100 Mbit/s LANs: FDDI oder Fast Ethernet

100 Mbit/s LANs:

FDDI oder

Fast Ethernet

Vor-, Nachteile und technische Merkmale des jeweiligen

Systems

Referent: Artur Hecker

Warum 100 Mbit/s?

Ethernet:

• ist eine bewährte Technik

• 10Mbit/s: für die meisten Anwendungen genügend

Multimedia:

• Videokonferenzen

• Bildverarbeitung

• Realzeit-Anwendungen

Vorgehensweise:

Fast Ethernet Systeme:

• 100Base-VG

• 100Base-T FDDI:

• Spezifikationen

• Redundanz

• Entwicklungen Zusammenfassung:

• Vergleich

Fast Ethernet

• erste Entwürfe 1993, drei Jahre nach FDDI

Bestrebungen:

• Kompatibilität zu Ethernet 10:

alte Software, alte Verkabelung, schnelleres Netz

• Möglichkeit der schrittweisen Aufrüstung (vgl. FDDI)

Wegen der erwarteten hohen Gewinne angesichts der 20 Mio. weltweit installierten Ethernet-Knoten

mehrere Systeme auf dem Markt

Hier: 2 grundsätzlich verschiedene Konzepte

• die Ethernet10 - Grundsätze bleiben bestehen

• dem User wird nur ein Ethernet-Feeling vermittelt

100Base-T 100Base-VG

Gruppe um 3Com

• Kosten-, Leistungsgründe

• Wesentlich ist der Erhalt der Software

• technische Vorteile

• Testphase ist je kürzer, je mehr

bestehende Definitionen übernommen werden

HP und AT&T

Der Streitpunkt: Steuerung des Zugriffs auf das Übertragungsmedium CSMA/CD beim alten Ethernet

(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

HP’s 100Base-VG (IEEE 802.12)

Ziel: Übernahme bestehender Netze, daher Verwendung von VG-Kabeln (UTP 3)

Ausnutzung der Adern bei TP-Kabeln: 10Base-T & 100Base-VG

Problem: Diese Kabel werden bereits bei 10Base-T voll ausgelastet

Lösung:

DPAM

• Prioritätensteuerung

• Frame Switching: Aufbau einer dedizierten Verbindung (Demand Priority Access Method)

1.

Kein CSMA/CD möglich, daher neues MAC-Verfahren:

2.

Media Independent Inteface

Lösung: Drastische Erhöhung der Übertragungsfrequenz, daher Begrenzung der max. Station-Station Entfernung auf 100m

Typisch: Durch viele namhafte Hersteller schnelle Entstehung vieler Standards

1 0 0 B a se - K a b e l Z ie l B e so n d e rh e it

X LW L-K abel

(6 2 .5 /1 2 5µ m ) (FX )

U T P 5, S T P

(T X , nu r 2 P aare nö tig )

A npassung des FD D I-S tandard s ans E thernet

E infachheit d er H ardw are, einfach zu erfüllb are

Z eitrestriktio nen, ternäre

K od ierung, full-d up lex, im m er D aten auf d em N etz (ID LE - S ym b ols)

FX : 4B 5B -FD D I-K o dierung T 4 U T P 3 (alle 4

P aare)

U T P 4, 5 - K abel

E ntw ick lung von S tand ard s zum T ransport vo n 8 0 2 .3 -Fram es in U T P -K abeln

8B 6T -K o dierung, ein P aar ist reserviert für C D , d aher kein full-duplex

100Base-Systeme: Besonderheiten

VG X

Autonegotiation:

10Base-T link integrity test pulseals Mittel zur

Selbstkonfiguration Prioritätensteuerung:

High und Normal;

beschränkt geeignet

für Realzeit-Anwendungen

Topologien:

allerdings: Ethernet100 ist beschränkt auf max. 210 m Ausbreitung;

=> Ausgleich durch teure Bridges

Ziel: langfristige Entwicklung von einem starken und redundanten Standard für LWL-Vernetzung

Probleme: zunächst erheblich im LWL-Bereich

Ergebnis: die zehnjährige Arbeit wurde erstmals 1990 als reifes Konzept vorgestellt:

