Redes FDDI

A arquitetura FDDI (Fiber Data Distributed Interface) foi uma das primeiras arquiteturas de redes locais a permitir o uso da fibra óptica. Foi baseada no projeto 802 do IEEE, mas acabou sendo padronizado pela ANSI, sob o número X3T9.5.

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Similaridade entre as camadas do FDDI e a arquitetura IEEE 802.

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Sua taxa de transferência máxima é de 100 Mbps e permite uma rede com extensão máxima de 100 Km (sendo que a cada 2 Km é necessário haver um repetidor, ou seja,o limite de distância entre cada nó é de 2 Km) e com 500 computadores interligados. Um segundo padrão FDDI, chamado FDDI-II, opera a uma taxa de transferência de 200 Mbps.

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A FDDI é uma rede em anel como a Token Ring, mas com algumas diferenças substanciais:A topologia da arquitetura FDDI é uma rede em duplo anel. Cada um dos anéis opera em um sentido contrário ao outro. Quando a rede está operando em suas condições normais, somente um dos anéis, chamado primário é usado.

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Caso ocorra algum problema com esse anel (por exemplo, a conexão seja rompida), então o segundo anel (anel secundário) é utilizado.

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A detecção e a recuperação de falhas é uma das grandes diferenças entre o FDDI e o Token Ring. Em princípio, se uma máquina falhar rompendo a conexão com os dois anéis, a rede deixa de funcionar, já que ambos os anéis estarão interrompidos, impedindo a circulação da ficha. A rede FDDI, no entanto, tem a capacidade de se reconfigurar de modo a criar um anel excluindo a máquina problemática.

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O anel primário é conectado ao anel secundário no ponto onde a rede foi interrompida, formando novamente um anel.

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O processo de detecção de falhas - chamado beaconing - é muito interessante. Quando uma máquina percebe que há uma interrupção no anel, ela emite um alarme para a máquina acima dela. Essa máquina, ao receber o sinal de alarme, emite também um alarme, para a máquina acima e também responde à máquina anterior que recebeu o pedido de alarme. Esse processo continua até que uma das máquinas não responda ao pedido de alarme, esta será a responsável pela interrupção.

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Caso todas as máquinas respondam corretamente ao pedido de alarme e o pedido dê uma volta completa no anel (isto é, a máquina que gerou o alarme recebe o mesmo pedido de alarme vindo da máquina anterior a ela no anel), isso significa que o anel já foi reestabelecido e que a rede pode voltar a operar corretamente.

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As máquinas presentes em redes FDDI, assim como as Token Ring, podem ser interligadas usando dispositivo concentrador (hub FDDI). Esse hub é responsável por fazer a conexão das máquinas. Neste caso, é o concentrador que monta, internamente, o anel da rede.

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Máquinas que estejam conectadas usando os dois anéis são chamadas de classe A. Opcionalmente as máquinas podem ser conectadas usando-se somente um anel, igual ao que acontece em redes Token Ring. Essas máquinas são classificadas como classe B e obviamente perdem a capacidade de reconfiguração da rede em caso de falha do anel.

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O funcionamento básico da arquitetura FDDI é igual ao funcionamento das redes Token Ring. Uma ficha circula no anel e, quando alguma máquina quer transmitir um quadro de dados, ela captura essa ficha e a substitui por um quadro de dados.

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A diferença é que na rede Token Ring só é possível o uso de uma única ficha circulando no anel. Em redes FDDI, pode haver várias fichas circulando no anel simultaneamente. Como a ficha circula sempre a uma velocidade conhecida, é possível manter outras fichas circulando sem haver qualquer tipo de colisão ou conflito.

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Ilustração das fichas circulando.

Como elas circulam a uma mesma velocidade e estão em locais diferentes da rede, elas nunca se encontrarão, isto é, nunca haverá uma colisão das fichas.

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Camada Física - transmissão:A transmissão de dados em redes FDDI é feita utilizando a codificação 4B/5B, já que as redes Ethernet operando a 100 Mbps utilizam esse mesmo tipo de codificação. Essa codificação consiste em pegar cada grupo de quatro bits de dados e transmiti-lo na forma de cinco bits. Com isso temos disponíveis 32 números diferentes para transmitir 16 números de dados.

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Camada Física - transmissão:Sobram 16 números para serem usados como controle. A diferença da codificação 4B/5B usada no Ethernet para a usada no FDDI é que no Ethernet são utilizados apenas quatro números para controle, enquanto que no FDDI são utilizados oito números para controle.

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Camada Física - Cabeamento:As redes FDDI utilizam fibras ópticas de modo múltiplo operando com um cumprimento de onda de 1300 nm. Na ponta dos cabos é utilizado um conector chamado MIC.O comprimento total de cada anel FDDI pode ser de até 100, km, sendo que cada cabo de fibra óptica pode ter até 2km. O FDDI possui ainda um limite de 500 máquinas na sua rede.

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Controle de Acesso ao Meio (MAC)Essa camada é a responsável por pegar os dados enviados pela camada superior (Controle do Link Lógico, LLC) e criar o quadro FDDI. Esse quadro FDDI será enviado para a camada física de forma a ser transmitida na rede. Existem dois tipos de quadro FDDI: a ficha (token) e o quadro de dados.

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Controle de Acesso ao Meio (MAC)Estrutura da ficha, token:

Estrutura do quadro de dados:

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Controle de Acesso ao Meio (MAC)• PA (Preâmbulo): são 16 ou mais símbolos Idle,

usados para separar a transmissão consecutiva de dois quadros. Ou seja, entre dois quadro transmitidos consecutivamente, existirão pelo menos 16 símbolos Idle. Como vimos, o símbolo Idle possui valor 11111.

• SD (Satarting Delimiter): indica o início do quadro.• FC (Frame Control): informa o tipo de quadro.

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Controle de Acesso ao Meio (MAC)• DA (Destination Address): aponta o endereço MAC

da placa de rede de destino.• AS (Source Address): aponta o endereço MAC da

placa de rede que está transmitindo o quadro.• Dados: área de dados do quadro. Pode conter até

4.478 bytes de dados, essa área é variável e o seu final é informado por um símbolo ED.

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Exercícios:1. Conceitue o funcionamento de uma rede FDDI:2. Qual a principal diferença entre as redes token ring

e FDDI?3. Como funciona o processo de detecção de falhas

numa rede FDDI?4. Resuma a camada física de uma rede FDDI: