Меню

Лекция 6 Принципы построения сетей Frame Relay и АТМ

Оборудование для frame relay

Для начала немного лирики. Уж не знаю почему, но к Frame Relay я всегда имел какие-то теплые чувства (если их вообще можно иметь к протоколу передачи данных. коллеги меня поймут, надеюсь). Впервые я узнал о нем давным давно, когда ещё готовился к CCNA. Тогда Frame Relay произвел на меня достаточно большое впечатление, хотя бы потому что это был не Ethernet. Это было что-то новое, что я не знал тогда. С тех пор, я почти не видел его имплементаций в жизни. Зато в цисковских экзаменах его до недавнего времени было просто завались. Давайте попробуем разобраться, что же в нем такого.

Причины возникновения

  • DTE (data terminal equipment) — оборудование, которое использует сервис Frame Relay. По сути это CPE.
  • DCE ( data circuit-terminating equipment ) — оборудование, которое предоставляет сервис Frame Relay. Это Frame Relay Switch, который стоит на стороне провайдера.

Базовый принцип

  1. Роутер DTE1 инкапсулирует IP пакет в Frame Relay кадр, вставляет DLCI=102 в заголовок и отправляет получившийся сверток в сторону DTE2.
  2. В нашем случае, кадр попадает на DCE1. Внутри Frame Relay облака, перво наперво, проверяется заголовок Frame Relay, там находится идентификатор DLCI=102, это это часть секита VC12, DLCI в кадре меняется на 101 и отправляется в сторону DTE2.
  3. DTE2 так же смотрит заголовок Frame Relay, находит там DLCI 101 по которому он понимает, что данные пришли от DTE1. Далее заголовок отбрасывается и начинается работа с IP пакетом.

LMI (Local Management Interface)

  1. Keepalive. Если от соседа не приходит никаких сообщений, то такой линк считается умершим. Обычно это 3 не пришедших сообщения, интервал между которыми равен 10 секунд.
  2. Сигнализация состояния. Как только роутер (DTE) появляется в сети, он шлет сообщение LMI Status Enquiry в сторону DCE. Тот отвечает ему сообщением LMIStatus, в котором рассказывает какие DLCI сейчас настроены на этом VC и в каком они статусе.

Таким образом, после настройки линка наш DTE автоматически узнает о том, какие DLCI используются. Проблема только в том, что мы не знаем какой IP какому DLCI соответсвует. «ARP» — воскликнет читатель. «Почти» — отвечу я.

Inverse ARP

Конечно, Inverse ARP можно отключить, отключив LMI, кстати говоря. В таком случае, всю настройку вы берете на себя. Нужно статически настроить DLCI на интерфейсах и записать каким DLCI на удаленных сторонах сети какие адреса соответсвуют.

