FDDI 代表光纖分布式數(shù)據(jù)接口。它是一種基于光傳輸?shù)母咚佟⒏邘捑W(wǎng)絡(luò)。它最常用作網(wǎng)絡(luò)主干，用于連接高端計算機（大型機、小型計算機和外圍設(shè)備），以及用于連接高性能工程、圖形和其他需要快速傳輸大量數(shù)據(jù)的工作站的 LAN。它可以以每秒 100 兆位的速率傳輸數(shù)據(jù)，并且可以在單個網(wǎng)絡(luò)上支持多達 500 個站點。FDDI 被設(shè)計為通過光纖電纜運行，傳輸光脈沖以在站點之間傳遞信息，但它也可以使用電信號在銅線上運行。實施起來相對昂貴，盡管光纖與銅纜的混合可以降低成本。

FDDI 非常可靠，因為 FDDI 網(wǎng)絡(luò)由兩個反向旋轉(zhuǎn)的環(huán)組成。如果主環(huán)發(fā)生故障，次環(huán)可提供備用數(shù)據(jù)路徑。FDDI 站將此輔助環(huán)合并到數(shù)據(jù)路徑中以繞過故障路由流量。FDDI 基于帶令牌傳遞的環(huán)形拓撲。它是一種先進的技術(shù)，采用光纖上的令牌環(huán)形式。FDDI 的開發(fā)有兩個主要原因：支持和幫助擴展舊 LAN（例如以太網(wǎng)和令牌環(huán)）的功能，以及為企業(yè)提供可靠的基礎(chǔ)設(shè)施，甚至將關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)。

FDDI的歷史

FDDI是ANSI（American National Standards Institute）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，ANSI于1982年開始制定FDDI-Standard，1986年發(fā)布FDDI規(guī)范，ANSI選擇環(huán)作為FDDI的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。FDDI 最關(guān)鍵的元素是在 1989 年定義的（作為 ANSI X3T9.5），部分內(nèi)容也已被 ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)組織）采用。FDDI 也被認為是 IEEE 802.5 標(biāo)準(zhǔn)（令牌環(huán)）的繼承者。FDDI 比令牌環(huán)具有更高的容量。FDOI 在 ISO 的開放系統(tǒng)互連 (OSI) 模型中包括兩個底層，即第 1 層（物理層）和第 2 層（數(shù)據(jù)鏈路層）。物理層有PMD、PHY。

當(dāng)前版本的 FDDI 標(biāo)準(zhǔn)定義在 ANSI X3T12. 為確保互操作性，供應(yīng)商在 ANTC（高級網(wǎng)絡(luò)測試中心）和 EANTC（歐洲 ANTC）測試了他們的產(chǎn)品。它確保許多供應(yīng)商的產(chǎn)品支持 FODI。來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品可以很容易地混合在一個 FDDI 網(wǎng)絡(luò)中。這是FDDI最顯著的優(yōu)勢。

盡管 FDDI 并不是真正的 WAN 技術(shù)（其環(huán)的最大長度限制為 100 公里或 62 英里），但它可以覆蓋的地面確實使其適合用作骨干網(wǎng)，連接許多較小的 LAN，并且它可以提供與城域網(wǎng) (MAN) 一樣廣泛的網(wǎng)絡(luò)的核心。從這個意義上說，F(xiàn)DDI 比 LAN 多但比 WAN 少。此外，由于 FDDI 傳輸信息速度極快（l00 Mbps），常用于連接大型機、小型機和外圍設(shè)備等高端設(shè)備，或連接局域網(wǎng)內(nèi)的高性能設(shè)備。例如，工程或視頻或圖形工作站受益于 FODI，因為它們需要大量帶寬，才能以令人滿意的高速度傳輸大量數(shù)據(jù)。FDDI 可以很容易地并入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，因為它甚至可以與其他網(wǎng)絡(luò)拓撲一起工作（由于以太網(wǎng)和令牌環(huán)也使用LLC協(xié)議）。

