Fibre Channel - Technologia opracowana przez ANSI - X 3 T 11 (1988). - Służy do połączeń typu channel (np. kanał dyskowy) i network. - Zapewnia wysoką prędkość transmisji. - Realizuje rozbudowane topologie. - Posiada znaczny zasięg. - Wykorzystuje różne rodzaje mediów fizycznych. - Oferuje zróżnicowane klasy usług. - Umożliwia przenoszenie innych protokołów o zróżnicowanej architekturze i wymaganiach. - Obecnie znajduje najszersze zastosowanie w sieciach SAN (Storage Area Networks) udostępniających rozbudowane systemy składowania danych (macierze dyskowe, biblioteki taśmowe) o wielkiej pojemności.
Fibre Channel - topologie
Fibre Channel - przepływności, typy mediów, zasięg
Fibre Channel - typy złącz, format ramki
Fibre Channel -warstwy (layers) FC-0 FC-1 FC-2 FC-3 FC-4 Signaling Media specifications Receiver/Transmitter specifications 8 B/10 B character encoding Link maintenance Frame format Sequence management Exchange management Flow Control Classes of Service Login/Logout Topologies Segmentation and Reassembly Services for multiple ports on one node Upper Layer Protocol (ULP) mapping Small Computer System Interface (SCSI) Internet Protocol (IP) High Performance Parallel Interface (HIPPI) Asynchronous Transfer Mode - Adaption Layer 5 (ATM-AAL 5) Intelligent Peripheral Interface - 3 (IPI-3) (disk and tape) Single Byte Command Code Sets (SBCCS) future ULPs. . .
Class 1 In Class 1, a dedicated connection is established between two N_Ports. Once established, the two N_Ports may communicate using the full bandwidth of the connection; no other network traffic affects this communication. Due to this, frames are guaranteed to arrive in the order in which they were transmitted. Intermix is an option of Class 1 whereby Class 2 and Class 3 frames may be transmitted at times when Class 1 frames are not being transmitted. Class 2 is referred to as multiplex due to the fact that it is a connectionless Class of service with notification of delivery andnon-delivery of frames. Class 3 is very similar to Class 2. The only exception is that it only uses buffer-to-buffer flow control. It is referred to a datagram service. Class 3 would be used when order and timeliness is not so important, and when the ULP itself handles lost frames efficiently. Class 3 is the choice for SCSI. Class 4 provides fractional bandwidth allocation of the resources of a path through a Fabric that connects two N_Ports. Class 4 can be used only with the pure Fabric topology. One N_Port will set up a Virtual Circuit (VC) by sending a request to the Fabric indicating the remote N_Port as well as quality of service parameters. The resulting Class 4 circuit will consistof two unidirectional VCs between the two N_Ports. The VCs need not be the same speed.
Sieci rozległe - Wide Area Networks (WAN) - obejmują duży obszar geograficzny, - często wykorzystują infrastrukturę operatorów telekomunikacyjnych, - funkcjonują w trzech najniższych warstwach modelu OSI.
Topologie sieci WAN - łącza punkt --- punkt
Topologie sieci WAN - z przełączaniem obwodów - z przełączaniem pakietów
Urządzenia WAN data terminal equipment (DTE)device (such as a terminal) data circuit-terminating (DCE) device (such as a switch) channel service unit/digital service unit (CSU/DSU)
Protokół SDLC (Synchronous Data Link Control) i pochodne - SDLC został opracowany przez IBM w latach 70 -tych jako pierwszy zorientowany bitowo synchroniczny protokół łącza danych, - wywodzi się z niego wiele pochodnych protokołów: HDLC - High-Level Data Link Control (ISO) PPP - Point-to-Point Protocol LAP, LAP-B - Link Access Procedure, Balanced (ITU-T, Frame Relay) IEEE 802. 2
Frame Relay - technologia WAN pracująca w cyfrowych systemach telekomunikacyjnych, opracowana przez ITU-T w latach 80 -tych, - oparta o technikę przełączania pakietów, - zorientowana połączeniowo, - stanowi rozwinięcie technologii X. 25 (zwiększona wydajność kosztem uproszczonej kontroli błędów), - działa w dwu dolnych warstwach modelu OSI, - obecnie rozwijana przez konsorcjum Frame Relay Forum (FRF).
