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High-speed im LAN/Ein robustes und erprobtes Verfahren


09.08.1996 - 

FDDI: Etablierter Meister des Backbones

Die ringförmig aufgebauten FDDI-Netze waren lange Zeit der Trendsetter der 100-Mbit/s-Netzwerkklasse und haben eine dementsprechend breite Installationsbasis im Markt. Die Anfang der 90er Jahre in den Netzen auftretenden Performanceprobleme wurden (und werden) von FDDI gelöst. Der Aufbau von FDDI-Backbones und auch der unternehmensweite Einsatz von FDDI in komplexen, campusweiten Netzwerken bis zum Arbeitsplatz bieten dem Anwender eine zukunfts- und ausfallsichere, moderne und investitionssichernde Netzwerkbasis. Hierfür sprechen alle Leistungsdaten der FDDI-Technologie:

-Möglich sind eine Ausdehnung von bis zu 100 Kilometern und eine sehr hohe Stationszahl von maximal 500 Teilnehmern im Ring. Der größte Abstand zwischen zwei mit Lichtwellenleitern (LWL) verbundenen Knoten beträgt zwei Kilometer.

-Das deterministische Token-Passing-Zugriffsverfahren verspricht eine effiziente Bandbreitennutzung.

-Die Rekonfiguration im Störfall gewährleistet eine hohe Ausfallsicherheit.

-Die LWL-Verkabelung verhindert das Abhören und Störungen.

-Als Übertragungsmedium des FDDI-Netzes sind sowohl Lichtwellenleiter als auch Twisted-Pair-Leitungen zugelassen.

-Als Netzbandbreite werden fast 100 Mbit/s erreicht.

-Die Fehlerquote ist sechsmal kleiner als bei Ethernet.

-Die Übertragung erfolgt sowohl im asynchronen als auch im synchronen Modus.

FDDI kennt zwei Klassen von Netzwerkanschlüssen: Class-A- und Class-B-Stationen (Dual Attachment Stations = DAS und Single Attachment Stations = SAS). Class-A-Stationen sind sowohl mit dem Primär- als auch mit dem Sekundärring direkt verbunden. Class-B-Stationen werden über einen im Ring befindlichen Konzentrator angeschlossen. Die Doppelringkonfiguration erlaubt eine selbständige Umkonfiguration des FDDI-Netzes im Fehlerfall.

Jede Class-A-Station im Doppelring besitzt zwei Transceiver. Im Normalbetrieb werden die Daten auf dem Primärring übertragen. Der Sekundärring dient als Backup-Verbindung. Sollte der Doppelring an einer Stelle im Netz unterbrochen oder eine der Stationen im Netz gestört sein, reagieren die der Störungsursache am nächsten liegenden Stationen mit einer sofortigen Umkonfiguration des FDDI-Rings.

Der Sekundärring wird mit dem Primärring verbunden, somit ergibt sich wieder ein kompletter Ring für den Datentransport. Durch diese "automatische Fehlerbeseitigung" ist ein Weiterarbeiten des FDDI-Netzes im Fehlerfall ohne Arbeitsunterbrechung sofort möglich.

Einsatz auf LWL- und Twisted-Pair-Kabeln

Ursprünglich war FDDI für den Einsatz mit Lichtwellenleitern vorgesehen. Das entsprechende ANSI-Standardisierungsdokument (American National Standards Institute) spezifiziert unter anderem auch die optischen Signale und Wellenformen im Lichtwellenleiter sowie die Steckertechnologie (Media Interface Connector = MIC). Damit lassen sich Entfernungen zwischen zwei Stationen von bis zu zwei Kilometern überbrücken.

Schon 1993 erweiterte das Komitee den FDDI-Standard um den auf Twisted-Pair-Kabeln basierenden TP-PMD-Standard (Twisted Pair Physical Medium Dependent), so daß sich Daten gemäß FDDI-Spezifikation sowohl über STP- als auch UTP-Kabel verschicken lassen. Diese Kabelinfrastruktur ist in vielen Unternehmen bereits vorhanden, denn auch die Netztopologien Token Ring und 10Base-T benutzen sternförmige Twisted-Pair-Leitungen. Vielen Netzbetreibern erleichtet diese Norm den Einstieg in die FDDI-Welt, denn es ist nicht mehr erforderlich, das komplette Netzwerk mit Lichtwellenleiter auszustatten.

