Fiber Distributed Data Interface (FDDI) ist eine Reihe von ANSI- und ISO-Standards für die Datenübertragung auf Glasfaserleitungen in einem lokales Netzwerk (LAN) erstreckt sich über bis zu 200 Kilometer. Die Technologie zeichnet sich durch ihre hohe Qualität aus Bandbreite und Zuverlässigkeit, wurde in den späten 1980er und 1990er Jahren hauptsächlich zur Verbindung von LANs und als Backbone für verwendet Weitverkehrsnetze (WAN).
FDDI verwendet eine Dual-Ring-Architektur, die eine Form der Redundanz bietet und eine hohe Verfügbarkeit des Netzwerks gewährleistet. Fällt ein Ring aus, schaltet das System automatisch auf den sekundären Ring um und hält so den Netzwerkbetrieb unterbrechungsfrei aufrecht. Jeder Ring unterstützt Datenübertragungsraten von 100 Mbit/s (Megabit pro Sekunde), deutlich schneller als die damals verfügbaren Alternativen. FDDI unterstützte sowohl die Token-Weitergabe für die Datenintegrität als auch ein Glasfasermedium, das weniger anfällig für elektromagnetische Störungen war und im Vergleich zu auf Kupferkabeln basierenden Technologien eine zuverlässige und sichere Methode der Datenübertragung bot.
Design verteilter Glasfaser-Datenschnittstellen
Das Fiber Distributed Data Interface (FDDI)-Design basiert auf einer Hochgeschwindigkeits-Netzwerktopologie, die Glasfaser als Medium für die Datenübertragung verwendet. Zu den Schlüsselelementen des FDDI-Designs gehören die physische und logische Struktur, die Datenübertragungsmethode und die Netzwerkkomponenten.
Dual-Ring-Topologie
FDDI basiert auf einer Dual-Ring-Topologie, die aus zwei unabhängigen Glasfaserkabelringen besteht: dem Primär- und dem Sekundärring. Der Datenfluss erfolgt in der Regel auf jedem Ring in eine Richtung, wodurch der Datenverkehr unabhängig vom anderen Ring übertragen wird. Dieses Design bietet inhärente Redundanz und erhöht die Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz des Netzwerks. Bei Ausfall oder Störung des Primärrings kann das System automatisch auf den Sekundärring umschalten und so den kontinuierlichen Betrieb gewährleisten.
Token-Passing-Protokoll
FDDI verwendet ein Token-Passing-Protokoll, um den Zugriff auf das Netzwerkmedium zu steuern. Um Daten übertragen zu können, muss ein Gerät über den Token verfügen. Diese Methode stellt sicher, dass immer nur ein Gerät gleichzeitig sendet, wodurch Kollisionen verhindert und die Effizienz der Datenübertragung maximiert wird. Sobald ein Gerät das Token erhält und seine Daten sendet, gibt es diese an das nächste Gerät im Ring weiter, sodass dieses übertragen kann.
100 Mbit/s Bandbreite
Das Netzwerk unterstützt Datenübertragungsraten von bis zu 100 Mbit/s (Megabit pro Sekunde). Diese Hochgeschwindigkeitsfähigkeit in Kombination mit der Zuverlässigkeit von Glasfaserkabeln machte FDDI ideal als Rückgrat großer Netzwerke, die eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung erfordern.
Optisches Fasermedium
FDDI verwendet Glasfaser als Übertragungsmedium, was mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Kupferkabeln bietet, darunter eine höhere Bandbreitenkapazität, eine größere Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen und die Möglichkeit, größere Entfernungen ohne Signalverschlechterung zu überbrücken. Die typische maximale Länge für ein einzelnes FDDI-Netzwerk beträgt 200 Kilometer mit bis zu 1,000 angeschlossenen Geräten.
Netzwerk-Komponenten
Das FDDI-Netzwerk besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, darunter:
- FDDI NIC (Netzwerkschnittstellenkarte). Verbindet einen Computer oder andere Geräte mit dem FDDI-Netzwerk.
- Konzentratoren. Funktionieren als Hubs und ermöglichen die Verbindung mehrerer Geräte mit dem FDDI-Ring.
- Glasfaserkabel und Steckverbinder. Wird verwendet, um das Netzwerk physisch aufzubauen und Geräte zu verbinden.
Standards und Spezifikationen
FDDI wurde vom American National Standards Institute (ANSI) standardisiert und entspricht der ISO 9314-Spezifikation. Es enthält mehrere Dokumente, die die Protokolle der physischen und logischen Schicht definieren, einschließlich der Media Access Control (MAC)-Schicht, die für den Token-Passing-Mechanismus verantwortlich ist, und des Physical Layer Protocol (PHY), das die elektrische und prozedurale Schnittstelle zum Übertragungsmedium definiert.
Geschichte der verteilten Glasfaser-Datenschnittstelle
Die Fiber Distributed Data Interface entwickelte sich Ende der 1980er und Anfang der 1990er Jahre zum Standard für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung. Das American National Standards Institute (ANSI) begann mit der Entwicklung von FDDI, um den Bedarf an einem Netzwerkstandard mit hoher Bandbreite zu decken, der datenintensive Anwendungen und die Verbindung mehrerer LANs über größere Entfernungen unterstützen kann.
