光纤分散式数据介面

光纤分布式数据接口(FDDI)FiberDistributedDataInterface/CooperDistributedDataInterfaceFDDI

1980年代末期美国国家标准局(ANSI)X3T9.5委员会所发展的标准中定义光纤分布式数据接口(FDDI)该委员会于1995年改制为X3T12国际标准化组织(ISO)1982制定FDDI标准。ANSI(AmericaNationalStandardInstitute)X3T9.5标准

基本特性如下：网络架构：双环、主环(PrimaryRing)次环(SecondaryRing)传输速率为100MbpsFDDI讯框网路范围可达100公里传输媒介：双绞线(CDDI)、光纤(FDDI)传输服务：同步传输(Synchronous)、异步传(Asynchronous)传输模式：

TokenPassing高负载时传输效率高容错性高。FDDI拓朴

FDDI是记号传递协议，采用双环状(DoubleRing)或星状拓朴双环状也称为主干环路

(TrunkRing)，是由两个分开的主环

(Primary)和次环

(Secondary)所构成其内部流量的移动方向相反藉以提供容错能力双环的圆周长度最高可达100公里，工作站的距离可达2公里之远。和两个环路相连的工作站称为双附着工作站(DAS)。如果缆线断裂或某一工作站故障，流量则改道至次环路并改为反方向，以便利用次要路径来存取网络上的其他系统有故障FDDI网络又称为缠绕式环路(WrappedRing)。缠绕式环路的效率比不上正常运作的双环形网络，因为流量的移动距离加长了，而且故障若未及时修复，整个网络就会暂时中断。FDDI也可以采用星状拓朴，将工作站连接到双附着集线器(DAC)。此集线器可为独立式或连接到双环形网络而构成所谓的树状双环(DualRingofTrees)和集线器连接的工作站称为单附着工作站(SAS)；这种工作站只连接主环路，因此无法利用次环路的故障复原能力FDDI规格共定义了四种用来连接工作站和网络的端口主环路次环路FDDI协议依功能区分为四层FDDI子系统

FDDI协议依功能区分为四层：实际媒体相依(PMD)：负责网络媒介来传递数据实体(PHY)

执行封包数据的编码与译码成为适合网络媒介传输的格式，并负责维护环内的时序同步媒体访问控制(MAC)

藉由附加讯框来建立FDDI封包，包括数据的寻址、排程和绕送，以及协调网络媒介的存取。工作站管理(SMT)

提供FDDI环路的管理功能，包括新增和移除环内工作站、错误侦测与设定、识别邻接点、以及监视统计资料。这四层各有自己的FDDI标准文件，某些层的选项甚至含有个别的规格。实际媒体相依层-光纤FDDI标准所定义的两种物理层选项如下：光纤光纤的PMD标准定义了单模态和多模态光纤的用法，以及参与产生讯号的其他组件的作业特性，标准中定义的缆线是62.5/125微米等级的多模态光纤，也可以使用50/125、80/125直径的缆线单模态光纤的讯号衰减程度大幅低于多模态光纤，可延伸的距离较长工作站之间的距离可达40到60公里；缺点是其价格较高且弹性较差安装不易实际媒体相依层-光纤多模态光纤FDDI工作站之间最大距离2公里，LCF-PMD是价格较低的多模态光纤缆线，其工作站之间的距离为500公尺光纤缆线所使用的波长都是1300奈米可混合使用在相同的网络上，但是必须符合缆线当中较严格要求的布线规定实际媒体相依层-CDDI

双绞线

1995年出版的TP-PMD标准称为铜线分布式数据接口(CDDI)，要求使用标准的第5级无遮蔽式双绞线(UTP)或Type1遮蔽式双绞线(STP)两者的缆线最大长度都是100公尺。双绞线通常用来连接SAS和集线器，骨干则使用光纤缆线。如此一来连到工作站的水平布线即可采用价格较低的铜质缆线，因此FDDI和以太网络之间不需使用网桥来绕送，并同时保留了骨干内的光纤布线CDDI目前未广泛使用，大部份是因为高速以太网络随后即出现所致物理层PHY层提供接口用来存取MAC层PHY层负责在MAC层所建构的封包以及缆在线传输的讯号之间执行编码与译码的工作FDDI所使用的传讯法称为不再回到零准位的相反

(NRZI4B/5B)，此法的效率优于以太网络和记号环所使用的Manchester和差异式Manchester法。TP-PMD(铜线分布式数据接口)标准则使用多层次转换