Топологии

Тип интерфейса

  • Физическом интерфейсе. Хороший вариант, но не очень масштабируемый. В нашем примере выше, всю топологию можно настроить на физических интерфейсах. Прописываем инкапсуляцию frame-relay и IP адрес, всю остальную работу за нас сделают LMI и InARP. А вот если бы мы выбрали для реализации подход с предыдущего рисунка, когда для каждого VC нам понадобилась бы своя подсеть, настроить Frame Relay на физическом уровне уже не получится. Нужно было бы прописать две подсети на один физический интерфейс.
  • Сабинтерфейсе. Можно сказать, что это Best Practises. Но в таком случае, нам нужно выбрать тип интерфейса, коих у нас два:
    • Point-to-Point. В таком случае, InverseARP нам не нужен, потому как сама логика PtP предполагает, что на другом конце только одно устройство. Роутер просто считает, что вся подсеть, которая прописана на локалном интерфейсе доступна через DLCI соседа. Например, если настроить VC12 как PtP сабинтерфейс на DTE1, то роутер просто решит, что вся подсеть 192.168.0.0/24 доступна через VC12 и слать трафик в неё нужно с DLCI 102. Такой DLCI рассказал нам DTE2 на другом конце средствами LMI. Напомню, InverseARP для маппинга L2 в L3 не используется в таком случае. Для нашего примера, линк на DTE3 тоже можно настроить как PtP.
    • Multipoint. А вот на DTE2 такая логика неприменима, ведь через один линк должно ходить несколько VC. В нашем случае, здесь потребуется настроить multipoint сабинтерфейс.
  1. Первым делом отправится LMI Status Enquiry в сторону свичей в облаке.
  2. Свичи ответят нашим DTE сообщением LMI Status какие DLCI настроены в VC. А именно, DTE1 и DTE3 узнают про DLCI 102, который принадлежит DTE2. DTE2 узнает про DLCI 101 и 102, которые принадлежат DTE1 и DTE2 соотвествнно.
  3. Как только придет LMI Status на наши DTE, они отправят InARP сообщения. DTE1 расскажет, что его IP 192.168.0.1/24 и DLCI 101. DTE2 расскажет соседям, что его аддрес 192.168.0.2/24 и DLCI 102. DTE3 тоже всё всем расскажет.
  4. Когда на DTE1 появится интерсующий нас трафик для отправки в сторону DTE3, он просто возьмет IP пакет, завернет его в Frame Relay кадр, запишет в него DLCI 102. Смотреть на InARP он не будет, он просто знает, что все из сети 192.168.0.0/24 нужно отправлять с DLCI 102. Почему? Потому что у нас натсроен point-to-point интерфейс.
  5. Пройдя через Frame Relay облако, наш заголовок трансформируется и уже будет иметь DLCI 101.
  6. Такой вот кадр с DLCI 101 и придет на DTE2. DTE2 поймет, что трафик этот не предназначается ему, потому что у него нет нужного IP на интерфейсах. Он взглянет на свой маппинг, который он составил по результатам LMI и InARP и поймет, что трафик этот предназначается DTE3 и должен быть отправлен в его сторону с DLCI 103.
  7. DTE2 инкапсулирует трафик в новый FR заголовок и ставит в него DLCI 103.
  8. По пути DLCI в заголовоке опять магическим образом поменяется с 103 на 102.
  9. Наконец-то DTE3 получил трафик, отбросил заголовок второго уровня (Frame relay), глянул в L3 заголовок (IP) и понял, что это для него. Далее трафик будет каким-либо образом обработан.
  10. В случае, если DTE3 сформирует какой-то ответный трафик в сторону DTE1, ситуация повторится с пункта 1, но в обратном направлении.

Для наглядности я накидал UML диаграммку, зря я что ли писал как это делать в своем посте про UML.

FECN, BECN, DE

  • FECN (Forward Explicit Congestion Notification) — служит для нотификации перегрузки канала в сторону назначения
  • BECN (Backward Explicit Congestion Notification) — служит для обратной нотификации о перегрузке канала
  • DE (Discard Eligibility) — маркер трафика, который должен быть отброшен в первую очередь при возникновении переполнения на канале

Зачем они нужны, мы рассмотрим на паре примеров. Уберем все лишнее, чтобы не отвлекало.

  • DTE1 отправляет некий трафик обернутый заголовком Frame Relay, в котором помимо DLCI находятся два бита — FECN и BECN. Роутер DTE1 отправляет их равными нулю, потому что он ни про какие перегрузки в канале не знает (ещё пока).
  • DCE1 получает трафик и обрабатывает его, все как обычно. Однако он замечает, что в линке до DCE2 есть заторчик. Он запоминает VC, в котором к нему пришли данные и ставит бит FECN равным 1 в заголовке кадра в сторону соседа DCE2. Что означает, что в канале произошла перегрузка. Делает он это, по сути, в надежде, что кто-то на него-таки взглянет. Спойлер — не в этот раз.
  • Кадр приходит на DCE2. Для него это самый обычный трафик, который он отправляет на DTE2.
  • DTE2, получив трафик, начинает его как-то обрабатывать и, скорее всего, шлет некий обратный трафик. Он в этом примере про перегрузку канала ничего не знает, поэтому в его обратном кадре FECN и BECN тоже нулевые.
  • Когда DCE1 получит такой трафик, он узнает VC и поставит бит BECN равный 1, для того, чтобы сказать источнику трафика (DTE1), что на канале есть проблемы и ему надо немного охладить свой пыл.
Читайте также:  Детские игровые площадки из дерева

FECN бит в нормальном сети меняют только DCE, а вот BECN могут менять как DCE, так и DTE.

