Оценка характеристик и возможностей сетей X25 и Frame Relay (стр. 5 из 8)
В случае перегруженности сети, коммутаторы отбрасывают избыточные (выходящие за пределы CIR) кадры. Поле разрешения на отбраковку (DE) в кадре Frame Relay позволяет регулировать этот процесс. Для каждого кадра, пересылаемого по сети, коммутатор Frame Relay устанавливает бит DE, если данный кадр превышает спецификацию CIR клиента. В случае затора кадры, с установленным флагом DE могут быть отбракованы.
Реально, в сетях Frame Relay, наряду с CIR используется усредненная за определенный промежуток времени Tc (скажем, за одну секунду) скорость, которую сеть "обязуется" поддерживать по соединению PVC или SVC.
Усреднение по времени играет здесь важную роль. Предположим, что через линию доступа с пропускной способностью 64 Кбит/с пользователь определяет одно виртуальное соединение с CIR, равной 32 Кбит/с. Это значит, что приняв, например, в первые полсекунды 32 Кбит, коммутатор вправе отвергнуть все остальные биты, пришедшие за остальные полсекунды. Поэтому вводится понятие согласованного импульсного объема передаваемой информации (Committed Burst Size - Bc) - максимального объема данных, который сеть "обязуется" передавать за время Tc. Это время вычисляют следующим образом: Tc=Bc/CIR, а по своей сути оно пропорционально неравномерности трафика.
Если кадры не укладываются в рамки, задаваемые параметрами CIR и Bc, то они передаются с установленным битом DE. При этом часто используют еще один параметр - избыточный импульсный объем передаваемой информации (Excess Burst Size - Be). Он определяет максимальный объем данных сверх Bc (избыточные данные), который коммутатор попытается передать в течение времени Тс.Вероятность доставки данных Ве, передающихся с установленным флагом DE, очевидно, ниже вероятности доставки данных Bc. Все данные, превышающие объем Ве, коммутатор отбраковывает. Пропускная способность линии доступа делится на три зоны:
· согласованные данные, с гарантированной передачей;
· избыточные данные (с установленным битом DE), которые передаются в зависимости от доступных сети ресурсов;
· все данные сверх избыточных, которые коммутатор автоматически отбрасывает.
Реализация этих правил может существенно различаться как в оборудовании Frame Relay различных производителей, так и в сетях компаний - поставщиков услуг Frame Relay. Широко используется случай предоставления пользователю выбора только одного параметра соединения - скорости CIR. При этом граница избыточных данных передвигается "вверх" и приравнивается скорости порта доступа. Таким образом устраняется "мертвая зона", при попадании в которую данные автоматически сбрасываются.
Концепция согласованной скорости передачи - это механизм согласования со стандартом Frame Relay (предлагающим регламентированную пропускную способность), предназначенный для разрешения заторов в сети, посредством определения класса сервиса для Frame Relay DTE и контроля доступа оборудования пользователя к пропускной способности сети. Для этого, при конфигурировании соединения PVC определяются следующие параметры CIR:
Bc (Committed Burst Size) - объем данных, передаваемый гарантированно за время Tc;
Be (Excess Burst Size) - объем данных над Bc, передаваемый в случае достаточности ресурсов полосы пропускания;
DE (Discard Eligibility) - флаг разрешения на отбраковку;
Tc (sampling interval) временной интервал для измерения Bc и Be, равный Bc/CIR.
Как уже было отмечено, технология Frame Relay позволяет использовать для передачи чувствительного к задержкам трафика (речь и т.п.) механизм резервирования полосы канала, близкий к тому, который применяется при временном разделении каналов, а для обычных данных - статистическое приоритетное мультиплексирование. Все это в совокупности с некоторыми другими механизмами позволяет обеспечить постоянный темп передачи речевых пакетов.
Современное оборудование Frame Relay, помимо компрессии речи (в 10-15 раз), обычно реализует ряд специальных алгоритмов ее обработки, которые позволяют в еще большей степени использовать особенности трансляции кадров.
Одним из механизмов является подавление пауз. Как правило, телефонные собеседники говорят по очереди. При разговоре по обычному телефону с ‘молчащей’ стороны передается специальный шумовой сигнал. Кроме того, существуют паузы между словами и предложениями. По статистике во время телефонных переговоров более 60% полосы пропускания канала используется на передачу тишины. При автоматическом определении отсутствия полезного сигнала всю полосу канала можно использовать для передачи данных. На приемной стороне в это время генерируется ‘розовый’ шум, для того чтобы у пользователя не создавалось впечатления ‘мертвой’ линии.
