Jos Ricardo Manoel Almeida Sueli Batista da Silva Moraes Tiago
Vitorino
FDDI Fiber Distributed Data Interface
So Paulo
2010
Jos Ricardo Manoel Almeida Sueli Batista da Silva Moraes Tiago
Vitorino
FDDI Fiber Distributed Data Interface
Trabalho de Concluso de Curso apresentado como pr-requisito para
obteno do Diploma de Tcnico em Informtica da Escola Tcnica Estadual
Professor Basilides de Godoy (ETEC) do Centro Estadual de Educao
Tecnolgica Paula Souza. Orientador: Prof. Adilson
So Paulo 2010
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BANCA
Dedicamos este trabalho a nossos pais pelo carinho, pacincia,
apoio, amor e dedicao que sempre nos forneceram. E a todas as
pessoas que sempre estiveram presentes em nossas vidas mesmo
estando distantes.
AGRADECIMENTOS
A Deus em primeiro lugar por todos acontecimentos e por cada
obstculo que nos atravessamos , que nos fortaleceram e nos tornaram
pessoas melhores. Aos nossos pais por toda a dedicao e todos os
ensinamentos, pelo amor e carinho que nunca nos faltaram e
principalmente pelo carter que nos ensinaram a ter. Aos professores
do Basilides de Godoy pela forma como nos conduziram e nos
orientaram para concluso de mais esta etapa de nossas vidas.
Viva como se fosse morrer amanh e aprenda como se fosse viver
para sempre. Mohandas Karamchand Gandhi
RESUMO
O resumo deve conter o objetivo do trabalho e ser redigido em um
nico pargrafo.
Palavras-chave: (selecionar 3 palavras-chave do TCC)
Sumrio 1. Referencias
Terica.............................................................................................9
Intoduo..................................................................................................................9
1.1 Introdues a Redes de
Computadores.......................................................10
1.2 Topologias da Rede de
Computadores......................................................11
2.
Desenvolvimento.................................................................................................12
2.1 Fiber Distributed Data Interface (FDDI)...12 2.2 FDDI II....17
2.3 Vantagens da Topologia em
anis..........................................................19
2.4 Desvantagens da Topologia em
anis..................................................19REFERENCIAS
TERICAS
......................................................................................................................................9
1.
INTRODUO..........................................................................................................................................................9
DESENVOLVIMENTO
............................................................................................................................................12
2.1Fiber Distributed Data Interface
(FDDI).................................................................13REFERNCIAS...........................................................................................................................................................23
Anexo
A.....................................................................................................................
18
9
Referencias Tericas 1. Introduo A origem das redes de
computadores da forma que atualmente se conhece, bastante recente,
aproximadamente da dcada de 1980. Vrios fatores contriburam para o
seu crescimento e sua expanso, mas se acredita que dois dos
principais fatores, tenham sido a grande evoluo das tecnologias de
telecomunicaes e o surgimento da internet.A internet impulsionou o
desenvolvimento de uma tecnologia to til que j influenciou
definitivamente as rede locais. J se vai o tempo em que uma rede
Novell com protocolo IPX era sinnimo de rede. Esta j passou o basto
para redes Windows e Linux, cada um na sua aplicao, porm sempre com
protocolo TCP/IP. Hoje, as redes locais, construdas com tecnologia
herdada da Internet, j fazem parte do dia a dia da esmagadora
maioria das empresas no exterior e, aos poucos, esto chegando tambm
ao Brasil, mostrando uma boa oportunidade profissional
[CAM/OUT02].
