Mohamed Mediouni 15

Token Ring et FDDI

Mohamed Mediouni( Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis (ENIT)). ([email protected]) Téléphone :+21622582534

Token Ring

Token Ring : Introduction  Local Area Network Protocol  Le plus répandu après Ethernet  Développé par IBM courant 70’s  Standardisé en 1985 par l’IEEE 802.5  Correspond aux couches physique et liaison du modèle OSI  Taux de transfert de 4Mbs au départ, amélioré ensuite pour 16Mbs

Token Ring : Introduction  Une topologie logique avant tout Liberté sur la topologie physique : bus, étoile, anneau Liberté sur le média : • UTP (Unshielded Twisted Pair) • STP (Shielded Twisted Pair) • Cable coaxial • Fibre optique (FDDI)

Token Ring/IEEE 802.5

Token Ring : Principe général  Stations connectées en anneau (le MSAU, MultiStation Access Unit, simule cet anneau chez IBM) de manière logique ou physique  Le jeton (Token) circule de station en station :  Possession du jeton => droit de transmettre  Détient le jeton pour un temps déterminé

Token Ring : Principe général  Pas de données à transmettre =>jeton passé à son voisin  Sinon :  Altération d’un bit : le jeton devient une trame d’information  Ajout des adresses source et destination, de l’information à transmettre  Envoie à la station suivante

 Pendant que la trame circule, il n’y a plus de

jeton sur le réseau (sauf si l’anneau supporte l’Early Token Release)  Les stations ayant des données à transmettre doivent patienter  Il ne peut pas y avoir de collisions

Token Ring : Principe général  Circulation de la trame jusqu’à la station destinatrice (la trame est regénérée par chaque station)  Copie de l’information dans un buffer interne  Altération d’un bit pour accuser de la réception  Envoie de la trame à la station suivante

 Lorsque la trame a fait un tour et est revenue à l’expéditeur

 Peut vérifier la bonne réception de la trame  Suppression de la trame du réseau  Un nouveau jeton est émis

Token Ring : Principe

Token Ring : Caractéristiques  Réseaux à jeton dit déterministes  Possibilité de calculer le temps maximum à attendre avant de pouvoir transmettre (important pour certaines applications en automatisation)

 L’Early Token Release (pour les réseaux 16Mbs) : pour réduire l’attente, la station source émet un nouveau jeton suivant la trame d’information  Il peut donc y avoir plusieurs trames sur le réseau mais qu’un seul jeton à la fois!

Token Ring : Système de priorité  Une station avec une priorité plus haute peut transmettre plus souvent  2 champs dans le jeton :  Priority Field  Reservation Field

 Une station peut saisir le jeton seulement si sa priorité est supérieure ou égale à celle du jeton

Token Ring : Système de priorité  Une station peut réserver le prochain jeton seulement si sa priorité est supérieure à celle de la station émettrice  Lorsque le nouveau jeton est généré, il inclut la priorité de la station l’ayant réservé  La station qui a augmenté la priorité d’un jeton doit restaurer la précédente valeur une fois la transmission terminée

Token Ring : Contrôle des erreurs  Une station sur le réseau est le contrôleur (cela peut être n’importe laquelle)

 Supprime les trames qui circulent en boucle sur le réseau (ce qui pourrait le bloquer sinon)  Génère un nouveau jeton dans ce cas

 Le MSAU peut déconnecter physiquement et électriquement une station défaillante du réseau  Algorithme « beaconing », idem au MSAU mais de manière logicielle : une trame « beacon » est envoyée pour localiser la panne, une procédure d’auto-reconfiguration est initiée

Token Ring : Détail d’une trame

Token Ring : Détail d’un jeton  Trame de 24bits (3 octets)  Start Delimiter : octet unique violant le schéma d’encryptage des données  Access Control : P P P T M R R R    

P : Priority T : Token M : Monitor R : Reserved

 End Delimiter : Code Violation + Bit d’erreur + Bit de fin de séquence

Token Ring : Détail d’une trame de données  Jusqu’à 17800 octets de données (1500    

octets pour Ethernet) Frame control (1 octet) : Trame de données ou Trame de contrôle + Type de contrôle Destination Address (2 ou 6 octets) Source Address (2 ou 6 octets) Data : longueur définie par le temps de détention du jeton

Token Ring : Détail d’une trame de données  Frame Check Sequence (4 octets) : dépend des données, permet la vérification de l’intégrité  Frame Status (1 octet) : accusé de réception

Fiabilité  Vérification physique avant activation

d’une machine sur le réseau : électronique et câblage  Conservation de données sur la machine en amont : adresse, nombre de trames corrompues (pour diagnostic)  Equité entre les machines (pas d’avantages topologiques)  Utilisation à 100% de la bande passante

Fiabilité  Accès prioritaire à certains composants et certains messages possible  Taille des trames indépendante de la longueur de l’anneau  Pas besoin de trames de synchronisation car même les stations qui n’ont pas de données à transmettre envoient des trames (économie de bande passante)

Evolution  IBM a toujours su faire évoluer son produit

d’années en années et continue de le faire (puce de 5ème génération, TR pour PCMCI, Cardbus, PCI, technologie Wake on LAN, TR full-duplex, …)  Travaille avec CISCO, HSTRA (High Speed Token Ring Alliance)  IEEE 802.5t : 100Mbs/ IEEE 802.5v : Gigabit

Le marché  Décroit d’année en année et l’IDC prévoit que celui-ci sera nul en 2005.  Entre 20 et 30 millions de stations à travers le monde utilisant Token Ring  50 % du marché pour IBM en 1999  Se limite à l’extension de réseaux existants, au remplacement ou à la mise à jour

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Principes  Norme Iso 9314  Réseaux et/ou leur interconnexion  Trois besoins simples: _ Le besoin d'interconnexion des réseaux locaux par des réseaux fédérateurs.