Зачем же нужен бит DE? Когда обнаружиться перегрузка, на DCE, рано или поздно, переполнится очередь на отправку и он будет вынужден начать процесс сбрасывания кадров с её конца. Он понятия не имеет какой трафик важный, а какой нет. Но ему можно попытаться рассказать об этом. Есть возможность помечать некий «неважный» трафик при отправке с DTE битом DE. В этом случае, наши свитчи в ядре (DCE) смогут понять какой трафик стоит отбрасывать в первую очередь, инспектируя значение этого бита в заголовке Frame Relay.

Наверное, пока хватит. Наконец-то я описал Frame Relay в своем блоге. Теперь я буду спать спокойно.

Источник

Лекция 6. Принципы построения сетей Frame Relay и АТМ

Сети Frame Relay. Сеть Frame Relay является сетью с коммутацией кадров или сетью с ретрансляцией кадров, ориентированной на использование цифровых линий связи. Первоначально технология Frame Relay была стандартизирована как служба в сетях ISDN со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с. В дальнейшем эта технология получила самостоятельное развитие. Frame Relay поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология Frame Relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

Стек протоколов Frame Relay передает кадры при установленном виртуальном соединении по протоколам физического и канального уровней. В Frame Relay функции сетевого уровня перемещены на канальный уровень, поэтому необходимость в сетевом уровне отпала. На канальном уровне в Frame Relay выполняется мультиплексирование потока данных в кадры.

Frame Relay осуществляет мультиплексирование в одном канале связи нескольких потоков данных. Кадры при передаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, поэтому сеть получила название ретрансляции кадров. Таким образом, сеть коммутирует кадры, а не пакеты. Скорость передачи данных до 44 Мбит/с, но без гарантии целостности данных и достоверности их доставки.

Frame Relay ориентирована на цифровые каналы передачи данных хорошего качества, поэтому в ней отсутствует проверка выполнения соединения между узлами и контроль достоверности данных на канальном уровне. За счет этого сети Frame Relay обладают высокой производительностью.

Технология Frame Relay в основном используется для маршрутизации протоколов локальных сетей через общие (публичные) коммуникационные сети. Frame Relay обеспечивает передачу данных с коммутацией пакетов через интерфейс между оконечными устройствами пользователя DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) и оконечным оборудованием канала передачи данных DCE (коммутаторами сети типа «облако»).

Коммутаторы Frame Relay используют технологию сквозной коммутации, т. е. кадры передаются с коммутатора на коммутатор сразу после прочтения адреса назначения, что обеспечивает высокую скорость передачи данных.

На рисунке 6.1 представлена структурная схема сети Frame Relay, где изображены основные элементы:

— DTE (data terminal equipment) – аппаратура передачи данных (маршрутизаторы, мосты, ПК);

— DCE (data circuit-terminating equipment) – оконечное оборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее доступ к сети).

Рисунок 6.1 – Cтруктурная схема сети Frame Relay

Физический уровень Frame Relay. На физическом уровне FR используют цифровые выделенные каналы связи, протокол физического уровня I.430/431.

Канальный уровень Frame Relay. Протокол канального уровня LAP-F в сетях Frame Relay имеет два режима работы – основной (core) и управляющий (control). В основном режиме, который практикуется в сегодняшних сетях FR, кадры передаются без преобразования и контроля, как и в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети FR обладают высокой производи- тельностью, так как кадры в коммутаторах не подвергаются преобразованию, а сеть не передает квитанции подтверждения между коммутаторами на каждый пользовательский кадр. Структура стека (рисунок 6.2) отражает происхождение технологии FR в недрах технологии ISDN, так как сети FR заимствуют многое из стека протоколов ISDN (процедуры установления SVC).

Основу технологии составляет протокол LAP-F core, который является упрощенной версией протокола LAP-D.