Para as pessoas, de um modo geral, talvez parea distante a
utilizao das redes de computadores, pois o seu uso lhes
transparente. normal para qualquer um pagar contas em bancos, sacar
dinheiro em caixas eletrnicos, fazer pagamentos com carto de crdito
e at mesmo acessar a Internet de casa ou do trabalho. Desse modo, a
importncia das redes de computadores torna-se indiscutvel, e o seu
uso varia de acordo com as necessidades de cada usurio, seja ele um
rgo governamental ou simplesmente o compartilhamento de uma
impressora para dois computadores em casa. O objetivo deste
trabalho apresentar a Tecnologia LAN FDDI e sua funcionalidade. A
seguir faremos uma reviso bibliogrfica sobre o tema redes de
computadores bem como a arquitetura de rede em LAN FDDI
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1.1 Introduo a Redes de Computadores A Informtica como cincia
bastante recente. Seu surgimento remonta a construo do computador
UNIVAC em torno de 1960 - 1961. Dessa poca para c, muitas
tecnologias surgiram e muitos avanos ocorreram. Os computadores
diminuram de tamanho e de preo, espalhando-se por todos os recantos
do planeta. As aplicaes antigamente restritas a reas cientficas ou
financeiras evoluram, para outras reas e novas aplicaes surgem a
cada dia. Embora esse fato tenha facilitado em muito a vida de
todas as pessoas, trouxe uma srie de novos desafios, tais como o
transporte de informaes de um computador para o outro,
compartilhamento de recursos entre vrios computadores, o
estabelecimento de uma comunicao entre diversos computadores e a
elaborao padres de comunicao. Essas necessidades fizeram surgir uma
verdadeira revoluo, tanto na rea de informtica, como nas
telecomunicaes, culminando em uma constante e rpida evoluo do
conhecimento nessas reas.A evoluo tecnolgica e a conseqente
diminuio dos custos dos computadores tornaram cada vez mais
atraente a distribuio do poder computacional em mdulos
processadores localizados em diversos pontos de uma organizao. A
necessidade de interconexo desses mdulos processadores, para
permitir o compartilhamento de recursos de hardware e software e a
troca de informaes entre usurios, criou o ambiente propcio para o
desenvolvimento das redes de computadores [SOA 95].19
A introduo das tecnologias digitais na rea de comunicaes,
denominado convergncia, fez com que todo o sistema de
telecomunicaes utilizasse as mesmas tecnologias empregadas nas
redes de computadores. Por exemplo, v-se as antigas centrais
telefnicas eletromecnicas sendo substitudas por centrais digitais
computadorizadas, obrigando o mercado a rever uma srie de
conceitos. Para melhor entender estas tecnologias, sua utilizao e
sua evoluo, desenvolveu-se, os tpicos a seguir.
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1.2 Topologia das Redes de Computadores Uma topologia de rede
descreve a disposio fsica dos computadores, cabos e outros
componentes em uma rede, consistindo no mapa da rede fsica. O tipo
de topologia usada afeta o tipo e os recursos do hardware da rede,
seu gerenciamento e as possibilidades de expanso futura. Existem
dois tipos de topologia a fsica e a lgica. A topologia fsica
descreve como os componentes fsicos da rede esto conectados. J a
topologia lgica descreve o modo como os dados fluem atravs dos
componentes fsicos. A topologia fsica subdivide-se em cinco
topologias bsicas: barramento, em que os computadores esto
conectados a um cabo compartilhado comum; estrela, em que os
computadores esto conectados a segmentos de cabo que se ramificam a
partir de um local central ou concentrador; anel, e que os
computadores esto conectados a um cabo que forma um loop ao redor
de um local central; malha, em que os computadores da rede esto
conectados a todos os outros atravs de cabos; hbrida, em que uma
combinao de duas ou mais topologias. Neste trabalho daremos nfase a
Topologia em anel( tecnologia em FDDI), suas vantagens e
desvantagens.
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Desenvolvimento
A tecnologia LAN FDDI (Fiber Distributed Data Interface) uma
tecnologia de acesso rede em linhas de tipo fibra ptica. Trata-se,
com efeito, de um par de anis (um primrio, o outro, permitindo
recuperar os erros do primeiro, ou secundrio). O FDDI um anel de
ficha de deteco e correco de erros ( a que o anel secundrio tem a
sua importncia).
A ficha circula entre as mquinas a uma velocidade muito elevada.
Se este no chegar extremidade de certo prazo, a mquina considera
que houve um erro na rede. A topologia FDDI assemelha-se
rigorosamente de um Token Ring com a diferena de que um computador
que faz parte de uma rede FDDI pode tambm ser ligado a um
concentrador MAU de uma segunda rede. Fala-se ento de sistema
biconectado O padro FDDI (Fiber Distributed Data Interface) foi
proposto inicialmente para redes de comutao de pacotes com fibras
ticas.