功能

FDDI 是一種高效的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，具有容錯和集成網(wǎng)絡(luò)管理功能。憑借其確定性訪問方法，F(xiàn)DDI 保證了高聚合吞吐率，即使在大型和高流量網(wǎng)絡(luò)中也是如此。FDDI 可以很容易地添加到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)（例如以太網(wǎng)和令牌環(huán)）中，作為強大的骨干網(wǎng)來消除現(xiàn)有 LAN 中嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)瓶頸。

FDDI 提供以下功能：

• 高傳輸率 (100 Mbps) 和帶寬
• 實際吞吐率（預(yù)計 20 個站）約為。95 Mbps
• 擴展范圍大（最長 100 公里）
• 節(jié)點到節(jié)點的距離遠（使用多模光纖 2 公里，使用單模光纖 40 公里）
• 適用于光纖和銅介質(zhì)
• 更易于維護
• 與基于標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)兼容組件和各種操作系統(tǒng)。

布線要求

光纖是 FDDI 網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，但銅介質(zhì)也可用于提供相同傳輸速率的標(biāo)準(zhǔn)辦公室連接。與銅介質(zhì)相比，光纖提供了針對物理網(wǎng)絡(luò)竊聽的最佳保護，并提供了對電磁干擾的免疫力。顧名思義，F(xiàn)DDI 是圍繞使用光纖電纜的理念而開發(fā)的。事實上，它就是所使用的電纜類型，尤其是當(dāng)需要在相對較長的距離（2000 至 10,000 米，或大約 1 至 6 英里）內(nèi)進行高速傳輸時。然而，在更短的距離（大約 100 米或 330 英尺）上，F(xiàn)DDI 也可以在更便宜的銅纜上實現(xiàn)。

總之，F(xiàn)DDI 支持四種不同類型的電纜：

• 多模光纖電纜：這種電纜最長可使用超過2000 米，并使用LED 作為光源。
• 單模光纖電纜：最長可使用10,000 米或更遠，并使用激光作為光源。單模電纜的芯線比多模電纜更細，但由于光脈沖通過電纜的傳播方式，它提供了更高的帶寬。
• 非屏蔽雙絞線銅線：這種電纜包含八根線，作為下一個類別，可以在長達 30 米的距離內(nèi)使用。
• 屏蔽雙絞線銅線：這是一種屏蔽電纜，包含兩對雙絞線，每對也屏蔽。

光纖 PMD（物理介質(zhì)相關(guān)）

PMD 定義了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)物理層的規(guī)范，即所使用的媒體和接口連接器。由于 FDDI 支持光纖和銅介質(zhì)，因此定義了兩個單獨的規(guī)范。它們是Fiber PMD（用于光纖介質(zhì)）和TP-PMD（用于銅介質(zhì)，專門用于雙絞線）。其他兩個重要的 PMD 是 SMF-PMD（單模光纖 PMD），定義了對允許 40 到 60 公里距離的單模光纖的要求（與允許最大 2 公里距離的多模光纖形成對比）。

LCF-PMD（低成本光纖 PMD）的開發(fā)是為了獲得一種低價、基于光纖的替代方案，同時限制節(jié)點之間的最大距離。LCF-PMD推出的雙工SC連接器主要被全功率預(yù)算版Fiber PMD采用。

Fiber PMD-ANSI X3T9.5/48-48 描述了使用光纖和光學(xué)組件的物理層。它定義了允許用于 FDDI 的光纖電纜的以下特性和參數(shù)。

• 光的波長（標(biāo)稱波長為 1,300 nm）
• 衰減和帶寬
• 最大誤碼率
• 光學(xué)介質(zhì)的色散
• 數(shù)值孔徑（全內(nèi)反射孔徑角的正弦值，標(biāo)稱孔徑為 0.275）
• 強度光
• 脈沖的抖動
• 兩個站之間允許的功率

