Slajd 2
Frame Relay (FR)
To sieć z komutacją pakietów, używana do łączenia odległych sieci lokalnych (LAN), przesyłania danych, obrazu i głosu oraz dostępu do Internetu. W tej technice informacja jest dzielona na ramki o zmiennej długości, które przenoszą dane między sieciami LAN, co pozwala na przekazywanie informacji między urządzeniami końcowymi sieci rozległych (WAN).
Technologia Frame Relay (FR), do chwili zdominowania sieci przez ATM, miała stać się dosyć powszechnym standardem sieciowym zwłaszcza w regionach, gdzie nie dotarła wcześniej technologia X.25. Zdołała jednak zmienić swój status i z technologii przejściowej szybko stała się technologią ogólnie uznaną, tworząc rynek wartości wielu miliardów dolarów. Sieć FR jest znacznie szybsza od X.25 i tańsza niż ATM. Wnosi niewielkie opóźnienia i zapewnia sprawiedliwy dostęp do pasma wszystkim użytkownikom. Na taką właśnie technologię czekali administratorzy sieciowi średnich i wielkich przedsiębiorstw. Protokół Frame Relay funkcjonuje w dwu pierwszych warstwach modelu ISO/OSI.
*Komutacja pakietów - w telekomunikacji sposób transmisji danych polegający na dzieleniu strumienia danych na kawałki (pakiety), a następnie wysyłaniu ich za pomocą łączy komunikacyjnych pomiędzy węzłami sieci.
Slajd 3
Przykład infrastruktury sieci Frame Relay
Slajd 4
Protokoły w warstwach
Warstwa fizyczna:
mechaniczna, elektryczna, funkcjonalna i procedural-na specyfikacja połączenia między DTE i DCE, interfejs szeregowy asynchroniczny: EIA/TIA-232 (RS232C)
Warstwa poziomu łącza:
LAPF, stos protokołów w tej warstwie, między DTE (np. ruterem,komputerem, terminalem) a DCE (np. komutatorem pakietów -komutatorem WAN)
Slajd 5
Właściwości:
- usługa FR łączy segmenty sieci lokalnych
- połączenia 56 kb/s, 384kb/s, 1,5 Mb/s do 44,736Mb/s
- skrętka, światłowód
- niska stopa błędów ze względu na działaniach opartych na łączach cyfrowych
- szybsza odX.25-nie ma wykrywania błędów i odnowy na poziomie łącza
- szerokie zastosowanie (USA), niski koszt (niższy od ATM), Fast Packet Switchingod 1993
- warstwy 1 i 2 modelu ISO/OSI
- FR jest popularne od 1991 roku ale powstało w 1984 roku
Slajd 6
Jak działa Frame Relay
Bazuje na pojęciu kanału wirtualnego (VC)
• kanał wirtualny: dwukierunkowa, programowo
wyznaczona ścieżka danych między dwoma portami, działająca jako odpowiednik łącza prywatnego
• stały kanał wirtualny (PVC) - ustanawiany przez operatora sieci, oferowany jako pierwsza, oryginalna i podstawowa usługa we Frame Relay, podobny do dedykowanego łącza dwupunktowego, stąd popularna alternatywa do łączy dzierżawionych
• komutowany kanał wirtualny (SVC) - zestawiany na życzenie użytkownika, powoli coraz popularniejszy
Obsługa ramki w komutatorze FS:
- sprawdź sumę kontrolną FCS ramki - gdy błąd, odrzuć ramkę (błędy pojawiają się np. przy przeciążeniu sieci lub po prostu błąd danych) - istnieje reguła: „Istnieje problem z ramką? Odzruć ją” - Do urządzenia, które wysłało uszkodzoną ramkę wysyłane jest negatywne potwierdzenie jej odbioru i następuje retransmisja.
- przejrzyj tablicę DLCI, jeżeli DLCI niezdefiniowane dla tego łącza - odrzuć ramkę
- przekaż ramkę do celu, nadając na port wskazany w tablicy
- odzyskiwanie danych straconych ramek w protokole transportowym
Slajd 7
Sieć rozległa „spina” ze sobą sieci lokalne. Router będący na skraju sieci LAN pełni rolę urządzenia DTE. Połączenie szeregowe łączy router z jednym z wielu przełączników Frame Relay, który w tym przypadku pełni rolę urządzenia DCE. Sieć FR to siatka wzajemnie połączonych przełączników WAN.
