grupal) o broadcast (cada estación). • Dirección origen, que contiene la dirección física (6 bytes) de la máquina que envió la trama. • Secuencia de verificación de trama (FCS), campo que completa la estación origen con una verificación por redundancia cíclica calculada (CRC), cuyo valor depende del contenido de la trama. La estación destino vuelve a calcular el valor para determinar si la trama se ha dañado durante el tránsito. La trama se descarta si está dañada. • Delimitador de fin, que contiene símbolos que indican el fin de la trama. • Estado de la trama, que permite que la estación origen determine si se ha producido un error y si la estación receptora reconoció y copió la trama. (Palet, 1994) GESTION DE FALLOS Y FIABILIDAD: Gestión de Fallos Para los problemas relacionados con el manejo de testigos, FDDI especifica técnicas generales de gestión de fallos. Todas las estaciones de la red son responsables de la monitorización del protocolo de paso de token y de la inicialización del anillo si se producen condiciones no válidas. Una condición no valida incluye un periodo largo de inactividad del anillo (lo que indica un token perdido), o un periodo largo de transmisión de datos sin un token (lo que significa un paquete de datos persistente). Cuando una estación detecta cualquiera de estas condiciones, comienza la inicialización del anillo con el procedimiento de reclamación del token. La estación emite un flujo continuo de paquetes de datos de control, denominados paquetes de reclamación. Cada paquete de datos contiene un valor de TTRT sugerido.

Si una estación que envía paquetes de reclamación recibe uno de otra estación, compara sus valores de TTRT. Si su propio TTRT es menor, continua transmitiendo los paquetes de reclamación. Si el valor de la otra estación es menor, transmite los paquetes de dicha estación. Si los valores son iguales, se usa la dirección de la estación para determinar que estación tiene precedencia. Eventualmente, el paquete de reclamación que tiene el menor valor de TTRT pasa por otras estaciones y vuelve a la estación transmisora. En este momento, la estación transmisora se reconoce como la ganadora del proceso de reclamación del token. Entonces comienza la inicialización real del anillo. La ganadora del proceso de reclamación del token transmite un token que contiene su valor de TTRT. Las demás estaciones reconocen que ahora el anillo se ha inicializado ya que, anteriormente, han recibido los paquetes de reclamación en lugar de los token. Cada estación salva el valor TTRT, realiza el proceso de inicialización y pasa el token a la siguiente estación. No se transmite ningún paquete de datos hasta que el token ha pasado una vez por el anillo. Cuando se produce un fallo importante, tal como una ruptura del anillo, se usa un proceso faro. Cuando una estación que ha estado transmitiendo paquetes de reclamación reconoce que ha transcurrido u periodo especifico sin resolución del proceso de reclamación del token, inicia el proceso faro transmitiendo un flujo continuo de paquetes faro. Si una estación recibe de otra un paquete faro, detiene la transmisión de sus paquetes faro y pasa los que ha recibido. Los paquetes faro de la estación inmediatamente siguiente a la ruptura se propagaran, eventualmente, a través de la red, permitiendo la reconfiguración de la misma. Si una estación recibe sus propios paquetes faro, supone que el anillo se ha restablecido e inicia el proceso de reclamación del token. Ver figura 4.

Figura 4. Funcionamiento tolerante a fallos de FDDI

Fiabilidad Además de una alta velocidad de transmisión, la FDDI está diseñada para proporcionar una comunicación altamente fiable. Se han incorporado al diseño de FDDI ciertas técnicas para la mejora de

la fiabilidad, que incluyen el uso de concentradores de cableado y conmutadores ópticos de puenteo automáticos, que facilitan la localización de fallos y el puenteo de las estaciones que no funcionan. La FDDI también permite una configuración en doble anillo, en la que se usan dos anillos para interconectar estaciones, fluyendo en cada anillo los datos en sentidos opuestos. Uno de los anillos se designa como anillo primario y el otro como anillo secundario. Si se produce un fallo en un enlace, las estaciones del otro lado del enlace reconfiguran el anillo secundario. Esto restablece el anillo y permite que la transmisión continúe, Si una estación falla, tiene lugar una reconfiguración similar. (Tangemann & Sauer, 1991)

Figura 4. Gestión del Canal

VENTAJAS Y DESVENTAJAS: Ventajas  Presenta un ancho de banda como mínimo 10 veces superior al de las redes Ethernet y Token Ring actuales.  Capacidad para transmitir información de potentes estaciones de trabajo, las cuales son capaces de procesar, adquirir y generar datos de una manera impresionante.  No genera cuellos de botella que producen tiempos de espera.  No hay colisiones, reintentos y retransmisiones.  Usa poco cable  Mayores Velocidades  MAU y ET amplifica la señal  No hay pérdida de productividad por lo tanto no existen pérdidas económicas.  Esta técnica es ideal para grupos de trabajos, backbone de grandes redes, también sirve como enlace entre diferentes edificios y redes metropolitanas.  Es una red del tipo deterministica.  Compatible con IBM.  Recuperación de falla sencilla.

Desventajas.  Ofrece un menor ancho de banda que ATM.  Tarjetas caras.  No está al alcance de cualquier persona.  Poco confiable (cable)  Retrasos con poco cargo de trabajo.

Bibliografía Barcena, L., Ibarra, S. G., Medina, D. G., Macias, M. T., & Contreras, D. L. (s.f.). Obtenido de aliciacetis48.wikispaces.com/file/view/FDDI.docx Palet, J. (Julio de 1994). Datamation . Obtenido de Datamation: http://www.consulintel.es/Html/Tutoriales/Articulos/fddi.html System, C. (04 de Enero de 2002). Cisco. Obtenido de Cisco System: http://www.cisco.com/c/en/us/products/hw/tsd_products_support_end-of-sale_and_end-oflife_products_list.html Tanenbaum, A. S. (2003). Computer Networks. Mexico: Prentice Hall. Tangemann, M., & Sauer, K. (1991). Performance Analysis of the Timed Token Protocol of FDDI and FDDI-II. UK: IEEE Journal on Selected Areas in Communications . Tomasi, W. (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. Mexico: Prentice Hall.