Стек протоколов Frame Relay

Стек протоколов Frame Relay устроен значительно проще, чем стек технологии Х.25. Разработчики технологии Frame Relay, учитывая высокое качество кана­лов связи на оптическом волокне, появившихся в конце 80-х годов, посчитали возможным не включать в протоколы стека функции обеспечения надежности. Если же, несмотря на малую вероятность такого события, ошибка все же проис­ходит, то технология Frame Relay игнорирует эту ситуацию, оставляя работу по восстановлению утерянных или искаженных кадров протоколам верхних уров­ней, таким как TCP.

'' Именно благодаря низкой протокольной избыточности технология Frame Relay обеспечивает $ысоную пропускную, способность и небольшие времена задержки кадров;

ПРИМЕЧАНИЕ-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Данные Управление (сигнальное) Физический уровень Сеть

Параллельно была разработана технология Frame Switching, которая, как и Х.25, обеспе­чивает надежную передачу кадров на канальном уровне и может применяться в тех случа­ях, когда каналы обладают недостаточно высоким уровнем качества или же к канальному уровню по каким-то причинам предъявляются требования падежной передачи кадров. На практике технология Frame Switching не нашла своего применения, но поскольку стек протоколов Frame Relay создавался с учетом существования технологии Frame Switching, мы далее все же кратко остановимся на ней.

На рис. 21.4 показан стек протоколов технологий Frame Relay и Frame Switching в том виде, в котором они описаны в рекомендациях ITU-T. Протоколы слоя управ­ления выполняют работу по установлению виртуального соединения, а протоколы слоя данных передают кадры по уже установленному виртуальному соединению.

Управление Данные (сигнальное)

Протоколы Q.933 верхних уровней (IP. IPX, SNA) Физический уровень Терминал

Рис. 21.4. Стек протоколов технологий Frame Relay и Frame Switching

На канальном уровне сетей Frame Relay работает протокол LAP-F (Link Access Procedure for Frame mode bearer services), называемый в рекомендациях ITU-T аббревиатурой Q.922. Существует две версии этого протокола.

□ Протокол LAP-F core является той «рабочей лошадкой», которая трудится во всех сетях Frame Relay. Этот протокол обеспечивает минимум средств, по­зволяющих построить сеть Frame Relay. Правда, в этом случае сеть будет пре­доставлять только услуги постоянных виртуальных каналов.

□ Протокол LAP-F control, обеспечивающий восстановление кадров по алго­ритму скользящего окна, необходим для того, чтобы сеть оказывала услуги Frame Switching (коммутации кадров).

Оба протокола (LAP-F core и LAP-F control) относятся к протоколам каналь­ного уровня, обеспечивая передачу кадров между двумя соседними коммутато­рами.

На физическом уровне сеть Frame Relay может использовать линии связи техно- лргии PDH/SDH или ISDN.

Теперь рассмотрим слой управления, выполняющий функции установления ди­намически коммутируемых каналов SVC. Коммутаторы сети должны поддержи­вать два протокола слоя управления — на канальном уровне LAP-D (который называется также Q.921) и Q.933 на сетевом. Протокол LAP-D в сетях Frame Relay обеспечивает надежную передачу сигнальных кадров между соседними ком­мутаторами.

Протокол Q.933 использует адреса конечных узлов, между которыми устанавли­вается виртуальный канал. Эти адреса обычно задаются в формате телефонных адресов, соответствующих стандарту Е.164. Адрес состоит из 15 десятичных цифр, которые делятся, как и обычные телефонные номера, на поля кода страны (от 1 до 3 цифр), кода города и номера абонента. К адресу добавляется до 40 цифр подадреса_} которые требуются для нумерации терминальных устройств, если у одного абонента их несколько.

Протокол автоматического составления таблиц маршрутизации для технологии Frame Relay не определен, поэтому может использоваться фирменный протокол производителя оборудования, или же таблицы могут составляться вручную.

ВНИМАНИЕ --------------------------------------------------------------------------------------------------------

Основное преимущество Frame Relay по сравнению Х.25 состоит в следующем. В то время как в сетях Х.25 после установления соединения пользовательские данные передаются протоколами канального и сетевого уровней, в сетях Frame Relay после установления вир­туального соединения данные передаются только с помощью протокола канального уров­ня, что значительно снижает накладные расходы.

Технологию Frame Relay чаще всего относят к технологиям канального уровня, ставя во глазу угла процедуры передачи пользовательских данных и опуская процедуры установления виртуального канала, которые выполняются с привле­чением протокола сетевого уровня.

По виртуальным каналам Frame Relay могут передаваться данные различных про­токолов. Спецификация RFC 1490 определяет методы инкапсуляции в кадры Frame Relay пакетов сетевых протоколов, таких как IP и IPX, протоколов локальных сетей, например Ethernet, а также протокола SNA.

Структура кадра протокола LAP-F приведена на рис. 21.5.

Флаг

Адрес

Данные (до 4056 байт)

CRC

Флаг

'8 7

5 4 3 2\1 DLCI C/R EA0 DLCI FECN BECN DE EA1

Рис. 21.5. Формат кадра LAP-F

Поле DLCI (Data Link Connection Identifier — идентификатор соединения уров­ня канала данных) состоит из 10 бит, что позволяет задействовать до 1024 вир­туальных соединений. Поле DLCI может занимать и большее число разрядов — этим управляют признаки расширения адреса ЕАО и ЕА1 (аббревиатура ЕА как раз и означает Extended Address, то есть расширенный адрес). Если бит расшире­ния адреса установлен в ноль, то признак называется ЕАО и означает, что в сле­дующем байте имеется продолжение поля адреса, а если бит расширения адреса равен 1, то поле называется ЕА1 и означает окончание поля адреса. Десятираз­рядный формат DLCI является основным, но при использовании трех байтов для адресации поле DLCI имеет длину 16 бит, а при использовании четырех бай­тов — 23 бита.

Стандарты Frame Relay распределяют DLCI-адреса между пользователями и се­тью следующим образом:

□ 0 — используется для виртуального канала локального интерфейса админист­рирования (LMI);

□ 1-15 — зарезервированы;

□ 16-991 — используются абонентами для нумерации каналов PVC и SVC;

□ 992-1007 — используются сетевой транспортной службой;

□ 1008-1022 — зарезервированы;

□ 1023 — используется для управления канальным уровнем.

Таким образом, в любом интерфейсе Frame Relay для оконечных устройств поль­зователя отводится 976 DLCI-адресов.

Поле данных может иметь размер до 4056 байт.

Поле C/R переносит признак команды (Command) или ответа (Response). Этот признак является унаследованным и используется в протокольных операциях HDLC.

Поля DE, FECN и BECN используются протоколом для управления трафиком и поддержания заданного качества обслуживания виртуального канала.