Urządzenia Frame Relay DTE (data terminal equipment) - urządzenie końcowe użytkownika DCE (data circuit-terminating equipment) - urządzenia przełączające w strukturze sieci operatora telekomunikacyjnego
Obwody wirtualne Frame Relay Logiczne połączenia pomiędzy DTE oznaczone identyfikatorami zwanymi DLCI (data-link connection identifier), które mogą być multipleksowane w pojedynczym łączu fizycznym. Występują dwa rodzaje obwodów wirtualnych: - Switched Virtual Circuits (SVC) - tymczasowe połączenia ustanawiane na czas sporadycznej transmisji. - Permanent Virtual Circuits (PVC) - stałe połączenia ustanowione na potrzeby częstych transmisji pomiędzy DTE. Identyfikatory DLCI są przydzielane przez operatora i mają lokalne znaczenie (tylko między DTE i najbliższym DCE).
Mechanizmy kontroli przeciążeń Frame Relay zakłada użycie mediów o wysokiej niezawodności, a kontrolę przepływu przerzuca na protokoły wyższych warstw. - Forward-explicit congestion notification (FECN) FECN bit jest przenoszony w polu adresu nagłówka ramki FR i jest ustawiany przez DCE w razie wystąpienia przeciążenia; węzeł docelowy może zainicjować sterowanie przepływem. - Backward-explicit congestion notification (BECN) BECN bit jest przenoszony j/w lecz w kierunku do nadawcy (transmisja Frame Relay jest dwukierunkowa). - Discard Eligibility (DE) - bit DE, który jest częścią nagłówka ramki może wskazywać ramki o niższym priorytecie; jest ustawiany na 1 przez źródłowy DTE; w razie wykrycia przeciążenia przełączniki DCE będą odrzucać ramki z bitem DE w pierwszej kolejności.
Mechanizmy kontroli przeciążeń - c. d. Frame Relay stosuje mechanizm Admission Control: węzeł DTE negocjuje z przełącznikiem DCE możliwość nawiązania połączenia w oparciu o następujące parametry: - Committed Information Rate (CIR) - średnia przepustowość w b/s gwarantowana przez sieć w czasie wzorcowego interwału T, gdzie T= BC/CIR; - Committed Burst Size (BC) - maksymalna ilość (w bitach) jednostek informacji, która może być przetransportowana w czasie T, - Excess Burst Size (EC) - maksymalna nie gwarantowana ilość jednostek informacji (w bitach), jąką sieć będzie próbować przesłać w czasie T. Operator może oferować usługi transmisji z parametrem CIR wielokrotnie mniejszym od fizycznej przepustowości łącza.
Frame Relay Local Management Interface (LMI) Zestaw rozszerzeń do podstawowej specyfikacji FR: - globalne adresowanie - wartości DLCI mogą mieć globalny zakres w sieci FR, co ułatwia zarządzenie siecią i czyni ją bardziej podobną do sieci LAN (z punktu widzenia routerów), - komunikaty zarządzające obwodami wirtualnymi - okresowe weryfikowanie aktualności zestawionych połączeń, - multicasting - umożliwia transmisje do wydzielonej grupy węzłów.
Frame Relay - media Frame Relay może być transmitowane poprzez różnego typu cyfrowe łącza szeregowe, dostarczane przez operatorów telekomunikacyjnych np. ISDN (64 kbps), T-1 (1. 544 Mbps), E-1 (2. 048 Mbps), E-3 (34 Mbps), T-3 (45 Mbps).
Format ramki Frame Relay - standardowa Flags - początek/koniec ramki (hex 7 E, bin 01111110); Address - DLCI (10 bitów): reprezentuje lokalne połączenie wirtualne; - Extended Addess (EA): wartość 1 wskazuje, że jest to ostatni bajt adresu (standard dopuszcza dłuższe niż 2 bajty), ósmy bit każdego bajtu; - C/R : bit następujący po najbardziej znaczącym bajcie w polu adresu, nie używany; - Congestion control: ostatnie 3 bity w polu adresu - FECN, BECN, DE; Data - zawiera dane wyższych protokołów, aż do 16 000 bajtów; Frame Check Sequence - zawiera sekwencję kontrolną.