FDDI wurde 3 von ANSI im Rahmen des X9.5T1987-Komitees standardisiert. Der erste FDDI-Standard wurde veröffentlicht und konzentrierte sich auf Netzwerkarchitekturen, die Übertragungsraten von 100 Mbit/s unterstützen konnten, was deutlich höher war als die damals von Ethernet angebotenen 10 Mbit/s.
In den 1990er Jahren wurde FDDI weit verbreitet als Rückgrat für viele Unternehmens-, Hochschul- und Regierungsnetzwerke, bei denen hoher Durchsatz und Netzwerkzuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung waren. Seine Fähigkeit, unterschiedliche LANs über größere Entfernungen ohne nennenswerte Signalverschlechterung zu verbinden, machte es zu einer beliebten Wahl für große Netzwerkumgebungen.
Das Aufkommen schnellerer und kostengünstigerer Technologien wie Gigabit-Ethernet in den späten 1990er und frühen 2000er Jahren begann, FDDI zu verdrängen. Diese neueren Technologien boten eine vergleichbare oder bessere Leistung bei geringeren Kosten und einfacherer Implementierung und Wartung.
Trotz seines Rückgangs bleibt der Einfluss von FDDI auf Netzwerkstandards und die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsnetzwerktechnologien erheblich. Es hat dazu beigetragen, den Weg für die Einführung von Glasfasern in Netzwerk-Backbones zu ebnen und die Voraussetzungen für die heute vorherrschenden Hochgeschwindigkeitsnetzwerke mit hoher Kapazität zu schaffen.
Anwendungsfälle für verteilte Glasfaser-Datenschnittstellen
Fiber Distributed Data Interface (FDDI) wurde hauptsächlich in Umgebungen eingesetzt, die eine hohe Bandbreite, Zuverlässigkeit und Unterstützung für die Kommunikation über große Entfernungen erforderten. Hier sind einige wichtige Anwendungsfälle für FDDI.
1. Unternehmens- und Campusnetzwerke
Große Unternehmen und Universitätsgelände mit ausgedehnten geografischen Flächen nutzten FDDI, um verschiedene Gebäude oder Einrichtungen miteinander zu verbinden. Die hohe Bandbreite und Zuverlässigkeit von FDDI unterstützte die vielfältigen und datenintensiven Anforderungen dieser Umgebungen, darunter Dateifreigabe, Hochgeschwindigkeits-Internetzugang und die Verbindung lokaler Netzwerke (LANs).
2. Data Center Konnektivität
Data centers Wohnen servers und Speichergeräte für große Unternehmensanwendungen erfordern Netzwerke, die erheblichen Datenverkehr mit minimaler Latenz verarbeiten können. FDDI wurde innerhalb und zwischen verwendet data centers, um einen schnellen und zuverlässigen Zugriff auf kritische Daten und Anwendungen zu gewährleisten. Die von FDDI angebotene Geschwindigkeit von 100 Mbit/s und das Glasfasermedium waren für die hohen Durchsatz- und Zuverlässigkeitsanforderungen von gut geeignet data center Umgebungen, die eine effiziente Datenreplikation unterstützen, backupund Abrufprozesse.
3. Metropolitan Area Networks (MANs)
FDDI wurde auch in städtischen Netzwerken eingesetzt und verband verschiedene LANs in einer Stadt oder Metropolregion. Dieser Anwendungsfall war besonders relevant für Regierungseinrichtungen, Bildungseinrichtungen und Unternehmen, die eine Hochgeschwindigkeitskonnektivität über größere Entfernungen benötigen, als sie normalerweise von einem LAN abgedeckt werden. Die in FDDI verwendete Glasfaser ermöglichte die Kommunikation über große Entfernungen ohne nennenswerte Signalverschlechterung und eignet sich daher ideal für die Schaffung miteinander verbundener Netzwerke in einem Ballungsgebiet. Seine hohe Bandbreite erleichterte die Übertragung großer Datenmengen und Multimediainhalte.
4. Backup und Notfallwiederherstellung
Organisationen nutzten FDDI für backup und Notfallwiederherstellung Zwecken, indem es seine hohe Bandbreite nutzt, um große Datenmengen an externe Speicherorte zu übertragen. Diese Anwendung war von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Datenintegrität und der Geschäftskontinuität bei Systemausfällen oder anderen Störungen. Aufgrund der Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz von FDDI sowie der Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung eignete sich FDDI für die umfassende Implementierung backup Strategien und die Minimierung von Ausfallzeiten während Wiederherstellungsvorgängen.
5. Hochleistungs-Computing-Cluster (HPC).
Forschungseinrichtungen und Unternehmen laufen High Performance Computing Cluster für Simulationen, Datenanalysen und andere rechenintensive Aufgaben verließen sich auf FDDI, um die Clusterknoten miteinander zu verbinden. Für eine effiziente Parallelverarbeitung war ein schneller Datenaustausch zwischen Knoten unerlässlich. Die Bandbreite und die geringe Latenz von FDDI erleichterten den schnellen Informationsaustausch zwischen Clusterknoten, verbesserten die Gesamtleistung von HPC-Anwendungen und ermöglichten die effizientere Ausführung komplexer Berechnungen.