(MLT-3)传讯法，此法使用三种讯号值来代替NRZI4B/5B所使用的两种两种传讯法皆提供传输端和接收端工作站用来同步时序所需的讯号媒体访问控制层

MAC层接收来自网络层协议的协议数据单元(PDU)，并将数据封装于FDDI讯框内而构成的封包此层也负责经由要求和产生记号来协调对于网络媒介的存取。FDDI资料讯框FDDI工作站传输的封包大多都是数据讯框资料讯框携带网络层协议的数据、或要求Token和求救程序所使用的MAC数据、或是工作站管理数据。FDDI讯框中包含已编码为符号的信息。符号是NRZI4B/5B编码用来表示一个4位值的二进制字符串，因此两个符号相当于一个字节编码处理后可提供16个十六进制的数据符号、8个控制符号(其中一部份定义于随后的讯框格式)，以及FDDI保留未使用的8个违反(Violation)符号。4B/5B编码原来四个位编码的符号，利用五个位来表示该符号额外的位用来增加讯号变化减低同时出现0或1的机率及作同位查核最多可能出现8个连续1及3个连续0一般利用NRZI作双步编码解决个连续1的问题Nonreturn-To-Zero-InvertedNameSymbolCodeMeaningLineStateQ00000QuietI11111IdleH00100HaltStartingDelimiterJ11000FirstofSDpairK10001SecondofSDpairEndingDelimiterT01101TerminatedatastreamControlIndicatorsR00111Reset(0)S11001Set(1)数据符号0111100000(0x0)1010010001(0x1)2101000010(0x2)etc.4B/5B编码4B/5B编码例资料21H(0010，0001)4B/5B编码为(10100

，01001)连续3个0资料70H(0111，0000)4B/5B编码为(01111

，11110)连续8个1FDDI资料讯框FDDI数据讯框的格式显示于图。讯框字段的作用如下：前置符号(PA，8字节)包含至少16个闲置符号，为互相交替的0与1，供网络上的其他系统用来同步时序。起始符号(SD，1字节)包含符号J与K，用来指出讯框的开头讯框控制(FC，1字节)包含用来指出INFO字段内所含数据类型的两个符号FDDI资料讯框讯框控制其中的一些数值意义如下：40–Void讯框41、4F–工作站管理(SMT)讯框表示INFO字段内包含一个由SMT表头和SMT信息所构成的SMT协议数据单元。当记号传递程序发生异常时，可利用这些讯框来执行复原作业，例如接收记号失败或是完全无法还原任何数据50、51–LLC讯框表示INFO字段内包含标准的IEEE802.2LLC讯框。FDDI封包使用逻辑链路控制(LLC)讯框来携带应用程序的数据60–实作讯框70–保留讯框FDDI资料讯框目的地地址(DA，6字节)表示下一个接收讯框之系统的MAC地址，或是一组地址或广播地址来源地址(SA，6字节)指定传送封包之系统的MAC地址资料(INFO，不固定)依据讯框控制(FC)字段所指定的讯框作用而定，可能包含网络层协议的数据、SMT表头和数据、或是MAC资料。讯框检查字符(FCS，4字节)包含传送端系统所产生的CRC，由目的地系统重新计算并和此值比较以确认封包时否在传送时受损FDDI资料讯框结束符号(ED，4位)包含一个T符号，用来指出讯框是完整的讯框状态(FS，12位)包含值R(重设)或S(设定)的三个指示子第一次传输讯框时三者的值都是R，透过中介系统传输封包后则可能遭到修改三个指示子的作用如下：

E(错误)表示系统侦测到FCS或讯框格式错误。如果收到此指示子的值为S的讯框，系统便会立刻丢弃。

A(确认)表示系统得知讯框的目的地地址代表自己，原因在于DA字段中包含该系统的MAC地址或是广播地址。

C(复制)表示系统已经成功地将讯框的内容复制到缓冲区。正常情况下会一并设定A和C指示子；已设定A却未设定C的讯框无法复制到系统缓冲区。发生这种现象大多由于系统来不及处理传入的流量所致。

记号传递FDDI和记号环协议都是采用记号传递作为媒体访问控制(MAC)机制记号是在网络上循环的一种特殊的封包，且持有记号的系统才能传输数据FDDI网络的标准使用早期记号释放，其系统于送出最后一个封包后将立刻传送一个新的记号FDDI系统也能够在释放记号给下一个系统之前传送多个封包。当封包在整个环内移动后回到建立该封包的系统时，系统便将记号从环内移除以防止记号无限循环。FDDI记号讯框记号讯框的格式显示于图。各字段的作用如下：前置符号(PA，8字节)包含至少16个闲置符号，亦即互相交替的0与1，供网络上的其他系统用来同步时序之后丢弃。起始符号(SD，1字节)包含符号J与K，用来指出讯框的开头讯框控制(FC，1字节)包含用来指出讯框作用的两个符号，采用下列十六进制值：80不受限制的记号C0受限制的记号结束符号(ED，4位)包含两个T符号，用来指出讯框是完整的FDDI属于可预测的

(Deterministic)网络协议其可计算出系统接收记号需要花费的最长时间，只要将网络上的系统数量乘以系统传递一个封包所需的时间即可，称为目标记号循环时间

(TargetTokenRotationTime)FDDI网络通常是非同步环路模式

(AsynchronousRingMode)，亦即任何系统皆可在接收记号时一并传递数据。某些FDDI产品也能够执行于同步环路模式

(SynchronousRingMode)，因此管理员可将网络总带宽的一部份配置给特定系统或一群系统；此时网络上的其他所有系统则是异步执行，并正常分配剩余的带宽。工作站管理层SMT

FDDI具备整合网络的管理与监视能力，并依据这些能力来设计。SMT层负责网络环的维护和诊断作业，例如：工作站起始作业工作站的新增与移除连线管理组态管理错误隔离与复原收集统计资料一部计算机可以安装多张FDDI配接卡且每张配接卡都有自己的PMD、PHY和MAC层实作，但整个系统只有一项SMT实作SMT讯息随着FC域值为41或4F的标准FDDI数据讯框一并传递。在工作站管理讯框中，FDDI资料讯框的INFO字段内包含一个SMTPDU，此PDU是由一个SMT表头和一个SMTInfo字段所构成。SMTPDU格式各字段的作用如下：讯框类别(FrameClass，1字节)指定讯息的作用，采用下列值：01–邻接点信息讯框(NIF)FDDI工作站定期传送自己的MAC地址宣告让网络上的系统用来判断上游邻接点地址

(UNA)和下游邻接点地址

(DNA)，称为邻接点通知协定

(NeighborNotificationProtocol)。网络监视设备也可以利用这些讯息来建立FDDI环路的图示。02–状态信息讯框-组态(SIF-CFG)

请求和提供系统的组态信息以便用来隔离错误、对应环路和监视统计资料。SMTPDU格式03–状态信息讯框-作业(SIF-OPR)

请求和提供系统的作业信息以便用来隔离错误、对应环路和监视统计资料。04–回应讯框用于FDDI系统之间的SMT对SMT回路测试。05–资源分配讯框(RAF)

用来实作网络原则，例如同步带宽的配置。06–请求拒绝讯框(RDF)

用来拒绝另一系统所提出之版本ID值不支持或长度错误的请求。SMTPDU格式07–状态报告讯框(SRF)发生特定状况时用来向网络管理员报告工作站的状态，特定状况包括：讯框错误状况表示发生讯框错误过多的异常状况。LER状况表示端口所发生的链结错误超出指定的限制。位址重复状况表示系统或是其上游邻接点使用了重复的地址。对等式缠绕状况表示DAS运作于缠绕模式，亦即由于发生缆线断裂或其他错误而使数据从主环路移转到次环路。握持状况表示系统处于握持主环路或握持次环路的状态。未复制状况表示因系统缓冲区太满而使封包尚未复制到缓冲区即已中继。EB错误状况表示端口上出现伸缩缓冲区错误。MAC路径变更表示系统MAC地址的现有路径已经改变。连接端口路径变更表示系统端口的现有路径已经改变。MAC邻接点变更表示上游邻接点或下游邻接点的地址已经改变。非预期的联机表示建立了非系统所预期的联机。SMTPDU格式08–参数管理讯框-Get(PMF-Get)提供用来查询远程系统的管理讯息库(MIB)属性的方法。09–参数管理讯框-Set(PMF-Set)提供用来设定远程系统的某些MIB属性值的方法。FF–延伸服务讯框(ESF)供定义新的SMT服务时使用。讯框类型(FrameType，1字节)指定讯框中所包含的讯息类型，采用下列值：01宣告02请求03回应版本ID(VersionID，2字节)指定SMTInfo字段的结构，采用下列值：0001表示使用低于7.x的版本0002表示使用7.x版本SMTPDU格式交易ID(TransactionID，4字节)包含用来关联请求讯息与响应消息的数值工作站ID(StationID，8字节)包含工作站的唯一标识符，由用户定义的两个字节和网络接口配接卡的6字节MAC地址所构成填补位(Pad，2字节)包含值为00的两个字节，将表头的整体大小垫补到32个字节资讯栏位长度(InfoFieldLength，2字节)指定SMTInfo字段的长度

SMTPDU格式SMT信息(SMTInfo，不固定)包含一或多个参数，每个参数包含下列子字段：

参数类型，2字节指定参数的作用。第一个字节表示参数的类别，采用下列值：

00一般参数

10SMT参数

20MAC参数

32PATH参数

40PORT参数

参数长度，2字节指定资源索引和参数值字段的总长度。

资源索引，4字节指出参数所描述的MAC、PATH或PORT物件。

参数值，不固定包含实际的参数信息。

FDDI系统于开机时利用SMT讯息使自己加入环路，加入程序包括数个步骤首先是由系统将环路初始化并测试网络的链结，然后利用要求记号(ClaimToken)来