100Mbit/s - System mit erstaunlicher Fehlertoleranz

Physical Layer Data Link Layer

}

FDDI betrifft nur die untersten zwei Schichten im OSI-Modell und spezifiziert:

• Mediumabhängige Festlegung (PMD)

• Bitübertragungsfestlegung (PHY)

• Mediumzugriffsverfahren (MAC)

• Netzwerkmanagement-konzept (SMT)

FDDI: PMD-Komponente

bestimmt die Topologie und physikalische Restriktionen: Stecker,Übertragungsmedium, KomponentenÜbertragungsmedium,

wurden bereits von ANSI entwickelt Später, als Low-Cost max. 100m node-to.node

FDDI ist somit grundsätzlich ein gegenläufiger LWL-Doppelring mit 100 km Maximallänge:

max. 2 km node-to-node

bis 60 km ohne Zwischenstationen

MMF-PMD SMF-PMD TP-PMD

Multimode Singlemode TwistedPair

• Kodierung: 4B5B-NRZI je 16 Zeichen für Daten und Steuersymbole

vermeidet lange “0” bzw. “1”-Sequenzen speziell gewählt

= jedes gültige FDDI-Symbol verursacht 2 Zustandswechsel Der Takt läßt sich direkt aus dem Bitstromableiten!

FDDI: MAC-Komponente

legt die MAC-Frames auf den Ring, entfernt die erfolgreich gesendeten, wiederholt sonstige

+ Festlegung des Zugriffsverfahrens:

deterministisch,

ähnlich dem von Token Ring Unterschiede:

• Early Token Release

• mehrere Frames auf dem Ring

• Sendezeit variabel aber begrenzt (THT)

FDDI: MAC-Komponente

• kennt grundsätzlich zwei Arten des Frame-Verkehrs:

Synchron Asynchron

gewöhnliche FDDI-Übertragung:

zufällige von THT abhängige Zeit auf Token warten

Sichert bestimmten FDDI-Stationen den Empfang von dem Token in einer bestimmten (fast) konstanten Zeit Kann in einem Claim-Process unter den Stationen ausgehandelt werden

FDDI: SMT-Komponente

wurde geschaffen, um verschiedene FDDI-Schichten zu überwachen und deren Betrieb zu optimieren

Dienste für:

• Initialisierung von Stationen

• Einfügen/Entfernen von Stationen

• Isolieren von Fehlern

• Sammeln von Statistiken

• Kommunikation mit Netzmanagement-Station

Ring ist

fehlerlos Claim

Ring wurde initialisiert

Beacon-Prozeß erfolgreich

Beacon

Gegenmaßnahmen:

1. Bypass oder oder Punkt 2

2. Überbrückung Primär/Sekundär 3. Überbrückung im DAC (SAC) 4. DAC reagiert, zwei Teilnetze

Mögliche Ausfälle in einem FDDI-Netz

FDDI: Weiterentwicklung

• Entwicklung der Low-Cost-FDDI-Strukturen

Bereits versucht mit TP-PMD: Übertragung auf TP;

aber auch Low-Cost-Fiber; führt zur Änderung der Kodierung

• Simultane Nutzung beider Ringe (Dual-MAC)

In jeder DAS sind bereits zwei PHY/PMD-Instanzen, aber nur eine MAC-Instanz. Durch Hinzunahme einer solchen liesse sich der Durchsatz verdoppeln. Problem:

Frame-Routing aus einem Ring in den anderen

• Echte isochrone Übertragung (FDDI II)

Echter syncroner Modus der Übertragung: sehr wichtig für Videokonferenzen, Audioübertragungen, etc.

• Forcierung des alten Standards

• Möglichkeit der schrittweisen Aufrüstung vom 10Base-T

• Falls die Markteinführung sehr erfolgreich, starke Preisminderung durch Drittanbieter

=> Qualitätsverluste

• durchdachtes Konzept

• viele Möglichkeiten, Ressourcen

• sicherlich das teurere System

• reicht bis in den WAN-Bereich ein

Verschiedene Entscheidungskriterien spielen eine Rolle:

• bestehende Verkabelung

• Kosten

• Zweck

• Größe

• Erweiterbarkeit