Ti5316800 Lähiverkot - erikoistyökurssi Aloha, Token Ring, FDDI & FDDI 2 Arto Katajasalo Timo Rauta 2007

Ti5316800 Lähiverkot -erikoistyökurssi

Aloha, Token Ring, FDDI & FDDI 2

Arto Katajasalo

Timo Rauta

2007

Ti5316800 Lähiverkot-erikoistyökurssi

Sisällys

• ALOHA• Token Ring• FDDI&FDDI2


Aloha - Yleistä

• Hawaiin yliopistossa 1960-luvun lopussa kehitetty ensimmäinen langaton lähiverkkotekniikka

• Tavoitteena yhdistää yliopiston eri saarilla sijaitsevat koneet yhteen käyttäen radioteitä

• 1970 ensimmäinen langaton pakettikytkentäinen verkko


Aloha - Toiminta

• Tähtitopologia

• Kaksi 100 KHz ”levyistä” kanavaa keskus- ja solmutietokoneiden välillä

– 413.475 MHz lähetyskanava

– 407.350 MHz käyttäjä-tietokone-kanava

• Keskuskone välitti kaiken liikenteen solmuille

– Keskuskoneena 2100-minitietokone Hewlett-Packardilta

• Solmukoneen lähettäessä paketin, välitti keskuskone sen kaikille

• Kohdekone kuittasi paketin lähettäjälle


Protokolla

• Pure ALOHA– Ensimmäinen ALOHA:n käyttämä protokolla

• Mikäli dataa, lähetetään se• Mikäli lähetys epäonnistuu, lähetetään uudelleen

tietyn ajan päästä– Ei törmäyksen hallintaa => suurin osa kaistasta kului

uudelleenlähetyksiin– Muuttui käyttökelvottomaksi asemien määrän

kasvaessa– Pakettien läpipääsyn suhde vain n. 18%


Protokolla

• Slotted ALOHA– Parannus edelliseen– Keskitetty kello lähetti tietyin aikavälein lähetyspaikkoja– Verkkolaite lähetti dataa heti lähetyspaikan saatuaan– Pakettien läpipääsyn suhde tuplaantui 36%


ALOHA - yhteenveto

• Ensimmäinen langaton verkkotekniikka• Ei saavuttanut paljoa suosiota käytön puolesta• Oli mallina myöhemmin kehitetyille verkkotekniikoille, kuten

Ethernet• Paljasti tarpeen kehittyneimmille liikenteen seuraus-, ja

hallintatyökaluille– CSMA/CD


Token Ring - Yleistä

• IBM:n tunnetuksi tekemä lähiverkkotekniikka• Kehitys aloitettiin 1970-luvulla• IEEE 802.5 –standardi• Pitkään toiseksi yleisin käytetty lähiverkkotekniikka


Token Ring – Toiminta

• Fyysisesti tähti, loogisesti rengastopologia• Siirtotietä saa käyttää laite jonka hallussa verkossa pyörivä

vuoromerkki (token) on• Minimoi törmäykset


Token Ring - Toiminta

• Lähetys– Laite jolla on lähetettävää dataa odottaa vuoromerkin

saapumista kohdalle– Laite muuntaa vuoromerkin datakehykseksi– Laite voi lähettää dataa vuoromerkin hallussapitoajan

verran– Ajan umpeuduttua laite luo uuden vuoromerkin kiertoon


Token Ring – Toiminta

• Vastaanotto– Kehyksen saapuessa asema tutkii kohdeosoitteen– Vastaanottaja muuttaa kehyksessä kahta bittiä

ilmoittamaan että kehys on vastaanotettu– Kehyksen saapuessa takaisin lähettäjälle se poistetaan

kierrosta


Token Ring - Kehys

• Kolme erilaista kehystyyppiä– Valtuuskehys (Token Frame)– Keskeytyskehys (Abort Sequence)– MAC/LLC-kehys

• Differential Manchester-koodaus


Token Ring – Differential Manchester

ANSI/IEEE Std 802.5, 1998 Edition


Token Ring - Kehys

ANSI/IEEE Std 802.5, 1998 Edition


Token Ring - Yhteenveto

• Luonteeltaan deterministinen verkkotekniikka• Ethernet yksinkertaisempi ja halvempi toteuttaa• Kehitys käytännössä päättynyt


