FDDI Fiber Distributed Data Interface Formation FDDI Rseaux
FDDI Fiber Distributed Data Interface Formation
FDDI Réseaux d'interconnexion n Les MAN diffèrent des LAN par leur finalité qui est l'interconnexion de LAN pouvant appartenir à des entités différentes. n Les réseaux locaux d'établissement posent les mêmes problèmes d'interconnexion : dans une entreprise les bâtiments à interconnecter n'ont pas forcément les mêmes types de RLE. n La norme FDDI décrit une structure d'interconnexion permettant un déploiement géographique important (100 km) et un débit binaire élevé (100 Mbps). CIN ST MANDRIER
FDDI n. Principe n. Couche 1 n. Couche 2 n. Technique d’accès n. FDDI - 2 CIN ST MANDRIER
FDDI Généralités n Fiber Distributed Data Interface n Norme ANSI (X 3 T 9. 5) puis ISO (9314) n Double anneau optique (jusqu’à 100 km) n 100 Mbit/s n Tolérance aux pannes par reconfiguration n Trame maximum de 4500 octets Réseau fédérateur CIN ST MANDRIER
FDDI Principe Ethernet FDDI Token Ring CIN ST MANDRIER
FDDI Anneau primaire Anneau secondaire Principe Fonctionnement normal CIN ST MANDRIER
FDDI Anneau primaire Principe Reconfiguration Anneau secondaire Rupture Rebroussement CIN ST MANDRIER
FDDI Avantages du FDDI n Technologie éprouvée n Fort débit n Conserve la structure existante (Ethernet, Token Ring) Surcoût d’installation faible n Existe aussi en version TP-DDI l sur paire torsadée n Contraintes de temps prises en compte dans V 2 CIN ST MANDRIER
FDDI Décomposition en couches IEEE 802. 2 LLC Niveau Liaison de Données SMT n Passage MAC jeton n Gestion trame/paquet PHY Encodage décodage n Signaux d’horloge GESTION Niveau Physique n - De l’anneau - De la connexion F D D I PMD Signaux optiques n Connecteurs n Station FDDI Couches OSI Fibre optique CIN ST MANDRIER
FDDI n. Principe n. Couche 1 n. Couche 2 n. Technique d’accès n. FDDI - 2 CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PMD n Physical Medium Dependent Spécifie : l Le type de fibre (mono ou multimode) l La longueur d’onde : 1300 nm l La distance maximale entre stations l Taux d ’erreur : 10 -12 l Les organes d’émission CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PHY n Physical Layer Protocol Interface entre PMD et MAC Définit : l Le codage l La synchronisation CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PHY n Codage : code 4 B/5 B l On code 4 bits sur 5 bits pour garantir des transitions v Au moins deux bits à "1" v Pas plus de trois "0" l 16 combinaisons données l les autres état du réseau CIN ST MANDRIER
FDDI I H Q J K L T R S V V V V 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 Idle (bourrage synchro) Halt (Arrêt de l’activité) Quiet (Absence transitions) Délimitation de la trame « 0 » logique « 1 » logique Invalide Invalide 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 Data « 0000 » Data « 0001 » Data « 0010 » Data « 0011 » Data « 0100 » Data « 0101 » Data « 0110 » Data « 0111 » Data « 1000 » Data « 1001 » Data « 1010 » Data « 1011 » Data « 1100 » Data « 1101 » Data « 1110 » Data « 1111 » CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PHY n Ensuite, on code le 4 B/5 B avec le code NRZI (transition lorsque le bit à transmettre est 1) au moins 2 transitions par symbole au plus 3 zéros consécutifs Bonne récupération de l ’horloge NRZI 0 1 0 0 0 1 1 0 CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PHY n Exemple de codage NRZI de symboles FDDI (1 & 8): 0 1 0 Présence de lumière Absence de lumière Symbole 1 Symbole 8 CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche PHY n Synchronisation l Réseau plésiochrone (pas d’horloge unique) v. Horloge 125 MHz ± 0. 005 % l Récupération garantie par le codage l Utilisation de l’horloge interne pour transmission des données l Horloge réception extraite des données entrantes v. Dérive max entre 2 stations : 0. 01 % Buffer d’élasticité pour compenser la dérive CIN ST MANDRIER
FDDI MAC Décodeur 4/5 Registre tampon H. Emi. Encodeur 4/5 H. Rec. PHY Photo-diode Connecteur Optique Source LED PMD Fibre Optique CIN ST MANDRIER