Der Einsatz des sogenannten Synchronous Mode erlaubt im FDDI-Hochgeschwindigkeitsnetz die Echtzeitdatenübertragung. Diese wird vor allem von zeitkritischen Anwendungen wie interaktiver Sprach- und Videokommunikation benötigt. Bei derartigen vor allem im Multimedia-Bereich erforderlichen Kommunikationsverbindungen muß den kommunizierenden Stationen im LAN permanent eine dedizierte und garantierte Bandbreite zur Verfügung gestellt werden, um Verzögerungen bei der Sprach- oder Bildübertragung zu vermeiden.

Im ANSI-FDDI-Standard X3T12 ist diese synchrone Datenübertragung, die eine definierte Bandbreite und Antwortzeit garantiert, von Beginn an vorgesehen. Der Anwender sollte deshalb darauf achten, daß der Chipsatz der eingesetzten FDDI-Controller asynchronen und synchronen Datentransfer unterstützt. Viele bedeutende Hersteller haben im Synchronous-FDDI-Forum an einem Verfahren mitgearbeitet, um synchrone und asynchrone Übertragung im FDDI-Ring gleichzeitig zu ermöglichen.

Die Einführung des "priorisized" Übertragungsmodus erlaubt im FDDI-Netz eine dedizierte Bandbreitenzuordnung für den isochronen Sprach- und Videoverkehr. Dazu wird eine Variante des Token-Passing-Zugriffsverfahrens eingesetzt. Arbeitsplätze, die zeitkritische Anwendungen ausführen, bekommen von einem "Bandwidth Allocator", der den Datenverkehr im Netz überwacht und über die Verteilung der Kapazitäten entscheidet, eine dedizierte Bandbreite zugewiesen. Da der Bandwidth Allocator komplett softwareseitig zu implementieren ist, lassen sich die FDDI-Controller bei geeigneter Hardwarevoraussetzung auf synchrones FDDI aufrüsten.

Ein weiteres Anwendungsfeld ist der Schutz der File-Server. Sie sind das Herz jedes Netzwerks und werden durch die von Novell angebotene Server-Spiegelung am zuverlässigsten gesichert. Ein sogenannter Mirrored Server Link (MSL) verbindet die gespiegelten Server miteinander, so daß die Rechner Daten zur Synchronisierung austauschen können. Die SFT-III-Server-Spiegelung bietet den Anwendern im Netzwerk ein Höchstmaß an Daten- und Ausfallsicherheit. Die Glasfaservariante des FDDI-Standards ist für den MSL-Einsatz prädestiniert, da speziell FDDI-Fiber-Lösungen ein Höchstmaß an Sicherheit und Flexibilität bieten. SFT-III-Server mit Glasfaser-FDDI-Boards können in getrennten Stockwerken oder sogar Gebäuden plaziert werden. Die üblichen Störungs- und Längenprobleme von kupferbasierenden Lösungen treten hier nicht auf.

Die Vorzüge der FDDI-Technik für MSL-Verbindungen lassen sich in wenigen Punkten zusammenfassen:

-Der FDDI-Standard definiert bereits optimale Ausfallsicherheit und Störunempfindlichkeit.

-Ohne Aufwand läßt sich ein FDDI-Doppelring für redundante Verbindungen zwischen den Stationen einrichten.

-Die Abhör- und Störsicherheit ist durch optische Verbindungen gewährleistet.

-Die Stationen lassen sich zum Schutz gegen Unfälle sehr weit voneinander trennen.

-Der Dual-Homing-Betrieb ist möglich.

-Das Server-Pooling, also der Einsatz eines Standby-Servers, erhöht die Ausfallsicherheit.

-Es sind mehrere SFT-III-Server-Paare im Doppelring installierbar.

-Es gibt auch Lösungen für Microchannel-Rechner.

-Es kommt eine standardisierte und bewährte Technologie zum Einsatz.