FDDI - yleistä

• Fiber Distributed Data Interface• Ensimmäinen 100Mbit/s nopeuteen kykenevä

verkkotekniikka• Perustuu Token Ring menetelmään • Siirtotienä valokuitu, myöhemmin myös kupari


FDDI - yleistä

• Kehittäjänä ANSI:n vuonna 1979 luotu X3T9.5 työryhmä– kehitystyö aloitettiin vuonna 1979– valokuidut siirtomediaksi 1982– päivityksiä 2000 luvun alkuun asti

• Tavoitteena saada nopea runkoverkkotekniikka yhdistämään mm. Ethernet-, sekä Token Ring-verkkoja

• Tekniikalle hyvät näkymät– ennustettiin 1990 luvun merkittävämmäksi

verkkotekniikaksi


Komponentit

• Asemat– Lähettävät ja vastaanottavat liikennettä– SAS (Single Attachment station)– DAS (Dual Attachment station)


Komponentit

• Keskittimet– NAC (Null-Attachment Concentrator)– SAC (Single Attachment Concentrator)– DAC (Dual Attachment Concentrator)

• Sisältää myös lisäportteja (eng. spurs), joiden avulla lisäasemat voivat liittyä suoraan renkaaseen


Rakenne

• Verkko voi sisältää maksimissaan 500 solmua

– Solmut asemia tai/ja keskittimiä

• Topologia rengas, joka sisältää puurakenteita

• Solmut yhdistetty kaapeleilla, joissa kussakin 2 valokuitua

– Pääkuitu + varakuitu

– Liikenne vastakkaissuuntaista kuitujen välillä


Kaapelointi

• Valokuitu– Multimode

• Valolähteenä LED• Useita säteitä kuidussa yhtä aikaa• Solmujen välimatka 2 km

– Singlemode• Valolähteenä laser• Solmujen välimatka jopa 60 km• Käytetään yhdistämään pienempiä verkkoja

• Kupari – Kehitys aloitettiin 1990 luvun alussa– Nopeus myös 100Mbit/s– Solmujen välimatka 100 m


Toiminta

• Timed token access– Perustuu Token Ring menetelmään– Muutoksena asemien kesken määritelty valtuuden maksimi

kiertoaika TTRT (Target Token Rotation Time)• TTRT muodostuu asemien lähetysaikojen summasta

– Mahdollisti asemien ”käyttämättömän” ajan hyödyntämisen lähettävissä asemissa

– Synkronisessa liikenteessä kehys voidaan lähettää, vaikka kiertoaika ylittäisi hieman TTRT arvon

– Asynkronisessa liikenteessä kehys voidaan lähettää vain kun kiertoaika on pienempi kuin TTRT


FDDI2

• FDDI:n pakettikytkentäinen liikenne ei kyennyt takaamaan tarvittavan pientä viivettä viiveriippuvaiselle liikenteelle

• Ratkaisuna päivitys FDDI2– Mahdollisti myös piirikytkentäisen liikenteen verkossa

• Erikoisasema luo syklejä verkkoon 125ms välein mahdollistaen piirikytkentäisen liikenteen

– Vaati päivityksiä laitteistoihin– Vaati toimiakseen kaikkien asemien samanlaisuutta– Ei kovin käytetty


FDDI & FDDI2 ongelmat

• Verkon rakenne monimutkainen ongelmien havaitsemiseksi ja korjaamiseksi

• Komponentit ja valokuidut kalliita verrattuna muihin tekniikoihin

• Ongelmat TCP/IP protokollien kanssa– IP-, ja RIP-protokollilla ongelmia verkon muutoksissa– ARP-protokollan ongelmat IP:n ohella– Samankaltaisia ongelmia myös OSPF-protokollan

kanssa


FDDI yhteenveto

• Tekniikka poistunut pääosin käytöstä• Syinä kallis toteutus sekä yhteensopivuusongelmat • Ethernet ja ATM ajanut ohi runko, sekä

lähiverkkotekniikkana

Documents

Ti5316800 Lähiverkot - erikoistyökurssi Aloha, Token Ring, FDDI & FDDI 2 Arto Katajasalo Timo Rauta 2007