Token Ring e 802.5, cenni su FDDI - diegm

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RETI DI CALCOLATORI
E APPLICAZIONI TELEMATICHE
Prof. PIER LUCA MONTESSORO
Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi di Udine
© 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2)
1
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2
Lezione 18
Token Ring e 802.5,
cenni su FDDI
3
Lezione 18: indice degli argomenti
• Token Ring e i protocolli a token su anello
• il problema dell’inserimento e della
rimozione di stazioni
• il problema dell’affidabilità
• evoluzione da MAU passivi a MAU attivi
• La rete FDDI
• sottostandard di livello fisico per
100 Mb/s su rame
• fault tolerance
4
Token Ring (802.5)
e i protocolli a token su anello
5
La rete Token Ring / 802.5
fisico
data link
interfaccia unificata verso il livello network
802.2 Logical Link Control
ISO 8802.2
LLC
MAC 802.3
802.4
802.5
802.6
ISO
ISO
ISO
ISO
8802.3 8802.4 8802.5 8802.6
CSMA/ TOKEN TOKEN DQDB
BUS
RING
CD
...
...
6
La rete Token Ring / 802.5
• Nasce nei laboratori IBM nel 1976
• rete ad anello, stazioni collegate puntopunto con cablaggio a stella
• mezzo fisico: doppini in rame
• MAC a token
• velocità 4 e 16 Mb/s
• Successivamente:
• concentratori attivi
• proposta per 100 Mb/s
7
Formato del pacchetto 802.5
8
Formato del pacchetto e del token
ottetti (byte) 1
1
1
token SD AC ED
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
SD AC FC DSAP SSAP RI
FCS ED FS
(LLC-PDU)
pacchetto
9
Formato del pacchetto
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
FCS ED FS
(LLC-PDU)
starting delimiter
CONTENGONO
VIOLAZIONI
DELLA CODIFICA
MANCHESTER
ending delimiter
10
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
FCS ED FS
(LLC-PDU)
frame status: “il destinatario
ha ricevuto il frame?”
access control: contiene un bit che
distingue il token dai pacchetti di dato;
permette inoltre di gestire le priorità
11
Pacchetto e token
ED
AC
SD
token
12
Pacchetto e token
ED
AC
SD
viene modificato un bit
(ritardo introdotto dalla scheda: 1.5 bit time)
13
Pacchetto e token
ED
verrà inviato sul
cavo al termine
del pacchetto
FC ecc.
AC
SD
14
Pacchetto e token
ED
FCS ecc.
15
Pacchetto e token
FS
ED
FCS ecc.
16
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
FCS ED FS
(LLC-PDU)
frame control: pacchetto
di controllo o pacchetto
di dati (con LLC-PDU)?
17
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
FCS ED FS
(LLC-PDU)
routing information: informazioni di
instradamento attraverso i bridge
(argomento che verrà trattato successivamente)
18
ottetti (byte)
1
1
1
6
0 ÷ 30
6
4 ÷ 17749
4
1 1
dati
FCS ED FS
(LLC-PDU)
frame check sequence:
codici per il controllo
degli errori
19
Protocollo MAC a token
20
Protocollo MAC
• Un “token” circola nell’anello
• La ricezione del token da parte di una
stazione rappresenta l’autorizzazione a
trasmettere
• L’unicità del token garantisce che possa
trasmettere soltanto una stazione per
volta
• Protocollo deterministico
• Richiede procedure di controllo del token
21
La stazione A deve trasmettere a C
e attende il token
C
D
B
A
22
La stazione A “cattura” il token
e inizia la trasmissione
È PER ME:
COPIO IL
PACCHETTO
C
pacchetto
D
B
A
23
Terminata la trasmissione, la stazione
A reimmette il token nell’anello
C
D
B
A
24
Considerazioni
• Ogni stazione ripete i bit del pacchetto
alla stazione successiva, ad eccezione
della stazione che sta trasmettendo
• Ogni stazione osserva l’indirizzo MAC di
destinazione nel pacchetto: se diretto a
lei copia localmente il pacchetto
• Quando la stazione destinataria copia il
pacchetto può modificare un bit nel
campo “frame status” per avvertire il
mittente dell’avvenuta ricezione
25
Considerazioni
• L’anello deve essere più lungo del token