13
Em um segundo momento o padro foi melhorado, sendo conhecido
como FDDI II, sendo este dotado de uma rede capaz de comutar
circuitos. Isto expande o campo de aplicaes para integrao de voz,
imagem e dados em tempo real. Este padro especifica uma rede com
topologia em anel para operao a uma taxa de transmisso de 100 Mbps.
Uma configurao de 500 estaes pode ser suportada em distncias de at
100 km. A confiabilidade da rede garantida pela configurao de anel
duplo e por um mecanismo de isolao de falhas implantado nas
estaes.
2.1Fiber Distributed Data Interface (FDDI)A especificao FDDI foi
normalizada pelo ANSI, mas utiliza as especificaes LLC (IEEE802.2),
as novidades esto no nvel MAC e nvel fsico. Este tipo de rede,
anterior ao 100baseT e 100VG AnyLan constituiu durante algum tempo
a opo ideal para base de interligao de vrias redes locais. Mesmo
atualmente ainda existe bastante sucesso na sua comercializao. O
nvel MAC utiliza uma tcnica baseada em token e tem uma topologia em
anel, contudo existem algumas diferenas relativamente ao Token-Ring
(IEEE 802.5). O token libertado imediatamente aps o envio da ltima
trama, no aguardando que esta d a volta ao anel (Early Token
Release). Como conseqncia desta tcnica (usada tambm em algumas
implementaes 802.5) podem existir tramas de vrias provenincias a
circular simultaneamente no anel. Quando uma trama recebida o n tem
de analisar o endereo de origem, se for o seu a trama dever ser
eliminada. Como a funo repetidor de tramas de cada n realizada
bit-a-bit, quando o n consegue saber que se trata de uma trama por
ele emitida j alguns bits foram enviados ao n seguinte. Estes
fragmentos de tramas sero eliminados pelos ns seguintes. O
protocolo MAC das redes FDDI conhecido por TTP (Timed Token
Protocol). Quando um token circula pelo anel, trata-se de uma
variante da tcnica usada para
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o MAC 802.5 em que dado maior relevo ao controlo de tempos.
Assim o tempo que o token demora a descrever o anel controlado, se
ultrapassa um certo limite nenhum n o pode capturar. Por outro lado
e tal como no 802.5 o tempo que o token pode estar retido por um n
limitado. O formato de trama FDDI semelhante ao das tramas 802.5,
contudo o campo Access Control eliminado e no inicio da trama surge
um campo adicional de 16 bits ou mais para sincronizao do receptor.
Em conjunto com o campo SD constituem o SFS (Start Frame Sequence).
O campo FC (Frame Control) tem o formato CLFFZZZZ. O bit C tem o
valor 1 para transmisses sincronas e o valor 0 para transmisses
assincronas. O bit L permite a distino entre endereos de 2 bytes
(valor 0) e de 6 bytes (valor 1). Os bits FF indicam o tipo de
trama, valor 00 para uma trama MAC e valor 01 para uma trama LLC,
os outros dois valores so reservados. Quando se trate de uma trama
MAC os bits ZZZZ indicam o seu tipo. Os campos de endereo podem
usar dois ou seis bits cada, sendo possvel a coexistncia dos dois
tipos de endereo no mesmo anel. Os restantes campos so
absolutamente idnticos aos usados nas tramas 802.5. O tamanho mximo
de uma trama de 4500 bytes. Os dados so codificados por NRZ-I
(NRZ-Invertido, identico ao NRZ-M) para evitar perdas de
sincronismo adicionado um bit por cada quatro bits de dados
(4B/5B). Depois de inseridos os bits de sincronismo a transmisso
realizada a uma taxa de 125 Mbit/s o que corresponde a 100 Mbit/s
de dados. O nvel fsico FDDI dividido nos nveis j descritos para o
100baseT. No nvel mais baixo (PMD) so usados dois anis de fibra
ptica para transmitir sinais, em cada anel a circulao dos dados
faz-se em sentido inverso ao do outro anel. Aos anis possvel ligar
estaes diretamente ou em alternativa concentradores aos quais so
depois ligadas as estaes. Qualquer n FDDI (estao ou concentrador)
pode estar ligado a um ou ambos os anis. Temos por isso os
seguintes tipos de n:
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SAS - Single Attachment Station DAS - Dual Attachment Station
SAC - Single Attachment Concentrator DAC - Dual Attachment
Concentrator
A existncia de dois anis permite a soluo automtica de problemas,
se h uma falha num cabo de ligao entre dois ns, cada um deles curto
circuita os dois anis (para isto ser possvel devem ser ns do tipo
