一、綜述

1、FDDI的概念

光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI，Fiber Distributed Data Interface）術(shù)語，從名稱上看似乎指的是一種接口，但事實(shí)上它是指的一種網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ANSI）所推出并規(guī)范（并非IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)）。該網(wǎng)絡(luò)有人說它屬于一種局域網(wǎng)（LAN），是因?yàn)?/span>FDDI同樣基于的是一種局域網(wǎng)技術(shù)，即也是采用令牌（Token）環(huán)結(jié)構(gòu)的媒體訪問控制方法，以共享媒體而傳輸數(shù)據(jù)；也有人說它屬于一種城域網(wǎng)（MAN），是因?yàn)?/span>FDDI提供服務(wù)的地理區(qū)域范圍遠(yuǎn)大于局域網(wǎng)，它采用光纖組的環(huán)網(wǎng)可達(dá)數(shù)百公里。因此，可以認(rèn)為FDDI網(wǎng)絡(luò)是一種采用了局域網(wǎng)技術(shù)的城域網(wǎng)絡(luò)。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32402-2015《通信名詞術(shù)語 數(shù)據(jù)通信 因特網(wǎng)》中，給出了術(shù)語“光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）”的定義，表述比較長，具體詳見下表1-1-1。

表 1-1-1：光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）的定義

FDDI 使用光纖作為傳輸媒體為計算機(jī)和外圍設(shè)備之間提供一個高帶寬（100Mbit/s）的通用互連，可配置來支持大約80Mbit/s（10 Mbyte/s）的持續(xù)傳輸速率。FDDI 建立分布于幾千米的許多站之間的連接，FDDI的默認(rèn)值是按1000條物理鏈路和總長為200 km 的光纖通路計算的（典型的對應(yīng)于500 個站和100 km 雙光纜），適合于高性能多站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)使用。

FDDI網(wǎng)絡(luò)是一個環(huán)形網(wǎng)絡(luò)由站的集合構(gòu)成，這些站邏輯上連接成一個站和傳輸媒體的順序串，以形成一個閉合環(huán)路。作為適當(dāng)編碼的符號流（符號及符號流的含義詳見下表1-1-2），信息從一活動站順序地發(fā)送到下一站，為了與網(wǎng)上其他設(shè)備通信，每個站通常再生和中繼每個符號并作為將一個或多個設(shè)備連到網(wǎng)上的手段。當(dāng)站檢測到媒體上通過的令牌時，便獲得了在媒體上發(fā)送自己的信息權(quán)力。

表 1-1-2：FDDI技術(shù)的相關(guān)術(shù)語和定義

2、FDDI的參考模型（RM）

對于FDDI網(wǎng)絡(luò)，由于其仍然使用的是令牌（Token）環(huán)結(jié)構(gòu)的媒體訪問控制方法，以共享媒體來傳輸數(shù)據(jù)，光纖環(huán)上的站是靠持有令牌方能發(fā)送數(shù)據(jù)信息。因此它同相關(guān)局域網(wǎng)技術(shù)的IEEE 802網(wǎng)絡(luò)一樣，其規(guī)范的內(nèi)容只涉及到ISO的開放系統(tǒng)互聯(lián)/基本參考模型（OSI/RM）的最底兩層，其中，FDDI網(wǎng)絡(luò)將層1的物理層（PHY）從高到低分為物理層協(xié)議子層和物理層媒體相關(guān)（PMD）子層；將層2的數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）從高到低分為邏輯鏈路控制（LLC）子層和媒體訪問控制（MAC）子層。四個子層的作用詳見下表1-2。

表 1-2：FDDI網(wǎng)絡(luò)RM的四個子層的用途

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3、FDDI的國際標(biāo)準(zhǔn)

由ANSI規(guī)范的FDDI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）吸收為國際標(biāo)準(zhǔn)，ISO從1989年開始，陸續(xù)發(fā)布了ISO 9314-x系列標(biāo)準(zhǔn)，目前x = 9個部分（只是指其技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，沒含測試方法標(biāo)準(zhǔn)）。為了使FDDI網(wǎng)絡(luò)在我國的推廣，我國從1996年開始逐步將ISO 9314-x系列標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，即發(fā)布為GB/T 16678.x系列，其一致性程度為同等采用（IDT）。但我國并沒有全部轉(zhuǎn)化，只轉(zhuǎn)化了其中的第1~3部分和第5部分。主要原因是FDDI作為城域組網(wǎng)的局域網(wǎng)，其效率性和成本性的弱勢明顯，桎梏了其普及應(yīng)用。