Протокол LAP-F (стандарт Q.922 ITU-T) работает на любых каналах сети ISDN, а также на каналах типа Т1/Е1. Терминальное оборудование посылает в сеть кадры LAP-F в любой момент времени, считая что виртуальный канал в сети коммутаторов проложен. При использовании PVC оборудованию Frame Relay нужно поддерживать только протокол LAP-F core. Протокол LAP-F contol является необязательной надстройкой над LAP-F core, которая выполняет функции контроля доставки кадров и управления потоком. При этом control сетью реализуется служба frame switching.

Рисунок 6.2 – Стек протоколов Frame Relay

Технология ATM. В 80-е годы во многих промышленных развитых странах началась разработка широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (B-ISDN). Создание такой сети позволяет организовать такие службы, как высококачественная видеотелефония, видеоконференции, высокоскорост- ная передача данных, передача телевизионных программ высокого качества, поиск видеоинформации и ряд других. Для этого требуются скорости передачи, превышающие 2 Мбит/с, являющуюся максимальной скоростью, предостав- ляемой пользователю узкополосной ISDN. В результате исследований, проводившихся с середины 80-х годов, МККТТ (ныне МСЭ-Т) принял в 1988 г. рекомендацию I.121, определившую общие принципы B-ISDN. Наиболее важный из них – использование асинхронного режима переноса информации (АТМ), реализующего процессы передачи и коммутации выше физического уровня. Решающее значение при выборе АТМ имело то, что большинство источников информации работают в прерывистом режиме. Например, коэффициент активности речи составляет 0,3 – 0,4, еще меньше он в интер- активных системах передачи данных, весьма разнообразна видеоинформация и т. д. Поэтому применение синхронного режима переноса (STM), при котором выделяется постоянная полоса пропускания, соответствующая наивысшей мгновенной скорости передачи информации, оказывается весьма неэффек- тивным. В то же время асинхронный режим переноса, основанный на статистических (пакетных) методах, позволяет гибко распределять полосу пропускания, обеспечивая совместную работу разнообразных служб в условиях изменения параметров служб и нагрузки.

В соответствии с определениями рекомендаций I.113 и I.121 термин АТМ обозначает специфический пакетно-ориентированный режим переноса информации, использующий метод асинхронного временного разделения, при котором поток информации организуется в блоки фиксированной длины, называемые ячейками. Для прояснения терминологии следует заметить, что согласно рекомендации G.803 различают термины «передача» (transmission), обозначающий физический процесс распространения сигнала по каналу связи, и «перенос» (transfer) – процесс перемещения информации по сети. Ячейка (cell) имеет длину 53 байта, из которых 48 байтов – информация пользователя и 5 байт – заголовок. Основное назначение заголовка – идентификация ячеек, принадлежащих одному и тому же виртуальному каналу. АТМ является методом, ориентированным на установление соединений. До начала передачи информации между пользователями должен быть организован виртуальный канал. Сигнальная и пользовательская информация передаются по отдельным виртуальным каналам. Группа виртуальных каналов, проходящих на некоторых участках сети по одному и тому же направлению, может объединяться в виртуальный тракт. Поскольку АТМ предполагает использование высоко- скоростных и обладающих высокой помехозащищенностью цифровых систем передачи (как правило, на основе волоконно-оптических линий), повышение верности осуществляется только в оборудовании пользователей. Отказ от повышения верности в узлах коммутации значительно упрощает алгоритм их функционирования и позволяет применять в них аппаратные средства, имеющие значительно более высокое быстродействие, чем программируемые микропроцессоры. Высокая пропускная способность трактов передачи, быстродействие коммутационных устройств и короткая длина ячеек обеспечивают, как правило, быструю доставку ячеек по сети. Контроль за их доставкой осуществляется в оконечном оборудовании пользователей. По своей сути метод АТМ представляет собой разновидность метода коммутации пакетов – так называемую быструю коммутацию пакетов – наиболее близкую по своим пользовательским характеристикам методу коммутации каналов.

Сеть АТМ способна не только быть основой для организации самых разнообразных служб в рамках B-ISDN, предназначенных для передачи данных, изображений и т.д. Она также может служить транспортной средой для телефонной сети, узкополосной ISDN, связи городских сетей передачи данных (MAN) и др. (рисунок 6.3).