Format ramki Frame Relay - format LMI Flags - początek/koniec ramki (hex 7 E, bin 01111110); LMI DLCI - identyfikuje ramkę jako LMI, DLCI = 1023; Unnumbered Information Indicator - bit poll/final = 0 (z SDLC); Protocol Discriminator - zawsze zawiera wartość wskazującą, że jest to ramka LMI; Call Reference - nieużywane, zawiera zera; Message Type - definiuje typ ramki: status-inquiry message lub status message (np. keep alive, PVC status); Information Elements - zawiera zmienną ilość elementów informacyjnych (IE), każdy z nich składa się z następujących pól: IE Identifier (jednoznaczny identyfikator IE), IE Length (długość IE), Data - jeden lub więcej bajtów danych wyższych protokołów; Frame Check Sequence - zawiera sekwencję kontrolną.
Switched Multimegabit Data Service (SMDS) - szybka, pakietowa sieć WAN oparta o przesyłanie datagramów (bezpołączeniowo), opracowana przez Bellcore, - wykorzystuje infrastrukturę operatorów publicznych T-1 (DS-1) 1. 544 Mbps, T-3 (DS-3) 44. 736 Mbps, - umożliwia przenoszenie (enkapsulację) ruchu sieci LAN (maksymalna wielkość PDU 9188 bajtów), - jako protokół komunikacyjny wykorzystuje magistralę (typu cell relay) Distributed Queue Dual Bus (DQDB)/IEEE 802. 6 - może współpracować z ATM (komórki 53 bajty). DQDB
Asynchronous Transfer Mode (ATM) - bardzo szybka, skalowalna sieć typu cell relay opracowana przez International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) jako część B-ISDN; - zdolna do przenoszenia różnego typu transmisji w tym głosu, wideo i danych jednocześnie; - transmituje dane podzielone na małe (53 bajty) komórki o stałej długości (sprzętowa realizacja przełączania zapewniająca wysoką prędkość transmisji); - wykorzystuje zróżnicowane rodzaje łączy fizycznych; - pretendowała do miana technologii, która opanuje środowisko LAN, MAN i WAN; - obecnie rozwijana przez konsorcjum ATM Forum.
ATM - standardowe interfejsy • User-to-Network Interface (UNI) 2. 0 - sygnalizcja • UNI 3. 0 • UNI 3. 1 • Public-Network Node Interface (P-NNI) - routing • Broadband Interexchange Carrier Interconnect (B-ICI) • LAN Emulation (LANE) - emulacja sieci IEEE 802. 3 -5
ATM Charakter tej technologii bierze się z połączenia zalet technologii: - przełączania komórek - elastyczność i wydajność, zwłaszcza dla ruchu impulsowego (burst traffic), - przełączania obwodów - gwarantowana przepustowość i stałe opóźnienie transmisji. Statistical TDM - przydział szczelin czasowych jest nie jest określony sztywno; jeśli występuje nadwyżka, to jest ona przydzielana asynchronicznie do poszczególnych strumieni danych. Format ramki ATM:
Format nagłówka ramki ATM GFC • Generic Flow Control (GFC) - realizuje funkcje lokalne umożliwiające podłączenie kilku stacji do pojedynczego łącza ATM, typowo nie stosowane (wartość domyślna) • Virtual Path Identifier (VPI) - identyfikator ścieżki wirtualnej, wskazuje następny węzeł ATM • Virtual Channel Identifier (VCI) - identyfikator kanału wirtualnego, j/w • Payload Type (PT) - 1 -szy bit określa czy komórka niesie dane czy informacje sterujące; dla danych 2 -gi bit wskazuje wystąpienie przeciążenia, a 3 -ci czy komórka jest ostatnią w sekwencji reprezentującej ramkę AAL 5