_ Des débits élevés évitant ainsi tout goulot d'étranglement. _ Raccordement de stations à haut débit (Visioconférence, Vidéo, Son en temps réel …).

Principes

Topologie

Topologie Classe A

Les stations reliées aux deux anneaux simultanément. DAS: Dual Attachement Station.

Classe B

Les stations reliées à un seul anneau. SAS: Single Attachement Station.

Classe C Les concentrateurs FDDI

Topologie Classe A

Les stations reliées aux deux anneaux simultanément. DAS: Dual Attachement Station.

Classe B

Les stations reliées à un seul anneau. SAS: Single Attachement Station.

Classe C Les concentrateurs FDDI

Support Du FDDI (Fibre optique)  Large bande passante (débits élevés)  Insensibilité aux perturbations électromagnétiques)

 Faible atténuation

Support Du FDDI (Fibre optique)  Deux types de fibres optiques:  Single-mode : la lumière est diffusée par laser. Un seul rayon de lumière est diffusé.  Haute performance  Longue distance

 Multimode : la lumière est diffusée par LED. Les différents rayons de lumière entre dans la fibre par différents angles.  Performances réduites  Diffusion limitée

Support Du FDDI (Fibre optique)

Intégration au modèle OSI  FDDI divise les couches Physique et Liaison du modèle OSI en deux sous-couches

Intégration au modèle OSI  Couche Physique:  PMD (Physical Layer Medium): Définit les caractéristiques de transmission du média, incluant les liens fibres optiques, le taux d'erreur par bit, les composants optiques et le type de connecteurs.

 PHY (Physical Layer Protocol): Définit les procédures d'encodage/décodage des données, le traitement de l'horloge, les états de la ligne et de la trame, et bien d'autres fonctions.

Intégration au modèle OSI  Couche Liaison:  MAC (Media Access Control): Définit comment le média est accédé, notamment le format des trames.

 LLC (Logical Link Control): Définit les moyens pour échanger des données entre plusieurs utilisateurs LLC.

Intégration au modèle OSI  SMT:

SMT définit la gestion de réseau qui inclut différents services:  Configuration des stations (Initialisation du système)  Reconfiguration de l'anneau (Insertion ou retrait d'une station)

 Caractéristiques de contrôle de l'anneau (Temporisation, statistiques)

Les stations FDDI  3 classes (Norme ANSI):  Classe A: DAS (Dual attachment Station), reliée aux deux anneaux.

 Classe B: SAS (Single Attachment Station), reliée à un seul anneau.

 Classe C: les concentrateurs.

Les stations FDDI  Classe A DAS:  Deux ports A et B connecté aux deux anneaux

Les stations FDDI  Classe B SAS:  La station SAS est reliée aux deux anneaux (figure suivante), à l’aide d’un concentrateur.

 Un défaut sur la station n’engendre pas d’erreur sur le double anneau.

Les stations FDDI  Classe C les concentrateurs:  Lie les stations SAS aux deux anneaux.

 Assure le bon fonctionnement du réseau face aux pannes des stations SAS.

Format des trames  Le format des trames est similaire à celui du Token Ring:

Format des trames  PA (Preambule): Il contient au moins 16 symboles IDLE pour permettre l'acquisition de la synchronisation bit.

 SD (Start Delimiter): Indique le début de la trame.

 FC (Frame Control): Donne le type de trame et ses particularités. Les bits définissent successivement

 DA (Destination Address): Ce champ contient l'adresse d'une station (unicast), d'un ensemble de stations (multicast) ou de toutes les stations (broadcast).

Format des trames  SA (Source Address): Ce champ permet d'identifier la station émettrice. Sa taille est également de 6 octets.

 INFO: Ce champ peut avoir différents aspects: il peut être vide, contenir un nombre pair de symboles ou contenir des informations de contrôle mais en aucun cas il pourra avoir une taille supérieure à 9000 symboles (soit 4500 octets).

 FCS (Frame Check Sequence): Ce champ contient la valeur du calcul du CRC (Cyclique Redundancy Check). Il est rempli par la station émettrice en fonction du contenu de la trame. Ce procédé est identique à celui utilisé par Ethernet et Token Ring. La station de destination recalcule cette valeur afin de déterminer si la trame a été endommagée pendant la transmission. Si tel est le cas, elle sera détruite.

Format des trames  ED (End Delimiter): Il contient un symbole T (Terminate) dans le cas d'une trame ou deux symboles T dans le cas d'un jeton.

 FS (Frame Status): Ce champ valide la trame et ses conditions de réception: E signifie erreur, A adresse reconnue et C adresse copiée.

Evolution vers le FDDI 2  FDDI II provient de l'incapacité de FDDI à véhiculer simultanément voix et données sur des réseaux comportant un grand nombre de nœuds.

 Une technique de type jeton est apte à assurer une régularité dans l'accès, mais le temps de traitement dans chaque nœud peut devenir très important sur des réseaux comportant de nombreuses stations.