• Token Holding Time (THT): è il massimo
tempo per cui una stazione può
trattenere il token (8.9 ms max)
• Massima dimensione di un pacchetto
• a 4 Mb/s: 8.9•10-3 x 4•106 / 8 = 4450 byte
• a 16 Mb/s: 8.9•10-3 x 16•106 / 8 = 17800
byte
26
Procedure di servizio
• Claiming
• inizializzazione: una stazione viene eletta
“active monitor” con il compito di
generare e controllare il token
• Neighbor Notification
• ogni stazione impara l’indirizzo di chi la
precede nell’anello
27
Procedure di servizio
• Token Perduto
• procedura attivata dall’active monitor se
non vede transitare il token entro il tempo
Timer Valid Transmission (TVX)
• Beaconing
• procedura per individuare e isolare i
guasti
28
Priorità
• Grazie al campo “access control”, è
possibile comunicare richieste di priorità
e associare al token una priorità
• Soltanto le stazioni che hanno in
sospeso una richiesta a priorità pari o
superiore a quella del token possono
catturarlo
29
Cablaggio di Token Ring
30
Anello cablato a stella
MAU:
Multistation
Access Unit
circuito di
bypass
31
Doppio anello di dorsale
“ring in”
“ring out”
32
Doppio anello di dorsale
bypass
guasto
percorso
di backup
bypass
33
Cavi e connettori
• STP 22 AWG, 150 Ω
• doppini a due coppie, schermate
singolarmente
• connettore ermafrodita IBM
• UTP 24 AWG, 100 Ω
• doppini di categoria 4 e 5
• connettore RJ45
• Fibra ottica multimodale
34
Concentratori
• Passivi
• il bypass è ottenuto tramite relay
• Parzialmente attivi
• relay di bypass per le stazioni, porte
attive sul doppio anello di dorsale
• Attivi
• tipico concentratore moderno, tutte le
porte sono attive
35
FDDI
(Fiber Data Distribution Interface)
36
La rete FDDI
fisico
data link
interfaccia unificata verso il livello network
802.2 Logical Link Control
ISO 8802.2
LLC
MAC 802.3
802.4
802.5
FDDI
ISO
ISO
ISO
ISO
8802.3 8802.4 8802.5 9314
CSMA/ TOKEN TOKEN
BUS
RING
CD
FDDI
...
...
37
La rete FDDI
• Standard ANSI per LAN in fibra ottica a
100 Mb/s
• Successivamente ratificata da ISO
• soluzione ideale per la realizzazione di
dorsali
• elevato livello di fault-tolerance
• Protocollo MAC a token su anello
• Dispone anche di sottostandard fisico per
collegamento a 100 Mb/s su doppino
38
La rete FDDI
• Velocità di trasmissione
• 125 Mb/s a livello fisico (4B5B)
• 100 Mb/s a livello data link
• Numero massimo di stazioni: 500
• Estensione massima della rete: 100 km
• Distanza massima tra due stazioni
• 100 m su rame
• 2.0 km su fibra ottica multimodale
• 50 km su fibra ottica monomodale
39
Sottostandard di livello fisico
(PMD: Physical Medium Dependent)
• Su fibra
• NRZI, 4B5B
• Su rame (TP-PMD)
• MLT-3, 4B5B
TP-PMD È UTILIZZATO
IN MOLTE ALTRE RETI
A 100 Mb/s
40
Componenti di una rete FDDI
fault tolerant
• SAS: Single Attachment Station
• collegata ad un unico anello
• DAS: Dual Attachment Station
• collegata al doppio anello di dorsale
• DAC: Dual Attachment Concentrator
• collegato al doppio anello di dorsale
41
Rete FDDI fault-tolerant
DAS
DAS
DAS
DAS
DAS
DAC
DAC
DAS
SAS
SAS
SAS
DAC
SAS
SAS
SAS
Doppio anello
di dorsale
DAC SAS
DAS
SAS
DAC
SAS
Alberi
DAC
SAS SAS SAS
SAS
SAS
42
Lezione 18: riepilogo
• Token Ring e i protocolli a token su anello
• il problema dell’inserimento e della
rimozione di stazioni
• il problema dell’affidabilità
• evoluzione da MAU passivi a MAU attivi
• La rete FDDI
• sottostandard di livello fisico per
100 Mb/s su rame
• fault tolerance
43
Bibliografia
• “Reti di Computer”
• Parte del capitolo 4
• Libro “Reti locali: dal cablaggio
all’internetworking”
contenuto nel CD-ROM omonimo
• Capitoli 7 e 8
44
Come contattare il prof. Montessoro
E-mail:
Telefono:
Fax:
URL:
[email protected]
0432 558286
0432 558251
www.uniud.it/~montessoro
45

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