Format nagłówka ramki ATM - c. d. • Congestion Loss Priority (CLP) - bit wskazujący, czy komórka powinnna być odrzucona jeśli napotka wyjątkowe przeciążenie (CLP=1) • Header Error Control (HEC) - suma kontrolna tylko dla nagłówka Usługi ATM - Permanent virtual circuits (PVC), - Switched virtual circuits (SVC), - Connectionless service (podobne do SMDS). Połączenia wirtualne - virtual channel - połączenie między węzłami ATM, które musi zostać zestawione przed rozpoczęciem transmisji, identyfikowane poprzez virtual channel identifier (VCI), - virtual path - wiązka kanałów wirtualnych łączących te same węzły, identyfikowana przez virtual path identifier (VPI). Mają znaczenie lokalne; są remapowane na każdym kolejnym wę
Model referencyjny ATM • Control Plane - zajmuje się sygnalizacją między węzłami • User Plane - odpowiedzialna za transmisję danych • Management Plane - składa się z dwu komponentów: — Layer management - zarządza funkcjami łącza np. detekcją błędów — Plane management - zarządza funkcjami dotyczącymi całego systemu • Physical layer - obsługuje parametry transmisji zależne od medium • ATM layer - współpracuje z AAL, jest odpowiedzialny za nawiązywanie połączenia i przekazywanie komórek przez sieć ATM (używa informacji z nagłówków komórek ATM) • ATM adaptation layer (AAL) - odpowiedzialny za izolowanie wyższych protokołów od szczegółów transmisji ATM, realizuje klasy usług
Warstwa fizyczna ATM pełni cztery funkcje (konwersja komórki/bity, transmisja bitów, śledzenie granic komórek, pakowanie komórek w ramki) realizowane przez dwie podwarstwy: - physical medium dependent (PMD): 1. synchronizuje transmisję wysyłając ciągły strumień bitów z dołączoną informacją zegara, 2. określa media fizyczne, w tym typ kabli i złączy; - transmision-convergence (TC): 1. wyznacza granice komórek (na podstawie pól HEC), 2. generuje i sprawdza pola HEC, 3. Reguluje tempo transmisji komórek, wstawiając lub usuwając puste komórki w celu dopasowania do przepustowości medium, 4. Pakuje komórki w ramki obsługiwanej warstwy fizycznej.
ATM - media fizyczne - kanały cyfrowe PDH DS-3 (T-3) / E-3 (44. 736 / 34. 368 Mbps), - TAXI 4 B/5 B (warstwa fizyczna FDDI) MMF (100 Mbps), - 8 B/10 B MMF (149. 76 Mbps), - SONET/SDH (OC/STM) SMF i MMF. +============+===============+ | OC-N | STS-Nc | STM-N | Przepływność [Mb/s] | +============+===============+ | OC-1 | STS-1 c | STM-0 | 51. 84 | +------------+---------------+ | OC-3 | STS-3 c | STM-1 | 155. 52 | +------------+---------------+ | OC-12 | STS-12 c | STM-4 | 622. 08 | +------------+---------------+ | OC-48 | STS-48 c | STM-16 | 2488. 32 | +------------+---------------+ | OC-192 | STS-192 c | STM-64 | 9953. 28 | +============+===============+ +============================+============+ | Rodzaj skrętki | Ramkowanie-Kodowanie | Przepływność [Mb/s] | +============================+============+ | STP | 8 B/10 B | 155. 52 | +----------------------------+------------+ | UTP-Kategoria 5 | SONET/SDH: STS-3 c/STM-1 | 155. 52 | +----------------------------+------------+ | UTP-Kategoria 3 | SONET/SDH: STS-1/STM-0 | 51. 84 | +----------------------------+------------+ | UTP-Kategoria 3 | 4 B/5 B | 25. 6 | +======================================+
Klasy usług ATM Constant Bit Rate (CBR) - critical time related (real-time), connection-oriented services. Variable Bit Rate (VBR) - time related/non-related, connection-oriented/connectionless services. Available Bit Rate (ABR) - supports "best effort" delivery of bursty, delay-tolerant data traffic. Unspecified Bit Rate (UBR) - “send and pray!”; no flow control.
