Rechnernetze

Das Connection Management

Das Connection Management dient innerhalb des Station-Managements der logischen Einbindung von FDDI-Station oder Konzentratoren in den Ring. Wie bereits beschrieben, stellt das FDDI-Protokoll eine große Vielfalt von physikalischen und logischen Topologien bereit. Dies hat zur Folge, dass die physikalische Einbindung einer FDDI-Station in den Ring auch immer die Einbindung der entsprechenden PMD- PHY- und MAC-Einheiten beinhalten muss. Das Connection Management kontrolliert die für den Aufbau des Medienzugangs notwendigen Maßnahmen sowie die korrekte Verbindung der lokalen Ports mit den Ports anderer Stationen. Darüber hinaus sorgt es für die korrekte Anbindung der evtl. mehrfach vorhandenen PHY-Einheiten an die MAC-Einheit (diese ist in der Regel nur einmal vorhanden) einer Station oder eines Konzentrators. Die Aufgaben, die sie hierfür durchzuführen hat, sind so vielfältig und so komplex, dass eine Aufteilung des Connection Managements notwendig wird. Der SMT Standard definiert hierfür drei funktionale Einheiten, die als Entity Coordination Management (ECM), Physical Connection Management (PCM) und Configuration Management (CFM) bezeichnet werden, und beschreibt deren Schnittstellen untereinander.

Das Entity Coordination Management (ECM)

Das Entity Coordination Management unterstützt in erster Linie die Funktion des Optical Bypass Switches der PMD Schicht; außerdem meldet es die Verfügbarkeit des Übertragungsmediums an das Physical Connection Management. Den Ausgangspunkt für die Arbeitsweise des ECMs bildet der Zustand EC0 (OUT) des ECM Automaten, von dem ausgehend das ECM versucht, die zu den einzelnen Ports gehörenden PCMs mit Hilfe des PC_Start Signals zu aktivieren. Dazu startet die ECM die PCMs der Ports A und B sobald sich der Optical Bypass in der Position befindet, in der eingehende Signale vom Ring in der lokalen Station empfangen werden können. Im Fall eines Konzentrators werden zusätzlich die PCMs der M Ports aktiviert. Erreicht der ECM Automate seinen Zustand EC1 (IN), so befindet er sich in einem aktiven Zustand.

Das Physical Connection Management (PCM)

Das Physical Connection Management (PCM) ist jedem Port einer Station oder eines Konzentrators zugeordnet und verantwortlich für den Aufbau und den Betrieb der physikalischen Verbindung zwischen zwei benachbarten Stationen. Funktional besteht das PCM aus zwei verschiedenen Bestandteilen: dem PCM Zustandsautomaten und dem sogenannten Pseudo-Code. Der PCM-Zustandsautomat enthält alle Zustände und Zeitinformationen des PCMs und unterstützt die Signalisierung auf dem optischen Übertragungsmedium. Der Pseudo-Code spezifiziert die von dem PCM-Zustandsautomaten zu übertragenden Bits und bearbeitet die empfangenen Bits von der PCM-Instanz am anderen Ende der Verbindung. Für die korrekte Arbeitsweise der PCM-Maschine – bzw. für den Aufbau einer Verbindung – müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

Falls beide Bedingungen erfüllt sind, wird vom Physical Connection Management eine Verbindung aufgebaut und permanent überwacht.

Configuration Management (CFM)

Das Configuration Management ist die dritte Komponente des Connection Managements. Sie realisiert die Anbindung der PHY- an die MAC-Einheiten und kontrolliert das Einbinden und Entfernen von Stationen aus dem Ring. Die hierfür erforderlichen Signale (z.B. PC_Join) erhält CFM vom Physical Connection Management und führt dann die erforderlichen Aktionen aus. Arbeitet z.B. eine PHY Einheit nicht fehlerfrei, kann die PHY-Einheit die zuständige PCM Einheit stoppen und die Integration in den Ring unterbinden. Bedingt durch unterschiedlichen Gerätetypen (SAS, DAS, SAC, DAC), die in den Ring eingebunden werden können, unterscheiden sich natürlich auch die Aufgabenbereiche des CFM entsprechend dem jeweiligen Gerätetyp. Der SMT Standard sieht hierfür eine Einteilung in die oben aufgeführten Gerätetypen vor.

Bereits in den vorhergehenden Abschnitten wurde gezeigt, dass ein FDDI-Netzwerk aus zwei gegenläufigen Ringen, dem primären und dem sekundären Ring, besteht. Über dem primären Ring erfolgt im Normalzustand des Netzes die Datenübertragung während auf dem sekundären Ring lediglich Idle-Symbole ausgetauscht werden. Während der Entwicklung des FDDI-Protokolls wurde jedoch zunehmend der Bedarf nach einer flexibleren Topologie (z.B. SAFENET der US Navy, Hub-basierte FDDI-Netzwerke) deutlich, so dass mit der Version 7.2 des SMT Standards eine grundlegende Überarbeitung des CFM erforderlich wurde. Diese neue Version befasst sich insbesondere mit der Anbindung der PHY- an die MAC-Einheiten und stellt damit die Grundlage für den Aufbau von flexibleren Strukturen bereit. Untrennbar mit dem Begriff des CFM ist im SMT 7.2 der Begriff des (Daten-) Pfades verbunden, der sich mit den Segmenten des FDDI-Rings beschäftigt, die durch die einzelnen Stationen verlaufen. FDDI definiert hierfür drei verschiedene Datenpfade: den primären, sekundären und lokalen Pfad.