定義為傳輸介質(zhì)的 62.5/125 和 85/125 微米漸變折射率光纖。也接受 50/125 和 100/140 微米漸變折射率光纖。

PHY（物理層協(xié)議）

PHY 文檔描述了介質(zhì)上的物理過程（示例數(shù)據(jù)編碼）。它定義：

• 數(shù)據(jù)編碼/解碼。
• 時鐘同步（因為FDDI 環(huán)可以變得相當(dāng)大，所以沒有中心時鐘頻率）。
• TVX（有效傳輸時間）。
• 線路狀態(tài)（Quiet——線路上沒有信號，Idle——正常的線路狀態(tài)，Halt 和Master 在傳輸配置數(shù)據(jù)時使用）。
• 控制符號（開始定界符在數(shù)據(jù)傳輸開始時發(fā)送，結(jié)束定界符告訴 FDDI 幀何時應(yīng)該終止。
• 數(shù)據(jù)符號（十六進制符號 0 到 F）。
• 違規(guī)符號（例如符號 v 表示非法信號在線）。

每個 FDDI 環(huán)的最大 Phys 數(shù)量為 1000。雙連接站 (OAS) 有兩個直接連接到雙環(huán)的 PHY，而 SAS（單連接站）在集中器中有一個額外的 PHY。由于每個站需要兩個 PHY，網(wǎng)絡(luò)最多可容納 500 個站。

MAC（媒體訪問控制）層

在數(shù)據(jù)鏈路層內(nèi)指定的 FDDI 的 MAC（媒體訪問控制）層。它使用令牌傳遞方法作為介質(zhì)訪問方法，并允許每個站點以精確定義的時間間隔訪問環(huán)。LLC（Logical Link Control）層應(yīng)用的IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)。由于LLC協(xié)議，F(xiàn)DDI順利集成了以太網(wǎng)（IEEE 802.3）和令牌環(huán)（IEEE 802.5）等網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

MAC 層包括地址識別生成和檢查 FCS（幀校驗序列）校驗和。此外，它指定傳輸、重復(fù)和刪除 MAC 幀，就像為 LLC 層提供 MAC 服務(wù)一樣。此外，MAC 層指定如何處理同步和異步數(shù)據(jù)流量。IEEE 802.5 協(xié)議和 FDDI 之間的關(guān)鍵區(qū)別如下。

• 站點正在等待令牌中止 FDDI 中的令牌傳輸。然而，在 IEEE 802.5（令牌環(huán)）協(xié)議中，它自然會補充令牌中的選定位。這是由于 FDDI 的高數(shù)據(jù)速率。
• FDDI 站在最后一幀被釋放后立即釋放令牌（IEEE802.5 中的早期釋放），因為在高速環(huán)境中等待傳輸?shù)膸?biāo)準(zhǔn) IEEE 802.5）返回效率低下。

SMT（站管理）

站管理提供節(jié)點級必要的控制，以管理各種 FDDI 層的功能。單獨的網(wǎng)絡(luò)控制和安全機制，用于控制和管理環(huán)上的活動以及每個站點的連接。此外，它允許在出現(xiàn)故障或線路中斷的情況下重新配置環(huán)。SMT 功能永久監(jiān)控 FDDI 環(huán)。它在網(wǎng)絡(luò)啟動期間協(xié)調(diào)配置并生成有關(guān)環(huán)和站狀態(tài)的狀態(tài)帳戶。SMT 管理每個站點的 Phys、MAC 和 PMD。此外，SMT負責(zé)計數(shù)器、參數(shù)和統(tǒng)計。

SMT的功能可以分為CMT（Connection management）和RMT（ring management）。CMT 再次分為：

• ECM（實體協(xié)調(diào)管理）：協(xié)調(diào)所有 PHY 的活動并控制可選的光學(xué)旁路功能。
• PCM（Physical Connection Management）：插入和移除站，初始化和協(xié)調(diào)本地和相鄰端口之間的物理連接。
• CFM（Configuration Management）：負責(zé)配置一個FDDI站點的MAC和PHY。