FDDI n. Principe n. Couche 1 n. Couche 2 n. Technique d’accès n. FDDI - 2 CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC n Medium Access Control Définit : l Le format des trames (4500 octets) l Le format du jeton (ETR = Early Token Release) l La méthode d ’accès à l’anneau CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS La trame FDDI comprend 4500 octets (dont 2 octets de PA). Le fonctionnement est proche de la norme 802. 5. En raison des distances plusieurs trames peuvent circuler sur l'anneau. CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS PA = Préambule: au moins 16 symboles I (Idle). Permet l'acquisition de la synchronisation bit CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS SD = Starting Delimiter : symboles 'J' et 'K' soit 11000 & 10001 CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS FC = Frame Control : décrit le type de trame et ses particularités. • Synchrone ou asynchrone • Longueur champ adresse • Jeton • Trame de type MAC • trame de gestion SMT • Trame LLC avec priorité éventuellement CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS DA = Destination Address : indique le destinataire. SA = Source Address : indique l’émetteur. CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS INFO = Informations : de 0 à 4478 octets d’information Ce champ peut être vide ou contenir un nombre pair de symboles CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS = Frame Check Sequence : séquence de contrôle. Similaire à celui utilisé avec d'autre type de réseaux CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS ED = Ending Delimiter : • un symbole 'T' dans le cas d'une trame • deux symboles dans le cas d'un jeton CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format des trames En-Tête MAC PA 16 SD 2 FC 2 DA 12 SA 12 INFO FCS 8 ED 1 FS 3 Calcul du FCS FS = Frame Status : indication des indicateurs reflétant la validité de la trame. Comporte au moins trois symboles : • E (erreur détectée) • A (adresse reconnue) • C (trame copiée) Pour chacun de ces indicateurs, un "1" logique est représenté par un symbole S (Set) et un "0" logique par un symbole R (Reset). CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche MAC : Format du jeton PA 16 SD 2 FC 2 ED 2 n PA : Préambule au moins 16 symboles « I » n SD : Starting Delimiter ; un « J » et un « K » n FC : Frame Control - type de jeton n ED : Ending Delimiter ; deux « T » CIN ST MANDRIER
FDDI Sous-couche SMT n Station Managemen. T l Contrôle de l’initialisation du système l Configuration du réseau l Insertion et retrait des stations l Traitement des erreurs l Collecte de statistiques CIN ST MANDRIER
FDDI Les stations FDDI 3 classes (norme ANSI) n Classe A : DAS l Dual Attachment Station (reliées aux 2 anneaux) n Classe B : SAS l Single Attachment Station (reliées à un seul anneau) n Classe C : les concentrateurs CIN ST MANDRIER
FDDI Les stations FDDI DAS Anneau principal DAS Anneau secondaire DAC SAS SAS CIN ST MANDRIER
FDDI n. Principe n. Couche 1 n. Couche 2 n. Technique d’accès n. FDDI - 2 CIN ST MANDRIER
FDDI Technique d’accès n La technique d'accès au réseau FDDI est similaire à la norme 802. 5. De nouvelles fonctionnalités ont été ajoutées au jeton : Principe du jeton temporisé. 2 contraintes pour émettre : v. Avoir le jeton v. Etre accepté par la station de management SMT n Les stations peuvent écouler 2 types de trafic : l Trafic synchrone l Trafic asynchrone CIN ST MANDRIER
FDDI Technique d’accès n Temps de rotation du jeton contrôlé l But : garantir un service pour le trafic synchrone n Définition d'un TTRT (Target Token Rotation Timer) l Valeur cible du temps de rotation du jeton CIN ST MANDRIER
FDDI Technique d’accès n Négociation du temps de rotation cible du jeton l Phase d'initialisation pour déterminer le TTRT l Génération des trames "CLAIM" v. Demande de jeton v. Signale le TTRT souhaité pour satisfaire Qo. S l Principe v. TTRT reçu < TTRT propre mode transparent v. TTRT reçu > TTRT propre génération de son TTRT Seul le TTRT minimal circule à la fin La station gagnante est maître CIN ST MANDRIER
FDDI Technique d’accès Validation du temps de rotation cible du jeton n Génération d'un jeton par le maître n Circulation à vide pour validation du TTRT Remarque : l Plus le TTRT est grand, plus le débit utile est important l Mais alors la Qo. S Temps réel se dégrade CIN ST MANDRIER
FDDI Accès au canal n A chaque passage du jeton, la station peut émettre des trames synchrones durant Ts n Temporisateur TRT (Target Rotation Timer) l Mesure le temps écoulé entre 2 arrivées du jeton l Initialisé à TTRT n Temporisateur THT (Token Holding Timer) l Evalue le crédit de temps d'émission asynchrone Ta CIN ST MANDRIER