Die Begriffe des primären und sekundären Datenpfades korrespondieren mit den Begriffen des primären und sekundären Rings; können damit jedoch nicht gleichgesetzt werden. So kann zwar der primäre Ring, der an eine Station angeschlossen ist, seine Fortsetzung im primären Datenpfad finden; dies muß aber nach der Definition des SMT 7.2 nicht zwangsläufig so sein, sondern hängt von der Konfiguration der Station ab. Die Daten, die für die Konfiguration bzw. die vorgesehene Anbindung von PHY- oder MAC-Einheiten einer Station erforderlich sind, sind Bestandteil der Management Information Base (MIB) des SMTs und können vom Administrator des Netzwerks kontrolliert bzw. verändert werden. Zur Durchführung dieser Aufgabe definiert das SMT drei verschiedene MIB Attribute (Requested Path, Current Path und Available Path), mit deren Hilfe die Anbindung der verschiedenen Komponenten an einen vorgegebenen Pfad erfolgt.

Der Requested Path ist ein Attribut, das einer MAC- oder PHY-Einheit zugeordnet ist. Durch das Setzen von bestimmten Bits in diesem Attribut kann bei einer vorgesehenen Integration der Komponente der gewünschte Datenpfad identifiziert werden. Die Bits des Attributs sind dabei so angeordnet, daß mit Hilfe der nachfolgenden Bits ein anderer Pfad ausgewählt werden kann, falls aufgrund der Belegung des Available Path Attributs keine Integration möglich ist. Das Available Path Attribut definiert die in einer Station oder einem Konzentrator vorhandenen Pfade (primär, sekundär und lokal). Der Wert dieses Attributs bleibt im Gegensatz zum Requested Path Attribut konstant und kann nicht dynamisch verändert werden. Das einer MAC- oder PHY-Einheit zugeordnete Current Path Attribut identifiziert den aktuellen Pfad, in dem sich eine Komponente nach der Abarbeitung (Vergleich von Requested Path und Available Path) des Requested Path Attributs befindet. Mögliche Werte für das Current Path Attribut für Port- und MAC-Komponenten sind

Die eigentliche Integration der einzelnen Komponenten in den Datenpfad erfolgt mit Hilfe des Configuration Control Elements (CCE), welches den einzelnen Komponenten zugeordnet ist. Es handelt sich dabei im wesentlichen um einen Switch, mit dem eine Komponente den verschiedenen Pfaden zugeordnet werden kann.

Die einzelnen CCEs der verschiedenen Komponenten (MAC oder PHY) sind in Reihe geschaltet und untereinander verbunden. Unabhängig vom Stations- oder Konzentratortyp besitzen CCE Einheiten mindestens einen primären Datenpfad; der sekundäre Pfad ist nur für Geräte mit einem A Port erforderlich, um den Thru Mode zwischen dem A Port und dem B Port eines Gerätes zur realisieren. Der lokale Pfad ist optional vorhanden und erlaubt den Austausch von Management Information zwischen benachbarten Geräten, kann aber auch für interne Kontrollzwecke verwendet werden.

Neben den Funktionen zur Konfiguration der Gerätetypen müssen die CCEs für A, B und S Ports die Fähigkeit besitzen, eine Wrap Konfiguration herzustellen. Geräte mit A und B Ports benötigen zusätzlich die Thru Funktionalität.

Änderungen, die die Konfiguration eines Netzwerkes betreffen, können mit Hilfe der CCE Einheit nicht nur in der Initialisierungsphase des Rings, sondern auch während des laufenden Betriebs durchgeführt werden. Dies hat jedoch zur Folge, daß u.U. Protokolldateneinheiten (PDUs) von MAC Einheiten erzeugt worden sind, die sich nach dem Ringumlauf der PDU nicht mehr im gleichen Datenpfad befinden, und deren PDUs nicht mehr vom Ring entfernt werden können. Aus diesem Grund stellt das CCE Funktionen zur Verfügung, die sicherstellen, daß alle PDUs, die sich im Netz befinden, nach der letzten (Re-)Konfiguration der MAC Einheiten erzeugt worden sind. Diese Funktion wird im SMT Standard als Scrub Function bezeichnet. Ihr obliegt die Aufgabe, die korrekte Arbeitsweise des Rings zu gewährleisten. Der Standard definiert hierfür unterschiedliche Mechanismen; schreibt jedoch kein spezielles Verfahren vor, sondern definiert nur Anforderungen, die bei der Implementierung zu berücksichtigen sind.

Die Steuerung der CCEs erfolgt mit Hilfe von speziellen CFM Zustandsmaschinen, die für den jeweiligen Aufgabenbereich eines bestimmten Porttyps (A, B, S oder M) definiert sind und somit unterschiedliche Ausprägungen besitzen. Damit ergibt sich für eine Station oder einen Konzentrator mit mehreren Ports oder MACs unmittelbar die Notwendigkeit, mehrere CFM Zustandsmaschinen zu besitzen und sie parallel zu betreiben. Insgesamt definiert das SMT fünf Zustandsmaschinen, die dem jeweiligen Aufgabenbereich entsprechen. Die Steuerung der einzelnen Zustandsautomaten erfolgt durch eine Veränderung der Eingangsbedingungen, die z.B. durch das Physical Connection Management (CF_Join) oder durch den Administrator (Requested Path) ausgelöst werden können

Die folgenden Bilder zeigen Beispiele, wie eine Koppelung zwischen den CCE von Dual Attachment Stations durchgeführt werden kann.