此外，F(xiàn)DDI站的每個端口都有一個CEM（配置元素管理）。

RMT 管理 MAC 組件，例如將 MAC 地址更改為唯一地址以及從環(huán)中刪除具有重復(fù)地址的 MAC。此外，RMT 監(jiān)視 FDDI 環(huán)并在環(huán)中斷的情況下管理適當(dāng)?shù)某绦颉?/p>

FDDI拓撲結(jié)構(gòu)

FDDI 網(wǎng)絡(luò)拓撲可以在兩個不同的級別上查看。

• 物理層
• 邏輯層

物理拓撲描述了具有物理連接的節(jié)點的排列和互連。邏輯拓撲描述了 MAC 實體之間通過網(wǎng)絡(luò)的路徑。FDDI 網(wǎng)絡(luò)形成以下兩種物理拓撲之一：

• 雙環(huán)樹。
• 雙環(huán)樹的子集。

FDDI 使用雙環(huán)拓撲。雙環(huán)拓撲使用兩個反向旋轉(zhuǎn)的環(huán)，稱為主環(huán)和副環(huán)。主環(huán)類似于令牌環(huán)術(shù)語中的主環(huán)路徑。次環(huán)類似于令牌環(huán)的備份環(huán)路徑。每個環(huán)由一條光纖路徑組成，相當(dāng)于一對銅導(dǎo)體。FDDI 拓撲允許許多連接單元（站、集中器和橋接器）以各種方式連接。從布線的角度來看，F(xiàn)DDI 類似于光纖令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)；但是，令牌環(huán)和 FDDI 技術(shù)之間存在差異。設(shè)備可以直接連接到環(huán)上，而無需集中器，例如令牌環(huán)上的多站訪問單元 (MAU)。設(shè)備可以連接到主環(huán)和副環(huán)中的一個或兩個。

車站類型

為了區(qū)分連接到一個環(huán)或兩個環(huán)的設(shè)備，F(xiàn)DDI 定義了兩類設(shè)備。A 類設(shè)備直接連接到兩個環(huán)。它可能是一個站，稱為 A 類站或雙附件站 (OAS)。它也可以是一個集中器，在這種情況下，它被稱為雙附件集中器 (OAC)。

B 類設(shè)備是僅直接或通過集中器連接到其中一個環(huán)的站點。集中器是充當(dāng)布線集線器的有源設(shè)備。稱為單附件站 (SAS) 的 B 類站。它也可以是一個集中器，它被稱為單附件集中器（SAC）。在常規(guī)環(huán)操作期間，主環(huán)處于活動狀態(tài)，而輔助環(huán)處于空閑狀態(tài)。在主環(huán)發(fā)生故障后，當(dāng) A 類站或雙附件集中器將主環(huán)包裹到輔助環(huán)時，輔助環(huán)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，從而建立一個單環(huán)。此功能是維護 LAN 可靠性所必需的。圖(a) 說明了雙環(huán)拓撲。

FDDI 雙環(huán)配置由雙附件站 (OAS) 組成。環(huán)上的雙連接站至少有兩個端口，一個是 A 端口，主環(huán)從這里進來，從環(huán)從那里出去，另一個是 B 端口，從那里進來，主環(huán)出去。每個站都有連接到環(huán)的兩個端口（A 和 B）。站點之間的布線必須全部是光纖或屏蔽雙絞線 (STP)。

雙歸屬

為了獲得更好的容錯能力，使用了一種稱為雙歸屬的特定拓撲。不屬于主環(huán)的集中器可以通過一個或兩個其他集中器進行雙重連接，以提供更高的可用性。當(dāng)以這種方式連接時，集中器被描述為雙歸屬集中器 (DHC)。同樣，雙附件站可以使用 A 和 B 端口連接到一個或兩個集中器，以提供高可用性。以這種方式連接的站點被認為是雙歸屬站點 (DHS)。在這兩種情況下，只有端口 B 處于活動狀態(tài)，與端口 A 的連接保持備用模式。如果與端口 B 的連接失敗，端口 A 變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，對雙宿主站或集中器的用戶沒有任何影響。圖 (b) 說明了雙歸屬技術(shù)。