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二、FDDI的各層

1、FDDI的物理層協(xié)議子層（PHY）

物理層協(xié)議子層（PHY）是FDDI網(wǎng)絡(luò)物理層的較高子層，它提供了PMD 和DLL之間的連接。由物理層協(xié)議（PHY）子層提供了FDDI網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)部件：物理連接（其含義詳見表1-1-2中），該部件可用下圖2-1示意。FDDI環(huán)中的物理連接由兩個站中的物理層組成，這兩個物理層由主鏈路和次鏈路通過傳輸媒體來連接（其主鏈路和次鏈路的釋義詳見下表2-1），借助連接MAC或其它手段，若干物理連接可以在若干結(jié)點(diǎn)內(nèi)連續(xù)邏輯地進(jìn)行連接，以便建立網(wǎng)絡(luò)。由此，FDDI網(wǎng)絡(luò)是一個雙環(huán)光纖網(wǎng)絡(luò)。一個FDDI 網(wǎng)絡(luò)由理論上無限個數(shù)的連接站組成，站管理（SMT，Station Management）實(shí)體建立站間物理連接及正確的內(nèi)部站配置，以建立一個邏輯環(huán)的FDDI 網(wǎng)絡(luò)。把站實(shí)際物理連接到網(wǎng)絡(luò)的方法是多種多樣的，并且依賴于特定的應(yīng)用需求。

圖 2-1：FDDI物理連接部件示意圖

表 2-1：主鏈路和次鏈路的釋義

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16678.1-1996《信息處理系統(tǒng) 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第1部分 令牌環(huán)物理層協(xié)議（PHY）》對FDDI令牌環(huán)物理層協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)地規(guī)范，包括其服務(wù)、設(shè)施和操作等要求。

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2、FDDI的物理層媒體相關(guān)（PMD）子層

物理層媒體相關(guān)（PMD）子層是FDDI網(wǎng)絡(luò)物理層的最底層，直接與媒體（光纖）連接。PMD在FDDI 網(wǎng)站中的站之間提供數(shù)字基帶點(diǎn)對點(diǎn)通信，PMD 為從一個站傳輸一個合適的代碼比特數(shù)字流到另一個站提供所需服務(wù)。PMD定義了單連接站和雙連接站（它們的含義也見表1-1-2中）。

由于FDDI所定義的媒體的制約（如動態(tài)范圍和帶寬），限制了可實(shí)現(xiàn)的物理配置。在特定場合的應(yīng)用中，可以在如距離和光旁路這些因素中達(dá)成某種折衷方案來協(xié)調(diào)這些限制。FDDI已經(jīng)定義了三種的應(yīng)用場景：數(shù)據(jù)中心環(huán)境；辦公室/建筑物環(huán)境；校園區(qū)環(huán)境。這三種環(huán)境的特點(diǎn)詳見下表2-2-1。

表 2-2-1：FDDI三種應(yīng)用場景的特點(diǎn)

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16678.3-1996《信息處理系統(tǒng) 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第3部分 令牌環(huán)物理層媒體相關(guān)部分（PMD）》規(guī)定了PMD的相關(guān)要求，其重點(diǎn)內(nèi)容構(gòu)成部分詳見下表2-2-2。

表 2-2-2：PMD規(guī)范的主要組成部分

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3、FDDI的邏輯鏈路控制（LLC）子層

邏輯鏈路控制（LLC）子層是FDDI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）的較高子層，提供MAC子層和網(wǎng)絡(luò)層無差錯的數(shù)據(jù)服務(wù)所需要的公共協(xié)議。由于FDDI也采用的是一種局域網(wǎng)技術(shù)，即基于令牌的共享媒體的控制方法，關(guān)鍵是LLC子層與媒體訪問控制方法無關(guān)，因此，FDDI同其它IEEE 802網(wǎng)絡(luò)一樣，其LLC子層要求共同遵從IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 15629.2）。