FDDI Exemple de fonctionnement A B C TTRT = 10 ms TS = 2 ms Temps TRT TS TA . . . 27 10 29 7 34 9 2 2 - 2 3 1 Hypothèses de départ : Toutes les stations ont du TS et TA Temps de transmission négligeable CIN ST MANDRIER
FDDI Exemple de fonctionnement A B C TTRT = 10 ms TS = 2 ms Temps TRT TS TA . . . 27 10 2 - 29 7 2 3 34 9 2 37 10 2 - 39 10 2 - 1 CIN ST MANDRIER
FDDI Exemple de fonctionnement A B C TTRT = 10 ms TS = 2 ms Temps TRT TS TA . . . 27 10 2 - 29 7 2 3 34 9 2 1 37 10 2 - 39 10 2 - 41 7 2 3 46 9 2 1 49 10 2 - CIN ST MANDRIER
FDDI Exemple de fonctionnement A B C TTRT = 10 ms TS = 2 ms Temps TRT TS TA . . . 27 10 2 - 29 7 2 3 34 9 2 1 37 10 2 - 39 10 2 - 41 7 2 3 46 9 2 1 49 10 2 - 51 10 2 - 53 7 2 3 58 9 2 1 61 10 2 - 63 10 2 - 65 7 2 3 70 9 2 1 73 10 2 - 75 10 2 - 77 7 2 3 82 9 2 1 85 10 2 - 87 10 2 - 89 7 2 3 94 9 2 1 97 10 2 - 99 10 2 - 101 7 2 3 CIN ST MANDRIER
FDDI n. Principe n. Couche 1 n. Couche 2 n. Technique d’accès n. FDDI - 2 CIN ST MANDRIER
FDDI - 2 n FDDI peu adapté pour trafic temps réel l Retard pouvant être trop important si grand nombre de stations FDDI - 2 proposé par BT et AT&T Conçu pour véhiculer du trafic à forte contrainte temps réel (voix) n Principe identique, mais 2 modes de fonctionnement : l Commutation de circuits : voix et vidéo (Hybrid FDDI) l Commutation de paquets : données (FDDI standard) CIN ST MANDRIER
FDDI - 2 Pile protocolaire CIN ST MANDRIER
FDDI - 2 : Format de trame e d e t ê t n E le c y c 15 8 3 octets 4 5 96 12 0 s e d e n r d Or issio m s n tra 2 16 1 0 CIN ST MANDRIER
FDDI - 2 : Format de trame 1 En-tête de cycle CH (Cycle Header) = 12 octets 1 canal DPG (Dedicated Packet Group = 12 octets = 0, 768 Mbps 16 canaux WBC (Wide. Band Channnel) = 16 x 96 octets = 98, 304 Mbps CIN ST MANDRIER
FDDI Conclusion n FDDI peut être utilisé comme MAN n Technique éprouvée, réseau résistant n Ne remet pas en cause l'existant n FDDI utilisé principalement pour réseaux privés car : l Ne convient pas à des clients multiples (trames vues par toutes les stations) l Problème du partage de coût l Solution pour 1 client (campus, société, . ) n Sinon DQDB CIN ST MANDRIER
FDDI Conclusion n Evolution : les coûts engendrés par la F. O. étant importants, les constructeurs se sont orientés vers des solutions économiques. l TP-DDI fonctionne sur paires torsadées avec des distances de 30 à 100 mètres. Deux câblages possible : v. CDDI : Copper Distributed Data Interface (UTP) v. SDDI : Shielded Distributed Data Interface (STP) n FFOL (FDDI Follow On Lan) : Successeur potentiel de FDDI avec des débits de l'ordre de 150 à 2500 Mbps l Transmission voix, vidéo à très haute vitesse dans les RLE l Interconnexion de FDDI l Interopérabilité avec FDDI-II CIN ST MANDRIER
FDDI CIN ST MANDRIER
FDDI On considère une station connectée à un réseau FDDI. Le temps de rotation du jeton est de 2 ms. La station génère plusieurs types de trafic répartis comme suit : trafic synchrone : 10 connexions synchrones transférant 25 octets à chaque passage du jeton trafic asynchrone : transfert d’une image de 105 octets. Le temps de possession du jeton FDDI est de 50 microsecondes A/ Quelles sont les valeurs respectives des temps de transmission pour chaque type de trafic ? B/ Combien d’octets de l’image seront envoyés à chaque passage du jeton ? C/ Quel sera le temps total de transfert de l’image ? CIN ST MANDRIER
FDDI A/ le trafic synchrone est de 25 octets + 28 octets (trame FDDI) soit 53 octets pour les 10 premiers passages. Le BT est de 10 -²µs, le temps de transfert est de : Ts = 53 x 8 x 10 -² = 4, 24 µs pour chacun des 10 premiers passages. Ta = 50 – 4, 24 = 45, 76 µs pour chacun des 10 premiers passages et 50 µs pour les suivants. B/ Le transfert de l'image s'effectue initialement pendant 45, 76µs soit 4576 bits ou 572 octets à chaque passage. Nombre d'octets envoyés : 572 – 28 = 544 octets Après les 10 premiers passages, on a 50 µs soit 5000 bits ou 625 octets. Nombre d'octets envoyés 625 – 28 = 597 octets (ou 544 + 53) C/ Nombre de tours restants : (100000 – 5440) / 597 = 159 Ta = (2 x 10) + (2 x 159) = 338 ms CIN ST MANDRIER
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