DAS ou DAC). No limite, em caso de falhas de ligaes em pontos
distintos passam e existir dois ou mais anis:
Tal como no caso do Token-Ring, todos os ns so repetidores, no
caso da fibra ptica a distncia mxima entre repetidores de 2 Km, com
um mximo de 500 ns permite alcanar distncias de 100 Km, e tudo isto
a uma taxa de 100 Mbit/s. Uma alternativa para o PMD a utilizao de
cabos de cobre, o CDDI (Copper Distributed Data Interface) e o SDDI
(Shielded Distributed Data Interface) so dois exemplos em que a
fibra ptica substituda por pares entranados, respectivamente sem e
com blindagem. FDDI utiliza fibras multmodo, j que no se justifica
o custo adicional de fibras monomodo para correr apenas a
velocidades de 100Mbps bem como se utiliza tambm LEDs e no lasers.
As especificaes da FDDI tendem para erros no superiores a 1 em 2.5
x 1010 bits. A cablagem FDDI consiste em dois anis de fibra, um
transmitindo no sentido dos ponteiros do relgio e outro no sentido
oposto. Se qualquer um deles se quebrar, o outro servir de backup.
Se ambos se quebrarem no mesmo ponto, por qualquer
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acidente, os 2 anis podero ser ligados num nico anel,
aproximadamente com o dobro do comprimento. Cada estao contm relays
que podem ser utilizados para ligar 2 aneis ou fazer o bypass duma
estao em caso de problemas com a mesma. Wire Centers podem
igualmente ser utilizados, tal como na 802.5. A FDDI define 2
classes de estaes, A e B. Estaes de classe A ligam-se a ambos os
anis. As estaes mais econmicas da classe B apenas se ligam a um dos
anis. Dependendo da importncia da tolerncia de falha, uma instalao
poder ter apenas estaes de classe A, classe B ou de ambas. Em vez
duma codificao Manchester (demasiado cara) utilizado um esquema
denominado por 4 out of 5. Cada grupo de 4 smbolos MAC (0s, 1s e
alguns smbolos, sem ser dados, tal como incio de trama) codificado
como um grupo de 5 bits. 16 das 32 combinaes so para dados, 3 para
delimitadores, 2 para controlo, 3 para sinalizao de hardware e 8 no
so utilizadas. A vantagem deste esquema o de poupar largura de
banda, mas a desvantagem a perda da facilidade de self-checking
oferecida pela codificao Manchester. Para se compensar esta
limitao, utilizado um longo prembulo para sincronizar o receptor
com o clock do emissor. Mais ainda, exige-se que os clocks possuam
uma estabilidade inferior a 0.005%. Com este nvel de estabilidade
possvel o envio de 4.500 bytes de rajada, sem se perder o
sincronismo entre o emissor e o receptor. Os protocolos bsicos FDDI
esto modulados nos 802.5. Para transmitir dados, a estao dever
primeiramente capturar o token. Uma diferena entre o FDDI e o 802.5
que neste uma estao no pode gerar um novo token at que a sua trama
tenha percorrido todo o anel e regressado. No FDDI, com a
potencialidade de possuir 1000 estaes e 200Km de fibra, a
quantidade de tempo desperdiada espera que a trama circule volta do
anel poderia ser substancial. Por esta razo, foi decidido que uma
estao poder colocar o token no anel logo que tenha transmitido as
suas tramas. O FDDI permite tramas de dados similares ao 802.5,
incluindo os bits de confirmao no byte de status da trama. Os
protocolos que definem o FDDI so:
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PMD (Phisycal Layer Medium Protocol) Especifica os componentes
pticos utilizados, as caractersticas dos transmissores, dos
receptores pticos e os sinais de interface. PHY {Physycal Layer
Protocol) Define as regas de codificao e descodificao dos sinais
recebidos, especifica o sincronismo dos relgios e das tramas de
dados. MAC (Medium Acess Control) Define as regras de acesso ao
meio, de endereamentos e de verificao de dados, responsvel pelo
encapsulamento e formao da trama. LLC (Logical Link Control) Define
as regras para a troca de informao em servios com conexo, sem
conexo/sem reconhecimento e sem conexo/com reconhecimento. Este
protocolo segue o mesmo padro do IEEE 802.2 (Token Ring). SMT
(Station Management) Define o controlo das operaes das estaes do
anel, gerindo as configuraes (manuteno, isolamento e recuperao de
falhas, administrao de endereos, etc), gerindo as ligaes (alocao de
banda, etc.) e o anel em si (iniciao, monitorizao, controle de
erro, de token e de prioridades, etc.).