FDDI的運作

FDDI 拓撲結(jié)構(gòu)和操作類似于令牌環(huán)。站點訪問媒體的順序是預(yù)先確定的。站點生成稱為令牌的特定位序列，用于控制傳輸權(quán)限。令牌在網(wǎng)絡(luò)中不斷地從一個節(jié)點傳遞到下一個節(jié)點。當(dāng)令牌通過時，每個站都有機會傳輸數(shù)據(jù)。站點可以使用允許帶寬分配的算法來決定它傳輸多少幀。FDDI 還允許站點在不釋放令牌的情況下傳輸許多幀。當(dāng)一個站有一些數(shù)據(jù)要發(fā)送時，它會捕獲令牌，以格式良好的 FDDI 幀的形式發(fā)送信息，然后釋放令牌。這些幀的標(biāo)題包括復(fù)制該幀的站的地址。當(dāng)幀繞過環(huán)時，所有節(jié)點都會讀取幀以確定它們是否是幀的接收者。如果是，它們將提取數(shù)據(jù)并將幀重新傳輸?shù)江h(huán)上的下一個站點。當(dāng)幀返回到始發(fā)站時，始發(fā)站刪除該幀。因此，令牌訪問控制方案允許所有站以有序且有效的方式共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。

通常，在FDDI網(wǎng)絡(luò)中，一個環(huán)（稱為主環(huán)）承載令牌和數(shù)據(jù)幀，副環(huán)保持空閑并用作容錯或保險的備份。因為在需要時可以使用輔助環(huán)，所以每當(dāng)一個非功能節(jié)點導(dǎo)致主環(huán)中斷時，流量“Q”“環(huán)繞”導(dǎo)致問題的節(jié)點并繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，僅在相反方向和輔助環(huán)上. 這樣，即使一個節(jié)點出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)也能繼續(xù)運行。當(dāng)然，也有可能是兩個節(jié)點都失效了。當(dāng)發(fā)生這種情況時，兩個位置的包裹有效地將一個環(huán)分成兩個獨立的、不連通的環(huán)。為了避免這個潛在的危險問題，F(xiàn)DDI 網(wǎng)絡(luò)可以依賴集中器。這些集中器類似于集線器或MAU 中有多個節(jié)點插入其中。他們還能夠隔離任何故障節(jié)點，同時保持網(wǎng)絡(luò)流量暢通。有時，兩個環(huán)都用于數(shù)據(jù)傳輸。在這種情況下，數(shù)據(jù)在一個環(huán)上沿一個方向（順時針）傳輸，在另一個環(huán)上沿另一個方向（逆時針）傳輸。使用兩個環(huán)來承載數(shù)據(jù)使得幀數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)速率的兩倍。因此，網(wǎng)絡(luò)速度可以翻倍，從 100 Mbps 到 200 Mbps。

幀格式

FDDI 幀與傳統(tǒng)令牌環(huán)定義的幀非常相似，但只有八個字段。FDDI 的令牌和幀格式分別如圖（a）和（b）所示。控制令牌結(jié)構(gòu)與令牌環(huán)的情況非常相似。

八個字段組成了 FDDI 幀。他們是：

可以看到，F(xiàn)DDI中的data token和我們之前看到的token ring data token非常相似。缺少訪問控制字節(jié)或八位字節(jié)。

• 開始定界符：令牌的開始定界符是令牌開始的指示符。它由符號“J”和“K”組成，這些符號只能在幀或令牌的開頭才能在其他任何地方看到。
• 框架控制：框架控制提供有關(guān)令牌類型的信息。frame control字段中的值為16進制的80表示Non-restricted Token，而16進制的frame control CO為restricted token。
• 目標(biāo)地址：它是一個 12 符號代碼，指示幀要發(fā)送到的站的標(biāo)識。每個站都有一個唯一的 12 符號地址來標(biāo)識它。當(dāng)一個站接收到一個幀時，它將那個幀的 OA 與它的地址進行比較，如果兩者匹配，則該站將幀的內(nèi)容復(fù)制到它的緩沖區(qū)中。

