Аппаратура для построения сетей Frame Relay. Сети X.25 (стр. 3 из 6)
Frame Relayподдерживает физический и канальный уровни OSI. Технология Frame Relayиспользует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых ипостоянных).
Стек протоколов FrameRelay передает кадры при установленном виртуальном соединении по протоколамфизического и канального уровней. В Frame Relay функции сетевого уровняперемещены на канальный уровень, поэтому необходимость в сетевом уровне отпала.На канальном уровне в Frame Relay выполняется мультиплексирование потока данныхв кадры.
Каждый кадр канальногоуровня содержит заголовок, содержащий номер логического соединения, которыйиспользуется для маршрутизации и коммутации трафика. Frame Relay - осуществляетмультиплексирование в одном канале связи нескольких потоков данных. Кадры припередаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, поэтому сетьполучила название ретрансляции кадров. Таким образом, сеть коммутирует кадры, ане пакеты. Скорость передачи данных до 44 Мбит/с, но без гарантии целостностиданных и достоверности их доставки.
Frame Relayориентирована на цифровые каналы передачи данных хорошего качества, поэтому вней отсутствует проверка выполнения соединения между узлами и контрольдостоверности данных на канальном уровне. Кадры передаются без преобразования иконтроля как в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети Frame Relayобладают высокой производительностью. При обнаружениях ошибок в кадрахповторная передача кадров не выполняется, а искаженные кадры отбраковываются.Контроль достоверности данных осуществляется на более высоких уровнях моделиOSI.
Сети Frame Relay широкоиспользуется в корпоративных и территориальных сетях в качестве:
1) каналов для обменаданными между удаленными локальными сетями (в корпоративных сетях);
2) каналов для обменаданными между локальными и территориальными (глобальными) сетями.
Территориальная сетьпередачи данных с интеграцией услуг - это территориально (географически)распределенная сеть, предназначенная для передачи трафика различной природы, сразличными вероятностно-временными характеристиками и объединяющая в себефункции традиционных сетей передачи данных, традиционных телефонных сетей,пересылку факсимильных сообщений и предоставление современных видов услуг,таких как передача видеоизображения и видеоконференцсвязь.
Технология Frame Relay(FR) в основном используется для маршрутизации протоколов локальных сетей черезобщие (публичные) коммуникационные сети. Frame Relay обеспечивает передачуданных с коммутацией пакетов через интерфейс между оконечными устройствамипользователя DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) и оконечным оборудованиемканала передачи данных DCE (коммутаторами сети типа "облако").
Коммутаторы Frame Relayиспользуют технологию сквозной коммутации, т.е. кадры передаются с коммутаторана коммутатор сразу после прочтения адреса назначения, что обеспечивает высокуюскорость передачи данных. В сетях Frame Relay применяются высококачественныеканалы передачи, поэтому возможна передача трафика чувствительного к задержкам(голосовых и мультимедийных данных). В магистральных каналах сети Frame Relayиспользуются волоконно-оптические кабели, а в каналах доступа может применятьсявысококачественная витая пара.
Рис. 3. Структурнаясхема сети Frame Relay.
На рисунке представленаструктурная схема сети Frame Relay, где изображены основные элементы:
DTE (DataTerminal Equipment)– аппаратура передачи данных (маршрутизаторы, мосты, ПК).
DCE (DataCircuit-TerminatingEquipment) – оконечноеоборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование,обеспечивающее доступ к сети).
Физический уровеньFrame Relay
На физическом уровнеFrame Relay используют цифровые выделенные каналы связи, протокол физическогоуровня I.430/431.
Канальный уровень FrameRelay
На канальном уровнепоток данных структурируется на кадры, поле данных в кадре имеет переменнуювеличину, но не более 4096 байт. Канальный уровень реализуется протоколомLAP-F. Протокол LAP-F имеет два режима работы: основной и управляющий. Восновном режиме кадры передаются без преобразования и контроля.
В поле заголовка кадраимеется информация, которая используется для управления виртуальным соединениемв процессе передачи данных. Так же, как в протоколе Х.25 используются адресаХ.121, протокол Frame Relay использует адреса, называемые идентификаторамиканала соединения (data link connection identifiers — DLCI).
Framerelay обеспечивает множествонезависимых виртуальных каналов (VirtualCircuits) в одной линии связи,идентифицируемых в FR-сети поидентификаторам подключения к соединению (DataLink ConnectionIdentifier, DLCI).Каждый идентификатор DLCI может иметь в сети Frame Relay локальное илиглобальное значение. На сегодняшний день наиболее распространенной практикойявляется использование идентификаторов DLCI только с локальным значением. Этоозначает, что устройства, например маршрутизаторы, на разных сторонахвиртуального канала в сети Frame Relay могут иметь один и тот же DLCI-номер,поскольку протокол Frame Relay предусматривает отображение локальногоDLCI-номера на виртуальный канал на каждом из коммутаторов, стоящих вглобальной сети.