Еще одним интересным механизмом является ‘переменная скорость оцифровки’. Определяется наименьшая (базовая) скорость оцифровки, которая обеспечивает минимально приемлемое качество передачи речи, и формируется поток ‘базовых’ кадров, а при наличии свободной полосы канала - ‘дополнительные’ пакеты, улучшающие качество речи. Такой алгоритм обработки телефонного трафика легко реализуется (подробно рассмотренными выше) средствами Frame Relay (использование флага DE в кадрах, передающих ‘дополнительную’ информацию, что дает возможность сети сбросить эти кадры в случае перегрузки).
2.3.7 Средства защиты от сбоев
Осуществление соединения по глобальной сети связано с некоторой неопределенностью, т.к вы не владеете этой сетью и, таким образом, не имеете контроля над трактами. В подобных ситуациях соединения по глобальной сети, должны быть чрезвычайно отказоустойчивы. Frame Relay отвечает этому требованию благодаря обеспечению динамической ремаршрутизации в случае отказа PVC.
Физически сети Frame Relay образуют ячеистую структуру коммутаторов. Одно из преимуществ такой ячеистой конфигурации состоит в том, что она обеспечивает определенную степень отказоустойчивости. Если из-за выхода из строя какого либо узла PVC становится недоступным, то соседний коммутатор перенаправит соединение по альтернативному информационному каналу. В результате характеристики передачи лишь несколько ухудшатся. Кроме того, благодаря такой ячеистой конфигурации коммутаторы могут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают значительную перегрузку.
Для защиты от сбоев на уровне узла операторы или администраторы Frame Relay предлагают две опции: запасные и резервные PVC. В случае запасного соединения (standby PVC) PVC устанавливается и активизируется в запасном узле; этот канал имеет существенно меньшую скорость CIR, чем основное PVC. Если вдруг узел пострадает от землетрясения или пожара, то запасное PVC будет активизировано практически немедленно.
В случае резервного соединения (backup PVC) PVC устанавливается на запасной площадке, но не активизируется. Если функционирование основного узла невозможно, PVC будет активизировано. Запасное PVC подходит для наиважнейших приложений благодаря тому, что его емкость может быть временно увеличена для предоставления более высокой пропускной способности; администратору сети достаточно только программного вмешательства в конфигурацию сети и будет предоставлена дополнительная пропускная способность до тех пор, пока основной канал не будет восстановлен.
3. Оценка преимуществ и недостатков сетей X.25 и Frame Relay
Метод коммутации пакетов, лежащий в основе сетей X.25, определяет основные преимущества таких сетей, или другими словами, их область применения. Рассматриваемые сети позволяют в режиме реального времени разделять один и тот же физический канал нескольким абонентам в отличие например от случая использования пары модемов, соединенных через канал того или иного типа. Благодаря реализованному в сетях X.25 механизму разделения канала одновременно между несколькими пользователями во многих случаях оказывается экономически выгодней для передачи данных пользоваться сетью X.25, производя оплату за каждый байт переданной или полученной информации, а не оплачивать время использования телефонной линии. Особенно ощутимо это преимущество может быть для международных соединений.[1,4-5]
Метод разделения физического канала между абонентами в сетях X.25 называют еще мультиплексированием канала, точнее "логическим" или "статистическим" мультиплексированием, изображенные на рисунке 9. Термин "логическое" мультиплексирование" вводится, чтобы отличить этот метод от временного разделения канала, например. При временном разделении канала каждому из разделяющих его абонентов выделятся в рамках каждой секунды строго определенное количество миллисекунд для передачи его информации. При статистическом разделении канала нет строго регламентированной степени загрузки каждым из абонентов канала в каждый определенный момент времени. Эффективность использования статистического мультиплексирования зависит от статистических или вероятностных характеристик мультиплексируемого потока информации. Известно, что использование сети X.25 эффективно для широкого спектра задач передачи данных. Среди них и обмен сообщениями между пользователями, и обращение большого количества пользователей к удаленной базе данных, а также к удаленному хосту электронной почты, связь локальных сетей (при скоростях обмена не более 512 Кбит/с), объединение удаленных кассовых аппаратов и банкоматов. Другими словами, все приложения, в которых трафик в сети не является равномерным во времени.
Рисунок 9 - Метод разделения физического канала между абонентами