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4、FDDI的媒體訪問控制（MAC）子層

媒體訪問控制（MAC）子層是FDDI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）的較低子層，用來實(shí)現(xiàn)令牌環(huán)結(jié)構(gòu)的媒體訪問控制方法。FDDI令牌環(huán)包括由傳輸媒體串行連接的站集合，構(gòu)成一個封閉的環(huán)，如下圖2-4所示（類似于IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)）。信息在其中順序傳送，以符號流（注意：IEEE 802.5的令牌環(huán)上傳送的是比特流）的形式，由一個活動站到達(dá)下一個活動站。為與環(huán)上其它設(shè)備（包括集中器、中繼器和站）通信，每一站通常再生并中繼接收到的符號，并作為與環(huán)上或多個設(shè)備聯(lián)系的手段，一個給定站（訪問媒體的站）將信息傳送到環(huán)上，在環(huán)上信息循環(huán)地由一個站傳送給下一個站。當(dāng)信息通過地址指定的目的站時，該站將其復(fù)制。最后發(fā)出信息的站將信息由環(huán)中有效的移出。

圖 2-4-1：FDDI令牌環(huán)示例

當(dāng)站檢測到媒體上通過的令牌時，便獲得了在媒體上發(fā)送自己的信息權(quán)力，下圖2-4-2給出了FDDI網(wǎng)絡(luò)的令牌格式；令牌的產(chǎn)生與傳遞過程詳見下表2-4-1的描述。下圖2-4-3給出了MAC的幀格式。其中，MAC地址分為本地短地址（16位單地址）和本地長地址（48位地址）。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16678.2-1996《信息處理系統(tǒng) 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第2部分 令牌環(huán)媒體訪問控制（MAC）》規(guī)定了MAC協(xié)議，同樣包括服務(wù)、設(shè)施及操作等內(nèi)容。

表 2-4-1：FDDI網(wǎng)絡(luò)令牌的產(chǎn)生與傳遞

圖 2-4-2：FDDI網(wǎng)絡(luò)的令牌格式

圖 2-4-3：FDDI-MAC的幀格式

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三、相關(guān)說明

1、關(guān)于FDDI的混合環(huán)控制（HRC）技術(shù)

FDDI的混合環(huán)控制（HRC，Hybrid Ring Control）技術(shù)是ANSI后續(xù)推出的一種新技術(shù)。HRC提供了在同一種特定的稱作周期的幀結(jié)構(gòu)中傳送包交換數(shù)據(jù)和等時數(shù)據(jù)的操作模式。HRC由混合服務(wù)器（H-MUX）和等時媒體訪問控制（I-MAC）協(xié)議所組成，可支持從100Mbit/s開始，以6.144Mbit/s為增量的多種傳輸速率。但HRC被設(shè)計成用來與FDDI協(xié)議中的上述MAC層、PHY層和PMD層等一起工作。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16678.5-2000《信息技術(shù) 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第5部分 混合環(huán)控制（HRC）》規(guī)定了混合環(huán)控制協(xié)議。

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2、關(guān)于FDDI的站管理（SMT）實(shí)體

FDDI的站管理（SMT）實(shí)體，是環(huán)上一個站中的實(shí)體，負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制包括PMD、MAC和PHY等不同FDDI實(shí)體的監(jiān)督性實(shí)體。在站級上提供必要的控制，以便管理各種不同的FDDI 層中正在進(jìn)行的進(jìn)程，使得站可以在令牌環(huán)上協(xié)調(diào)地工作。SMT 提供諸如配置管理的控制、故障隔離與恢復(fù)、以及過程調(diào)度等服務(wù)，但在我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16678.x系列標(biāo)準(zhǔn)中并沒有對SMT的功能和操作等做出規(guī)定，其規(guī)范可見ISO/IEC 9314-6：1998《信息技術(shù)-光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第 6 部分：站點(diǎn)管理（SMT）》。

3、FDDI網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

FDDI網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用除了上述介紹的數(shù)據(jù)中心環(huán)境；辦公室/建筑物環(huán)境和校園區(qū)環(huán)境三種應(yīng)用場景外，它通過網(wǎng)橋可作為互連本地局域網(wǎng)的主干網(wǎng)，如下圖3-3所示。另外，為了降低成本，IEEE在1990年曾推出了使用雙絞線的銅纜分布式數(shù)據(jù)接口（CDDI）網(wǎng)絡(luò)，下表3-3給出了 FDDI與CDDI的主要技術(shù)特性，以作了解。

圖 3-3：FDDI作為互連本地局域網(wǎng)的主干網(wǎng)示意圖

表3-3：FDDI與CDDI的主要技術(shù)特性參數(shù)

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