Protokoły AAL Zdefiniowano cztery protokoły warstwy adaptacji ATM: AAL 1 - wspomaga usługi połączeniowe. wymagające stałej prędkości transmisji (CBR), charakteryzujące się uzależnieniem czasowym pomiędzy nadawcą a odbiorcą (taktowanie i opóźnienie) i wymagające od sieci przeniesienia zawartej w nich explicite informacji o taktowaniu, czyli klasę usług "A". Przykładami mogą być transmisja video lub emulacja łączy cyfrowych DS 1, DS 3. AAL 2 - wspomaga usługi połączeniowe, wymagające zmiennej (przydzielanej dynamicznie) prędkości transmisji (VBR) i zachowania zawartej w nich informacji o taktowaniu. Innymi słowy aplikacje o zmiennym strumieniu danych jak np. niektóre standardy video (klasa usług "B"). AAL 3/4 - wspomaga usługi o zmiennym zapotrzebowaniu na przepustowość, zarówno połączeniowe, jak tez bezpołączeniowe (klasy usług "C" i "D"). Początkowo istniały dwa oddzielne protokoły AAL 3 oraz AAL 4 odpowiednio dla usług połączeniowych i bezpołączeniowych. Zostały jednak połączone w jeden, nazywany AAL 3/4 ze względów historycznych. Służą do współpracy z sieciami SMDS. AAL 5 - wspomaga usługi połączeniowe o zmiennym zapotrzebowaniu na przepustowość. W stosunku do AAL 3/4 jest on wersja znacznie odchudzona m. in. poprzez uproszczenie korekcji błędów. Dzięki temu większe pole w komórce ATM przeznaczone jest na informacje użytkownika (warstwy wyższej). Upraszcza się także obróbka komórki oraz implementacja protokołu. Zakwalifikowano go jako wspomagającego klasę usług "C", chociaż istnieją zastosowania go do transportu usług bezpołączeniowych (projekt ATM Forum - "LAN-emulation” oraz specyfikacja IETF dotycząca transportu protokołu IP przez siec ATM). Wspiera usługi ABR, VBR i UBR.
Enkapsulacja AAL
Adresowanie ATM Trzy standardy 20 -bajtowego adresu: - NSAP (network service access point) encoded E. 164 (ATMF/ITU) - DCC (data country code) (ISO 3166) - ICD (international code designator) (ISO 6523) AFI - Authority and Format Identifier IDI - initial domain identyfier DSP -domain specific part • AFI—wskazuje typ i format adresu (DCC, ICD, lub E. 164). • DCC—wskazuje kraj. • High-Order Domain Specific Part (HO-DSP)—łączy identyfikator domeny (RD) i obszaru routingu (AREA) adresu NSAP ATM Forum łączy te pola tworząc strukturę hierarchiczną z prefiksami. • End System Identifier (ESI)—wyznacza 48 -bitowy adres MAC (IEEE). • Selector (SEL)— stosowany do lokalnego multipleksowania w stacji, bez znaczenia w sieci. • ICD— wskazuje organizację międzynarodową. • E. 164—wskazuje adres B-ISDN E. 164.
Połączenia ATM - point-to-point (jedno- i dwukierunkowe) - point-to-multipoint (jednokierunkowe) AAL 5 nie wspiera multicastingu (brak możliwości multipleksowania pakietów). Multicast server - wydzielony węzeł ATM odbierający połączenie punkt-punkt i rozsyłający pakiety do wszystkich węzłów grupy multicastowej (szeregowo, bez multipleksowania pakietów).
Nawiązywanie połączenia ATM Metoda one pass
LAN Emulation (LANE) Specyfikacja LANE pozwala symulować sieć LAN typu IEEE 802. 3 -5 w sieci ATM. Powoduje to utratę części funkcji charakterystycznych dla ATM, ale oferuje nadal jej dużą prędkość.
Architektura LANE
Składniki LANE • LAN emulation client (LEC)— realizuje transmisje LAN jako klient, za pośrednictwem serwera LES • LES— rejestruje systemy LEC, tworzące sieć ELAN (tylko 1 -n na 1 -ą ELAN) • Broadcast and unknown server (BUS)— serwer multicastowy obsługujący ELAN (tylko 1 -n na 1 -ą ELAN) • LAN emulation configuration server (LECS)— przechowuje rejestr sieci ELAN w danej sieci ATM, wskazuje stacjom ATM odpowiednie serwery LES (tylko 1 -n w danej domenie administracyjnej ATM)
Budowa LANE
Budowa LANE LECS (VPI = 0, VCI = 17).
Скачать презентацию Fibre Channel — Technologia opracowana przez ANSI —
9ac9b050a9e693fdd77df2aa3566b0ab.ppt