FrameRelay

FrameRelay — это технология, предназначенная для использования в сетях, состоящих из оборудования разных поставщиков, которые могут выходить за пределы государственных или административных границ. В ней применяется ряд концепций, которые нашли весьма широкое распространение в среде распределенной сети, но редко встречаются в локальной сети.

В технологии FrameRelay для установления соединений используются виртуальные каналы.Виртуальные каналы можно сравнить с “воображаемым” кабелем. Такой канал в действительности не существует физически; его существование скорее является логическим. Но так же, как и реальный кабель, виртуальный канал позволяет соединить между собой два устройства. Виртуальные каналы применяются потому, что в крупной компании прокладка многочисленных физических проводов для создания каждого реального канала может оказаться непродуктивной и слишком дорогостоящей. Это связано с тем, что, как правило, повышение плотности портов на маршрутизаторе ведет к увеличению расходов.

В технологии FrameRelay для поддержки виртуальных каналов используется так называемый процесс мультиплексирования. Мультиплексирование в основном выполняется с помощью одного из двух способов, в зависимости от того, является ли передающая среда узкополосной или широкополосной. А поскольку передающая среда FrameRelay является узкополосной, рассмотрим способы мультиплексирования виртуальных каналов в узкополосной передающей среде.

В узкополосных технологиях данные обычно мультиплексируются с помощью, так называемого, мультиплексирования с разделением времени (Time-DivisionMultiplexing — TDM). При использовании метода TDM пакеты, относящиеся к разным каналам, передаются в различные “промежутки времени”. По физической линии могут передаваться в том или ином направлении несколько потоков данных. Для этого достаточно лишь соблюдение определенного интервала времени для прохождения каждого потока.

В технологии FrameRelay используется метод статистического мультиплексирования, который отличается от метода TDM тем, в нем применяются виртуальные каналы, для которых выделяются интервалы времени переменной длины, а не постоянной длины, как в TDM. Этот метод позволяет в технологии FrameRelay лучше распределять пропускную способность между различными приложениями. Статистическое мультиплексирование дает возможность не просто выделить постоянную часть пропускной способности для некоторого соединения, а варьировать величину этой пропускной способности в зависимости от потребностей приложений. Кроме того, такой метод позволяет более экономично обрабатывать неравномерный трафик. Дело в том, что технология FrameRelay дает возможность не выделять постоянную часть пропускной способности для каждого соединения, даже если по нему в данный момент не передаются данные, а предоставлять возможность передавать данные только по тем соединениям, где это сейчас требуется.

Виртуальные каналы подразделяются на два типа: постоянные виртуальные каналы (PermanentVirtualCircuit — PVC) и коммутируемые виртуальные каналы (SwitchedVirtualCircuit — SVC). В настоящее время коммутируемые виртуальные каналы используются редко или вообще не используются.

При использовании постоянного виртуального канала соединение всегда установлено, всегда готово и всегда доступно. После его установки этот канал действует как кабель связи, непосредственно соединяющий два пункта, поэтому постоянные виртуальные каналы являются идеальной заменой выделенных линий.

Коммутируемый виртуальный канал действует как обычный телефон. Пользователь должен набрать номер, чтобы установить соединение. После установки соединения осуществляется обмен данными. Закончив передачу и прием информации, пользователь разрывает соединение и получает возможность вступить во взаимодействие с другим абонентом. Стандарты коммутируемых виртуальных каналов уже разработаны, но они в настоящее время используются редко, в основном при эксплуатации технологии FrameRelay в некоторых локальных сетях, например, в экспериментальной среде.

Рис. 3.6. Принцип мультиплексирования с разделением времени, который позволяет создать в одной физической линии несколько виртуальных каналов (ВК).

Фреймирование

Рис. 3.7. Формат фрейма IETF

Каждый кадр начинается и замыкается «флажками» — последовательностью «01111110». Для предотвращения случайной имитации последовательности «флаг» внутри кадра при его передаче проверяется всё его содержание между двумя флагами и после каждой последовательности, состоящей из пяти идущих подряд бит «1», вставляется бит «0». Эта процедура (bitstuffing) обязательна при формировании любого кадра FR, при приёме эти биты «0» отбрасываются.

Адрес. В этом поле находится идентификатор DLCI. В нем также размешаются биты FECN, BECN и DE (биты QoS). Это поле может иметь длину от двух до четырех байтов, в зависимости от используемых размеров DLCI. Идентификаторы DLCI могут иметь один из трех размеров: 10 бит (наиболее распространенный), 16 бит или 23 бита.

Управление. Это поле используется для установления сеанса и управления потоком данных.

Заполнение. Это поле является пустым и может использоваться для выравнивания других полей по определенным границам.

NLPID. Поле идентификатора протокола сетевого уровня (NetworkLayerProtocol ID — NLPID) используется для обозначения протокола, которому соответствует данные в поле данных. Его можно рассматривать как поле типа.

Данные. Это поле представляет собой область данных фрейма.

FCS. Поле контрольной последовательности фрейма применяется для обнаружения ошибок.

Формат фрейма Cisco немного отличается от описанного выше формата IETF. На устройствах Cisco по умолчанию в качестве обозначения типа фрейма применяется формат Cisco, но следует учитывать, что фактически может потребоваться применять фреймы любого типа, поддерживаемого провайдером. Форма фрейма Cisco показана на рис. 3.8. В нем поля флажков, адреса, данных и FCS аналогичны полям по спецификации IETF. Поле Ethertype представляет собой аналог поля типа в формате Cisco. Как и поле NLPID в спецификации IETF, это поле определяет протокол, которому соответствуют данные, инкапсулированные в поле данных.