W dalszej kolejności ramki wędrują od przełącznika do przełącznika (zdalnego urządzenia DCE) aż zostaną dostarczone do docelowego urządzenia DTE, jakim może być odległy router.
W obecnie funkcjonujących sieciach Frame Relay zestawiane są pomiędzy urządzeniami DTE stałe obwody wirtualne PVC. Obwód wirtualny PVC skonfigurowany jest i zapamiętany na stałe w pamięci przełącznika WAN. Są to faktyczne odwzorowania pomiędzy portem wejściowym a wyjściowym przełącznika.
W sytuacji, gdy w łączach dostępowych jednej instytucji skonfigurowano wiele obwodów wirtualnych, musi istnieć mechanizm, który pozwoli je rozróżnić. Mechanizm ten nazywa się identyfikatorem DLCI (ang. Data Link Connection Identifier). DLCI jest identyfikatorem definiowanym lokalnie przez operatora, co oznacza, że może różnić się na obu końcach obwodu PVC. Z faktu, że DLCI jest definiowane lokalnie nasuwa się jeszcze jeden istotny wniosek. A mianowicie numery DLCI muszą być unikatowe, ale tylko w tym połączeniu fizycznym, w którym się znajdują.
- istnieje coś takiego jak sterowanie przeciążeniem sieci:
- BECN - jawne wskazanie przeciążenia wstecz
- FECN - jawne wskazanie rpzeciążenia wprzód
Slajd 8
Zastosowania FR
Obecnie FR znajduje coraz szersze zastosowanie i najczęściej wykorzystywana jest do:
Transportu danych w sieciach WAN;
Łączenia sieci lokalnych;
Tworzenia dostępu do sieci ATM;
Transmisji danych oraz transmisji głosu;
Wideokonferencji.
Technologia Frame Relay funkcjonuje bezawaryjnie z szybkością do 45 kb/s. Jednak do tak sprawnego funkcjonowania technologia ta wymaga stabilnych łączy cyfrowych, w których liczba występujących błędów odznacza się bardzo małą wartością (niski poziom stopy błędu).
Slajd 9
Frame Relay (FR) na tle modelu OSI i kilku innych technologii
Asynchronous Transfer Mode (ATM) - szerokopasmowy standard komunikacji, realizujący przesył pakietów poprzez łącza wirtualne. Wybór drogi (routing) jest dokonywany tylko raz, przy zestawianiu łącza. Wszystkie pakiety należące do jednego połączenia wirtualnego są wysyłane tą samą trasą. Jest stosowany w sieciach MAN i WAN. Informacja w tym standardzie przesyłana jest w postaci komórek składających się z nagłówka 5 bajtów i pola informacyjnego: 48 bajtów.
Slajd 10
Ramka Frame Relay
Flag - flaga oznaczjąca początek ramki Frame Relay
Address - wskazuje długość pola adresowego, pomimo że są one dwubajtowe umożliwi to w przyszłosci wydłużenie pola adresowego. Ósmy bit z każdego bajta pola adresowego jest używany do oznaczenia adresu. Adres zawiera następujące informacje
- DLCI - wartość ta jest rodzajem adresu w Frame Realy o długości 10 bitów
- Congestion Control - 3 bity na końcu pola adresowu zawierają informacje potrzebne do działania mechanizmów zapobiegających przeciążeniu sieci(BECN,FECN,DE).
Data - Dane zawierające pakiety protokołów wyższych warstw OSI
FCS - bity zawierające sumy kontrolne wysyłanych ramek
Slajd 11
Przedsiębiorstwa a technologia Frame Relay
Frame Relay stanowi optymalne rozwiązanie dla przedsiębiorstw wymagających transmisji danych ze zdefiniowaną minimalną przepustowością gwarantowaną. Ze względu na prostotę protokołu wynikającą z braku mechanizmów korekcyjnych, technologia Frame Relay może być efektywnie stosowana wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość zastosowania łączy transmisyjnych o dobrej jakości.