Читайте также:  Договор поставки навигационного оборудования

Рисунок 6.3 – Логическая схема возможного использования сети АТМ

Использования технологии АТМ позволяет строить гибкие сети, эффективно использующие пропускную способность трактов передачи за счет их статистического мультиплексирования. Универсальность АТМ состоит еще и в том, что это первая технология, которая может использоваться в сетях любого масштаба: локальных (LAN), городских (MAN) и территориальных (WAN).

Упрощенная архитектура сети АТМ представлена на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4 – Структура сети АТМ

Она состоит из связанных между собой АТМ коммутаторов. Находящееся за пределами сети оборудование пользователя взаимодействует с коммутаторами через интерфейс пользователь – сеть (UNI). Для взаимодей- ствия коммутаторов между собой служит интерфейс сетевого узла (NNI). МСЭ-Т стандартизировал в рекомендации I.432 два типа интерфейса UNI: на скоростях 155 и 622 Мбит/с (это скорости 1-го и 4-го уровней SDH). Подготовлены стандарты по использованию технологии АТМ на первичной скорости европейской иерархии 2 Мбит/с.

Стек протоколов ATM (рисунок 6.5) включает уровень адаптации ATM и физический уровень.

Рисунок 6.5 – Стек протоколов АТМ

Уровень адаптации АТМ (AAL) осуществляет преобразование пользовательской информации в информационные поля ячеек и наоборот. Именно наличие AAL придают АТМ присущую ей способность переносить разнообразную пользовательскую информацию в стандартных ячейках. Следует подчеркнуть, что процедуры ААL реализуются вне пределов сети АТМ в оконечном оборудовании пользователя. Уровень адаптации может использовать для своих нужд до 4 байт в пределах 48-байтного информационного поля ячейки, оставляя, таким образом, непосредственно для полезной информации пользователей 44 байта. AAL делится, в свою очередь, на два подуровня: подуровень конвергенции (CS) и подуровень разборки и сборки (сегментации и реассемблирования) (SAR).

Верхний из них – CS – получает информацию от пользователя и разбивает ее на протокольные единицы данных этого подуровня, длина которых определяется конкретным типом уровня адаптации. Далее к ним добавляются заголовок и окончание, содержащие служебную информацию о виде передаваемого трафика и размере протокольной единицы, а также позволяющие осуществлять контроль и исправление ошибок на приеме. При необходимости этот подуровень обеспечивает также синхронизацию. Подуровень разборки и сборки принимает полученные протокольные единицы CS и разбивает их на фрагменты, длина которых от 44 до 48 байтов. К ним могут добавляться заголовок (1 – 2 байта), идентифицирующий тип данного фрагмента, и окончание (до 2 байт), содержащее контрольную сумму. В результате получается 48-байтная последовательность, образующая информационное поле ячейки АТМ. Описанный выше алгоритм варьируется в зависимости от типа уровня адаптации. На приеме все процедуры выполняются в обратной последовательности. Уровень АТМ добавляет к полученным от подуровня SAR 48-байтным последовательностям 5-байтовые заголовки, формируя таким образом ячейки АТМ, передаваемые затем на физический уровень. К функциям уровня АТМ относятся также: управление входным потоком на интерфейсе пользователь-сеть; мультиплексирование ячеек, принадлежащим различным виртуальным каналам и трактам, в единый поток; преобразование идентификаторов виртуальных каналов в узлах коммутации. На приемной стороне уровень АТМ осуществляет демультиплексирование потока ячеек и удаление заголовков.

Физический уровень также состоит из двух подуровней: подуровень конвергенции передачи (TC) и подуровень, зависящий от физической среды (PMD). Подуровень ТС осуществляет согласование потока ячеек с используемой системой передачи (например, упаковывает ячейки АТМ в контейнеры SDH). Подуровень PMD ответственен за передачу и прием битов, передаваемых в конкретной физической среде (оптическое волокно, коаксиальный кабель).

Основная литература: 2 [678 – 681, 747 – 759]

Дополнительная литература: 7 [87 – 92]

1. Какую технику для передачи данных использует технология FR?

2. Какие два режима работы в сетях FR имеет протокол канального уровня LAP-F?

3. В чем заключается универсальность АТМ?

4.Какие уровни включает стек протоколов ATM?

