Технология Frame Relay

Накладные расходы при пакетной коммутации называются контролем вызовов, поиском ошибок и контролем над потоками. В технологии Х.25 пакеты управления вызовами, используемые для установления и разрыва виртуальных соединений, передаются по тому же самому соединению, что и пакеты данных. Фактически, вся передача сигналов осуществляется по основному каналу.
В технологии Frame Relay передача сигналов контроля вызова осуществляется по виртуальному соединению, отличному от используемого для передачи пользовательских данных. В пользовательском интерфейсе один канал управления соединением служит для контроля над всеми коммутируемыми соединениями передачи данных.
Наиболее очевидно преимущество Frame Relay над Х.25 в управлении потоками и контролем над ошибками. Технология Х.25 использует физический, канальный и сетевой уровни, что соответствует трем нижним уровням эталонной модели OSI. На канальном уровне осуществляется контроль над ошибками в транзитных узлах сети с коммутацией пакетов. При этом каждому узлу присваивается порядковый номер. После проведения контроля одновременно с передачей данных на следующий узел предыдущему передается подтверждение приема. На сетевом уровне происходит мультиплексирование нескольких потоков данных разных виртуальных соединений в единый поток к пользователю. Для этого каждый передаваемый кадр имеет свой номер виртуального соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. Управление потоком и контроль ошибок на всем пути следования пакетов от отправителя к получателю осуществляется при помощи схемы нумерации сетевого уровня.
Основное отличие между технологиями Frame Relay и Х.25 состоит именно в механизме коррекции ошибок. Так как технология Х.25 разрабатывалась для передачи данных через аналоговые каналы связи, которые характеризуются плохим качеством, то требовались различные механизмы коррекции ошибок и алгоритмы повторной передачи потерянных данных.
В соединениях Frame Relay мультиплексирование осуществляется на канальном уровне модели OSI, а контроль ошибок и управление потоком вовсе отсутствуют. Каждый кадр канального уровня содержит номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. Порядковые номера для управления потоком и контроля ошибок не используются. При этом контроль правильности передачи данных от отправителя получателю должен осуществляться на более высоком уровне модели OSI. Также исключено требование повторной передачи в случае обнаружения ошибок. Это позволяет существенно сократить время на обработку данных в узлах сети.
Структура кадра передачи данных в технологии Frame Relay достаточно проста. Данные помещаются между полем DLCI (Data Link Connection Identifier, идентификатор связи с источником данных), которое может занимать от 2 до 4 байт, и полем контрольной суммы в конце кадра, призванного обнаружить любые битовые ошибки. Числовое значение, записанное в поле DLCI, служит для идентификации виртуального соединения между абонентами. В одном кадре может быть передано до 8000 байт пользовательских данных.






















Стартовый флаг
Заголовок (3-5 байт)
DLCI (Data Link Connection Identifier) (2-4 байта)
Пользовательские данные (до 8000 байт)
Контрольная сумма
Конечный флаг


Frame Relay передает пользовательские данные по виртуальным каналам, которые идентифицируются номером DLCI. Современные стандарты Frame Relay поддерживают постоянные виртуальные соединения PVC (Permanent Virtual Circuit), настраиваемые и управляемые в масштабах сети Frame Relay. Использование постоянных виртуальных каналов PVC (Permanent Virtual Circuit) с регистрированными номерами DLCI упрощает обработку пакетов в узлах коммутации. Скорость на виртуальном канале задается с помощью параметров CIR (Committed Information Rate – скорость передачи информации, которую гарантирует сеть при нормальных условиях), Be (Burst Excess), Bc (Burst Committed). CIR задает согласованную скорость передачи по данному виртуальному каналу и измеряется в бит/сек.


Параметр Bc определяет максимальное число бит, которые могут быть переданы по данному PVC за некоторый установленный интервал времени Tc, т.е. CIR=Bc/Tc. Очевидно, что максимальное значение CIR может быть равно скорости физического порта. На практике канал обычно не загружен полностью. Существенным преимуществом Frame Relay является возможность передачи трафика пользователя, превышающего CIR. Для этого служит параметр Be, задающий дополнительный объем трафика, который может быть передан по данному виртуальному каналу, например, в том случае, если другие виртуальные каналы не активны. Т.е. при наличии свободных ресурсов за период Tc по PVC будет передано Bc+Be бит данных. Трафик, превышающий Bc+Be, стирается.
У технологии Frame Relay остаются два серьезных недостатка, относящиеся к управлению потоками данных и созданию коммутируемых виртуальных каналов. Без устранения первого из них неизбежна потеря некоторых кадров и в этом случае требуется их повторная передача, вызывающая перегрузку сети.
Одним из главных достоинств сети Frame Relay является ее надежность. Благодаря использованию постоянных виртуальных соединений при возникновении обрыва канала связи автоматически производится изменение маршрута, и данные немедленно направляются по другому пути. Эта технология имеет много привлекательных сторон: достаточно дешевые и простые средства управления, возможность передачи голоса, предоставление гарантированного качества обслуживания, как по времени задержки, так и по скорости передачи данных.

Источник: «Технологии корпоративных сетей», М.Кульгин


Обсудить статью в форуме

2017-11-23