Der Vergleich zwischen FDDI und Fast Ethernet erinnert an die Glaubenskämpfe zwischen Ethernet und Token Ring Ende der 80er Jahre. Token-Ring-Verfechter sagten das Ende der Ethernet-Verkabelung voraus, als die ersten 16-Mbit/s-Versionen der Token-Ring-Adapter erschienen. Doch die unheimlich große Basis an installierten Adapterkarten rettete den Oldie Ethernet. Auch in der Folge blieb das Verfahren beliebt, weil es günstig und einfach zu installieren ist. Die Token-Ring-Verfechter hielten jedoch mit Grund an ihren Netzstrukturen fest. Eine ähnliche Diskussion findet derzeit beim Vergleich von FDDI mit 100Base-T und 100VG-Anylan statt. Doch wer ausschließlich auf die Adapterpreise schielt, wird sich kaum für FDDI entscheiden. Mit Ausgaben von weniger als 150 Mark für 100Base-T- und 100VG-Anylan-Adapter kann FDDI nicht konkurrieren.

Die Entscheidung fällt aus anderen Gründen für FDDI. Je komplexer und umfangreicher eine Installation wird, desto vorteilhafter ist das Verfahren. Ein FDDI-Ring nimmt unsegmentiert bis zu 500 Stationen auf, während Fast-Ethernet-Installationen schon bei geringen Benutzerzahlen mit Koppelelementen und Switches segmentiert werden müssen. Auch die Sicherheitsaspekte sprechen eindeutig für FDDI: Bei einem Ausfall einzelner Komponenten rekonfiguriert sich der Ring selbsttätig und ermöglicht dadurch die unterbrechungsfreie, stabile Weiterbenutzung des Netzes. In Fast-Ethernet-Strukturen müssen die Switches, deren Ausfall das ganze Netz lahmlegen würde, redundant ausgelegt werden.

Bessere Auslastung der 100-Mbit/s-Bandbreite

FDDI nutzt die 100-Mbit/s-Bandbreite besser aus als Fast Ethernet. Leistungsoptimierende Switch-Konfigurationen mit all ihren Management-Problemen müssen deshalb in den meisten Fällen erst in späteren Ausbaustufen eingesetzt werden und bieten dem Kunden somit einen guten Investitionsschutz.

Als Faustregel für die Entscheidung zwischen Fast Ethernet und FDDI kann folgendes Kriterium gelten: Je weniger Arbeitsplätze pro Lokation (etwa Stockwerk oder Gebäude) installiert sind, je mehr Lokationen ein Netzwerk umfaßt und je komplexer die Netzstruktur wird, desto attraktiver wird FDDI im Vergleich zu seinen Konkurrenten. Eine weitere Faustregel lautet: Je mehr Arbeitsplätze mit großen Datenpaketen auf einen Server zugreifen, desto eher empfiehlt sich der Einsatz von FDDI. Gerade bei größeren und komplexeren Installationen kommen dann auch die vom FDDI-Standard definierten Sicherheitsvereinbarungen zum Tragen. All diese Argumente machen die stabile FDDI-Technologie speziell natürlich im Backbone-Bereich für fast alle Netzgrößen konkurrenzlos. Zusätzlich sichert FDDI allen multimedialen Anwendungen bei FDDI durch das deterministische Token-Passing-Zugangsverfahren die Synchronität.

Das heißt aber auch, daß neue High-speed-Techniken das FDDI-Verfahren nicht aufs Abstellgleis drängen werden. Für den Anwender vergrößert sich die Entscheidungsvielfalt, so daß er für seine Netzwerkprobleme die beste Lösung wählen kann.

ANGEKLICKT

FDDI ist ein sicheres Verfahren. Der Ausfall einzelner Komponenten kann dem kontinuierlichen Datenfluß nichts anhaben, weil die Ringstruktur doppelt ausgelegt ist. Die hohe Übertragungsrate von 100 Mbit/s wird aufgrund des Zugriffsverfahrens fast vollständig ausgeschöpft. Zudem erlaubt der Standard eine Ausdehnung des Netzes über maximal 100 Kilometer, wobei sich in einem Ring bis zu 500 Teilnehmer anschließen lassen.

Lukas Gorys ist Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei der SK-Schneider & Koch Datensysteme GmbH in Ettlingen.