Slajd 12
Stan połączenia PVC:
- Informacje o stanie PVC uzyskuje się za pomocą zastosowania ramek zarządzania, monitorujących stan połączenia i podających następujące informacje:
- czy interfejs jest nadal aktywny - za pomocą sygnału „keepalive” albo „heartbeat”
- ważnego DLCI dla tego interfejsu
- stanu każdego kanału wirtualnego -czy jest przeciążony, czy nie
- mechanizm stanu połączenia nazwano specyfikacją lokalnego interfejsu zarządzania (LMI) -Local Management Interface.
Slajd 13
Cennik:
Swoje usługi oferuje firma Orange, TKTelekom, Netia
Słownik
Całkowita przepustowość dostępna dla użytkownika równa jest CIR + EIR:
CIR (ang. Committed Information Rate) jest przepływnością jaką usługodawca gwarantuje klientowi przy zachowaniu parametrów jakościowych, takich jak opóźnienie, poziom traconych ramek, itd. Parametr CIR jest uśredniany w czasie (zwykle bardzo krótkim), ponieważ klient najczęściej wysyła ramki do dostawcy usługi z prędkością interfejsu (np. 10 Mbit/s albo 100 Mbit/s), a nie z prędkością ustaloną przez CIR (np 2 Mbit/s). Wartość parametru CIR równa zeru oznacza usługę niegwarantowaną (ang. Best Effort).
EIR (ang. Excess Information Rate) Parametr transmisji w sieciach Frame Relay określający nie gwarantowaną, maksymalną przepustowość, która nie może zostać przekroczona przez użytkownika.
Połączenia wirtualne ze względu na okres na jaki są zestawiane mogą być podzielone na:
- PVC (ang. Permanent Virtual Circuits) - stałe połączenia wirtualne - zestawiane na dłuższy okres, są to przeważnie połączenia dzierżawione; połączenie nie jest przerywane przy braku transmisji; komunikat o stanie tego łącza może zawierać jedną z informacji:
- Idle - połączenie zostało zestawione, lecz jest nieaktywne,
- Data Transfer - trwa przesyłanie danych przez połączenie;
- SVC (ang. Switched Virtual Circuits) - komutowane połączenia wirtualne - zestawiane i rozłączane na życzenie, mogą zostać przerwane po określonym czasie bezczynności; komunikat o stanie łącza zawiera jedną z poniższych informacji:
- Data Transfer - trwa przesyłanie danych przez połączenie,
- Idle - połączenia zestawione, nieaktywne,
- Call Setup - połączenie zostało zestawione,
- Call Termination - połączenie zostało rozłączone.
W sieci Frame Relay wyróżniamy dwie grupy urządzeń:
DTE (ang. Data Terminal Equipment) - urządzenia dostępu do sieci FR, końcowe, znajdujące się poza jej obszarem:
komputery,
rutery,
mosty,
terminale;
DCE (ang. Data Communications Equipment) - urządzenia, po stronie sieci FR, służące do synchronizacji i przełączania usług między urządzeniami DTE:
przełączniki Frame Relay.
Sieć FR składa się z wielu urządzeń sieciowych połączonych kanałami fizycznymi, na których tworzone są ścieżki wirtualne (logiczne). Mogą być ustanawiane dynamicznie za pomocą odpowiednich sygnałów sygnalizacyjnych lub na stałe przy wstępnej konfiguracji sieci. Każdej ścieżce jest przydzielany unikatowy numer DLCI (ang. Data Link Connection Identifier). Przez jedno połączenie fizyczne może przebiegać wiele łączy wirtualnych. Pasmo każdego kanału fizycznego jest dynamicznie przydzielane między związane z nim łącza logiczne i zostaje przypisane dla danej ścieżki wtedy, gdy są nią przesyłane dane. FR zapewnia połączenie typu full-duplex każdej parze urządzeń DTE.
Transmisja dwukierunkowa (dupleks, ang. duplex) to, w informatyce i telekomunikacji, określenie połączenia, w którym możliwe jest nadawanie i odbieranie informacji w obu kierunkach.Nadajnik i odbiornik mogą zamienić się funkcjami lub pełnią te funkcje jednocześnie.