目的地址可以是一個單獨的地址，也可以是一個組地址，這取決于它的第一個。如果第一位設(shè)置為 (1)，則該地址是組地址。如果它設(shè)置為（0），地址是一個單獨的地址。組地址可用于將幀尋址到多個目標(biāo)站。廣播地址是一種特殊類型的組地址，適用于網(wǎng)絡(luò)上的所有站點。

• Source Address：該字段表示創(chuàng)建幀的站的地址。在 FDDI 中，當(dāng)一個站創(chuàng)建一個幀時，該幀從一個站傳遞到下一個站，直到它返回到始發(fā)站。始發(fā)站從物理介質(zhì)中刪除幀。
• 數(shù)據(jù)：該字段攜帶要傳達的實際信息。每個框架主要圍繞該字段構(gòu)建，并且僅僅是一種將信息從一個站點獲取到另一個站點的機制。數(shù)據(jù)字段中包含的信息類型由幀字段的幀控制決定。
• 循環(huán)冗余校驗 (CRC)：CRC 用于驗證傳入幀是否包含任何位錯誤。FCS 由發(fā)送幀的站點使用 FC、OA、SA、DATA 和 CRC 字段的位生成。生成的 CRC 使得如果這些字段中的任何位發(fā)生更改，則接收站會注意到存在問題并丟棄該幀。
• 結(jié)束分隔符：該字段由兩個“T”符號組成。這些“T”符號表示令牌已完成。任何不以這些“T”符號結(jié)尾的數(shù)據(jù)序列都不被視為令牌。
• 幀狀態(tài)：幀狀態(tài)由三個指示器組成，它們可以設(shè)置和重置兩個值之一。這三個指示器是錯誤 (JE')、地址識別（或確認）('N) 和復(fù)制 ('C)。

FDDI 令牌傳遞

在 FDDI 網(wǎng)絡(luò)上傳遞令牌的工作方式與在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)上的方式非常相似，即節(jié)點在環(huán)上傳遞令牌，并且只有擁有令牌的節(jié)點才被允許傳輸幀。這有一個轉(zhuǎn)折點。但是，這與 FDDI 容錯有關(guān)。當(dāng)環(huán)上的節(jié)點檢測到問題時，它不會空閑。反而; 它生成一個稱為信標(biāo)的控制幀并將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)相鄰節(jié)點檢測到信標(biāo)時，它們也開始傳輸信標(biāo)，因此信標(biāo)繞過環(huán)。當(dāng)啟動該過程的節(jié)點通常在網(wǎng)絡(luò)切換到輔助環(huán)后最終收到其信標(biāo)時，它會假設(shè)問題已被隔離或解決，生成一個新令牌，并再次開始滾動。

FDDI 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

如前所述，F(xiàn)DDI 網(wǎng)絡(luò)不能包含相距超過 100 公里的環(huán)。FDDI 網(wǎng)絡(luò)的另一個限制是它不能支持超過 SOD（每個環(huán)的節(jié)點數(shù)）。雖然整個網(wǎng)絡(luò)拓撲必須符合邏輯環(huán)，但網(wǎng)絡(luò)不必看起來像一個圓圈。它可以包括連接到集線器的星形或集中器，它甚至可以包括以層次結(jié)構(gòu)連接的集線器的樹集合。只要星和樹連接成一個邏輯環(huán)，F(xiàn)DDI 網(wǎng)絡(luò)就不會面臨任何問題。

以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)可以通過工作組交換機或路由器集成到 FDDI 骨干網(wǎng)中。文件服務(wù)器應(yīng)直接連接到 FDDI 骨干網(wǎng)以減少數(shù)據(jù)負載并為用戶提供合理的訪問時間。雙絞線的 FDDI 適配器的可用性允許將現(xiàn)有布線順利遷移到 FOOL 高端 PC 工作站，其應(yīng)用程序如 CAD、CIM、CAM、DTP 或圖像處理可以通過 FDDI 網(wǎng)絡(luò)接口卡直接連接到 FDDI 環(huán)，并且集中器。