2.3 FDDI II
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FDDI II um conjunto de protocolos oriundos de FDDI que possuem o
mesmo objetivo: a utilizao de tecnologia de fibra ptica. A novidade
encontrada no FDDI II o acrscimo de um servio iscrono que a
caracteriza como uma rede hbrida. Esta rede possui uma estrutura de
16 canais de banda larga que podem ser usados como canais iscronos.
A taxa mxima de transmisso em cada canal igual a 98,304 Mbps.. Um
canal residual no iscrono de capacidade de 1 Mbps permanece, para
uso dos servios sncrono e assncrono, mesmo que os 16 canais
iscronos estejam alocados. Canais de banda larga podem ser alocados
e desalocados em tempo real, para servios iscronos, com a banda
passante de qualquer canal no alocado sendo acrescida do canal no
iscrono. FDDI II iniciada de forma idntica a uma FDDI, sendo
totalmente compatvel com esta, no caso de no alocao de canais
iscronos. A presena na rede de qualquer estao que no opere o FDDI
II, impede a alocao de canais iscronos e, assim, a ativao do modo
FDDI II. A figura abaixo mostra a arquitetura de protocolos da rede
FDDI II. Todo o controle dos canais iscronos realizado atravs do
protocolo I-MAC, cabendo ao protocolo H-MUX a multiplexagem dos
servios iscronos e no iscronos para entrega ao nvel fsico. Os
protocolos utilizados, so portanto, os mesmos do FDDI.
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2.4
Vantagens da Topologia em anis
Pequeno comprimento de cabo No so necessrios armrios de
distribuio de cabos, as ligaes so efetuada em cada um dos ns. O
desenho das cablagens bastante simples. FDDI suporta alocao em
tempo real da largura de banda de rede, isso permite que voc
utilize uma grande variedade de diferentes tipos de trfego. FDDI
possui um anel duplo, que tolerante a falhas. A vantagem aqui que
se uma estao no anel falhar ou se o cabo for danificado, o anel
duplo automaticamente dobrado para trs sobre si mesmo em um nico
anel. O FDDI compensa falhas na cablagem. As estaes de envoltrio
dentro de si quando a fiao no. Switches pticos so utilizados desvio
que pode ajudar a prevenir a segmentao do anel.
2.5
Desvantagens
H um potencial de falhas mltiplas anel. medida que a rede
cresce, essa possibilidade se torna maior e maior. A utilizao de
cabos de fibra ptica so caros. Isso tem mantido muitas empresas de
implantar FDDI de uma forma generalizada. Em vez disso, eles vm
usando fio de cobre e do mtodo similar de CDDI A falha de um n
provoca a falha da rede. Dificuldade de localizao de falhas (a
falha de um n provoca a falha de todos os outros).
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Dificuldade em reconfigurar a rede (instalao de vrios ns em
locais diferentes).
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22
23
Referncias (colocar apostila, livros, artigos e sites
consultados em ordem alfabtica) Exemplo: SEVERINO, Antonio Joaquim.
Metodologia do Trabalho Cientfico. So Paulo: Ed. Cortez, 2000.
24
Apndice A (os apndices e anexos devem conter uma folha de
abertura com o ttulo do mesmo)
