2015-03-22
1809
Технология Frame Relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений, аналогичную той, которая применялась в сетях Х.25, однако стек протоколов Frame Relay передает кадры (при установленном виртуальном соединении) по протоколам только физического и канального уровней, в то время как в сетях Х.25 и после установления соединения пользовательские данные передаются протоколом 3-го уровня.
 |
Кроме того, протокол канального уровня LAP-F в сетях Frame Relay имеет два режима работы — основной (core) и управляющий (control). В основном режиме, который фактически используется в сегодняшних сетях Frame Relay, кадры передаются без преобразования и контроля, как и в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети Frame Relay обладают весьма высокой производительностью, так как кадры в коммутаторах не подвергаются преобразованию, а сеть не передает квитанции подтверждения между коммутаторами на каждый пользовательский кадр, как это происходит в сети Х.25. Пульсации трафика передаются сетью Frame Relay достаточно быстро и без больших задержек.
Рисунок 2 - Стек протоколов Frame Relay
При таком подходе уменьшаются накладные расходы при передаче пакетов локальных сетей, так как они вкладываются сразу в кадры канального уровня, а не в пакеты сетевого уровня, как это происходит в сетях Х.25.
Структура стека (рис. 2) хорошо отражает происхождение технологии Frame Relay в недрах технологии ISDN, так как сети Frame Relay заимствуют многое из стека протоколов ISDN, особенно в процедурах установления коммутируемого виртуального канала.
Основу технологии составляет протокол LAP-F core, который является упрощенной версией протокола LAP-D. Протокол LAP-F (стандарт Q.922 ITU-T) работает на любых каналах сети ISDN, а также на каналах типа Т1/Е1. Терминальное оборудование посылает в сеть кадры LAP-F в любой момент времени, считая, что виртуальный канал в сети коммутаторов уже проложен. При использовании РVС оборудованию Frame Relay нужно поддерживать только протокол LAP-F core.
Протокол LAP-F contol является необязательной надстройкой над LAP-F core, которая выполняет функции контроля доставки кадров и управления потоком. С помощью протокола LAP-F control сетью реализуется служба frame switching.
Для установки коммутируемых виртуальных каналов стандарт ITU-T предлагает канал D пользовательского интерфейса. На нем работает протокол LAP-D, который используется для надежной передачи кадров в сетях ISDN. Поверх этого протокола работает протокол Q.931 или протокол Q.933 (который является упрощением и модификацией протокола Q.931 ISDN). Эти протоколы устанавливают виртуальное соединение на основе адресов конечных абонентов (в стандарте Е.164 или ISO 7498), а также номера виртуального соединения, который в технологии Frame Relay носит название Data Link Connection Identifier - DLCI.
После того как коммутируемый виртуальный канал в сети Frame Relay
установлен посредством протоколов LAP-D и Q.931/933, кадры могут транслироваться по протоколу LAP-F, который коммутирует их с помощью таблиц коммутации портов, в которых используются локальные значения DLCI. Протокол LAP-F core выполняет не все функции канального уровня по сравнению с протоколом L.AP-D, поэтому ITU-T изображает его на пол-уровня ниже, чем протокол LAP-D, оставляя место для функций надежной передачи пакетов протоколу LAP-F control.
Из-за того, что технология Frame Relay заканчивается на канальном уровне, она хорошо согласуется с идеей инкапсуляции пакетов единого сетевого протокола, например IP, в кадры канального уровня любых сетей, составляющих интерсеть. Процедуры взаимодействия протоколов сетевого уровня с технологией Frame Relay стандартизованы, например, принята спецификация RFC 1490, определяющая методы инкапсуляции в трафик Frame Relay трафика сетевых протоколов и протоколов канального уровня локальных сетей и SNA.
Другой особенностью технологии Frame Relay является отказ от коррекции обнаруженных в кадрах искажений. Протокол Frame Relay подразумевает, что конечные узлы будут обнаруживать и корректировать ошибки за счет работы протоколов транспортного или более высоких уровней. Это требует некоторой степени интеллектуальности от конечного оборудования. В этом отношении технология Frame Relay близка к технологиям локальных сетей, таким как Ethernet, Token Ring и FDDI, которые тоже только отбрасывают искаженные кадры, но сами не занимаются их повторной передачей.
Структура кадра протокола LAP-F приведена на рис. 3.
Рисунок 3 - Формат кадра LAP-F
За основу взят формат кадра HDLC, но поле адреса существенно изменило свой формат, а поле управления вообще отсутствует.
Поле номера виртуального соединения (Data Link Connection Identifier, DLCI) состоит из 10 битов, что позволяет использовать до 1024 виртуальных соединений. Поле DLCI может занимать и большее число разрядов - этим управляют признаки ЕА0 и ЕА1 (Extended Address — расширенный адрес). Если бит в этом признаке установлен в ноль, то признак называется ЕА0 и означает, что в следующем байте имеется продолжение поля адреса, а если бит признака равен 1, то поле называется ЕА1 и индицирует окончание поля адреса.
Десятиразрядный формат DLCI является основным, но при использовании трех байт для адресации поле DLCI имеет длину 16 бит, а при использовании четырех байт — 23 бита.
Стандарты Frame Relay (ANSI, ITU-T) распределяют адреса DLCI между пользователями и сетью следующим образом:
• 0 — используется для виртуального канала локального управления (LMI);
• 1-15 — зарезервированы для дальнейшего применения;
• 16-991 — используются абонентами для нумерации PVC и SVC;
• 992-1007 — используются сетевой транспортной службой для внутрисетевых соединений;
• 1008-1022 — зарезервированы для дальнейшего применения;
• 1023 — используются для управления канальным уровнем.
Таким образом, в любом интерфейсе Frame Relay для оконечных устройств пользователя отводится 976 адресов DLCI.
Поле данных может иметь размер до 4056 байт.
Поле C/R имеет обычный для протокола семейства HDLC смысл — это признак «команда-ответ».
Поля DE, FECN и BECN используются протоколом для управлением трафиком и поддержания заданного качества обслуживания виртуального
канала.
Способность технологии Frame Relay гарантировать некоторые параметры качества обслуживания (QoS)является ключевой. Именно поэтому данная технология получила широкое распространение и считается одной из самых перспективных технологий глобальных сетей.
Выводы
Данная лекция посвящена изучению:
Первый вопрос посвящен назначению и общей характеристике технологии Frame Relay. Стандарты Frame Relay определяют два типа виртуальных каналов - постоянные (РVС) и коммутируемые (SVC).
Второй вопрос посвящен компонентам сети Frame Relay. Рассмотрены компоненты сети Frame Relay на рисунке 1.
Третий вопрос посвящен стеку протоколов сети Frame Relay. Рассмотрено, что стек протоколов Frame Relay передает кадры (при установленном виртуальном соединении) по протоколам только физического и канального уровней, в то время как в сетях Х.25 и после установления соединения пользовательские данные передаются протоколом 3-го уровня.
Вопросы для самоконтроля
1. Определение Сети Frame Relay?
2. Назовите преимущество сетей Frame Relay?
3. Какие типы виртуальных каналов определяют стандарты Frame Relay?
4. Назовите основное различие между FRAD и маршрутизатором?
5. Какую технику передачи данных использует технология Frame Relay?
6. Сколько режимов работы имеет протокол канального уровня LAP-F в сетях Frame Relay?
7. Каким образом стандарты Frame Relay (ANSI, ITU-T) распределяют адреса DLCI между пользователями и сетью?
Список рекомендуемых источников:
1. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Построение сетей интегрального обслуживания. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. – 332 с.: ил.