Каждый кадр канальногоуровня содержит номер логического соединения, который используется длямаршрутизации и коммутации трафика. При этом контроль правильности передачиданных от отправителя получателю осуществляется на более высоком уровне OSI.
Коммутируемыевиртуальные каналы используются для передачи импульсного трафика между двумяустройствами DTE. Постоянные виртуальные каналы применяются для постоянногообмена сообщениями между двумя устройствами DTE.
Процесс передачи данныхчерез коммутируемые виртуальные каналы осуществляется:
установление вызова -образуется коммутируемый логический канал между двумя DTE;
передача данных поустановленному логическому каналу;
режим ожидания, когдакоммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит;
завершение вызова -используется для завершения сеанса, осуществляется разрыв конкретноговиртуального соединения.
Процесс передачи данныхчерез предварительно установленные PVC:
передача данных поустановленному логическому каналу;
режим ожидания, когдакоммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит.
Дополнения LMI
Помимо базовых функцийпередачи данных протокола Frame Relay, спецификация консорциума Frame Relayвключает дополнения LMI, которые делают задачу поддержания крупных межсетейболее легкой:
Сообщения о состояниивиртуальных цепей (общее дополнение).
Обеспечивает связь и синхронизациюмежду сетью и устройством пользователя, периодически сообщая о существованииновых PVC и ликвидации уже существующих PVC, и в большинстве случаевобеспечивая информацию о целостности PVC. Сообщения о состоянии виртуальныхцепей предотвращают отправку информации в "черные дыры", т.е. черезPVC, которые больше не существуют.
Многопунктоваяадресация (факультативное).
Позволяет отправителюпередавать один блок данных, но доставлять его через сеть несколькимполучателям.
Глобальная адресация(факультативное).
Наделяет идентификаторысвязи глобальным, а не локальным значением, позволяя их использование дляидентификации определенного интерфейса с сетью Frame Relay.
Простое управлениепотоком данных (факультативное).
Обеспечивает механизмуправления потоком XON/XOFF, который применим ко всему интерфейсу Frame Relay.Он предназначен для тех устройств, высшие уровни которых не могут использоватьбиты уведомления о перегрузке и которые нуждаются в определенном уровнеуправления потоком данных.
Сообщения LMIпередаются в информационной части кадра Frame Relay и обеспечивают передачууправляющей информации в направлении FRAD - сеть и обратно. Для передачиуправляющих сообщений LMI используется специальный PVC #1023.
Формат кадра
Наименования и значенияполей:
Поле Флаг
Каждый кадр начинаетсяи замыкается «флагом» — последовательностью «01111110».
Данное поле выполняетфункцию обрамления кадра. Принцип формирования поля FLAG в кадре Frame Relayсоответствует принципам формирования поля FLAG в кадре LAPB.
Поле Адрес (Заголовок)
Поле Адрес кадра FrameRelay, кроме собственно адресной информации, содержит также и дополнительныеполя управления потоком данных и уведомлений о перегрузке канала и имеетследующую структуру:
DLCI(6 Bit) C/R (1 Bit) EA (1 Bit) DLCI (4 Bit) FECN (1 Bit) BECN (1 Bit) DE(1 Bit) EA (1 Bit)
Центром заголовка FrameRelay является 10-битовое значение DLCI. Оно идентифицирует ту логическуюсвязь, которая мультиплексируется в физический канал. В базовом режимеадресации (т.е. не расширенном дополнениями LMI), DLCI имеет логическоезначение; это означает, что конечные устройства на двух противоположных концахсвязи могут использовать различные DLCI для обращения к одной и той же связи.На рис. 4 представлен пример использования DLCI при адресации в соответствии снерасширенным Frame Relay.
Рис. 4. Адресация FrameRelay.
Рис. 4 предполагаетналичие двух цепей PVC: одна между Aтлантой и Лос-Анджелесом, и вторая междуСан Хосе и Питтсбургом. Лос Анджелес может обращаться к своей PVC с Атлантой,используя DLCI=12, в то время как Атланта обращается к этой же самой PVC,используя DLCI=82. Аналогично, Сан Хосе может обращаться к своей PVC сПиттсбургом, используя DLCI=62. Сеть использует внутренние патентованныемеханизмы поддержания двух логически значимых идентификаторов PVC различными.