Источник



Сети Frame Reley

Дисциплина:
Компьютерные сети и телекоммуникации
Модуль 2: Глобальные сети и технологии глобальных сетей

Введение в глобальные сети. Основные понятия и определения

Тема 2.1. Глобальные сети с коммутацией каналов

Тема 2.2. Глобальные сети с коммутацией пакетов

Тема 2.3. Глобальная сеть Интернет

Тема 2.4. Браузеры — программы просмотра Web-страниц

Тема 2.5. Электронная почта. Почтовые прикладные программы

Тема 2.6. Программа FrontPage 2003

Тема 2.7. Создание Web-страницы

Тема 2.8. Создание Web-сайта

Тема 2.9. Бизнес в Интернет

Тема 2.10. Ресурсы сети Іnternet

2.2. Глобальные сети с коммутацией пакетов

2.2.2. Сети Frame Relay (FR)

Сеть Frame Relay является сетью с коммутацией кадров или сетью с ретрансляцией кадров, ориентированной на использование цифровых линий связи. Первоначально технология Frame Relay была стандартизирована как служба в сетях ISDN со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с. В дальнейшем эта технология получила самостоятельное развитие. Frame Relay поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология Frame Relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

Стек протоколов Frame Relay передает кадры при установленном виртуальном соединении по протоколам физического и канального уровней. В Frame Relay функции сетевого уровня перемещены на канальный уровень, поэтому необходимость в сетевом уровне отпала. На канальном уровне в Frame Relay выполняется мультиплексирование потока данных в кадры.

Каждый кадр канального уровня содержит заголовок, содержащий номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. Frame Relay — осуществляет мультиплексирование в одном канале связи нескольких потоков данных. Кадры при передаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, поэтому сеть получила название ретрансляции кадров. Таким образом, сеть коммутирует кадры, а не пакеты. Скорость передачи данных до 44 Мбит/с, но без гарантии целостности данных и достоверности их доставки.

Frame Relay ориентирована на цифровые каналы передачи данных хорошего качества, поэтому в ней отсутствует проверка выполнения соединения между узлами и контроль достоверности данных на канальном уровне. Кадры передаются без преобразования и контроля как в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети Frame Relay обладают высокой производительностью. При обнаружениях ошибок в кадрах повторная передача кадров не выполняется, а искаженные кадры отбраковываются. Контроль достоверности данных осуществляется на более высоких уровнях модели OSI.

Сети Frame Relay широко используется в корпоративных и территориальных сетях в качестве:

  • каналов для обмена данными между удаленными локальными сетями (в корпоративных сетях);
  • каналов для обмена данными между локальными и территориальными (глобальными) сетями.

Технология Frame Relay (FR) в основном используется для маршрутизации протоколов локальных сетей через общие (публичные) коммуникационные сети. Frame Relay обеспечивает передачу данных с коммутацией пакетов через интерфейс между оконечными устройствами пользователя DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) и оконечным оборудованием канала передачи данных DCE (коммутаторами сети типа «облако»).

Коммутаторы Frame Relay используют технологию сквозной коммутации, т.е. кадры передаются с коммутатора на коммутатор сразу после прочтения адреса назначения, что обеспечивает высокую скорость передачи данных. В сетях Frame Relay применяются высококачественные каналы передачи, поэтому возможна передача трафика чувствительного к задержкам (голосовых и мультимедийных данных). В магистральных каналах сети Frame Relay используются волоконно-оптические кабели, а в каналах доступа может применяться высококачественная витая пара.

Рис. 1.

На рисунке представлена структурная схема сети Frame Relay, где изображены основные элементы:

  1. DTE (data terminal equipment) – аппаратура передачи данных (маршрутизаторы, мосты, ПК).
  2. DCE (data circuit-terminating equipment) – оконечное оборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее доступ к сети).

Физический уровень Frame Relay

На физическом уровне Frame Relay используют цифровые выделенные каналы связи, протокол физического уровня I.430/431.

Канальный уровень Frame Relay

В сети Frame Relay используется два типа виртуальных каналов: постоянные (PVC) и коммутируемые виртуальные каналы. На канальном уровне поток данных структурируется на кадры, поле данных в кадре имеет переменную величину, но не более 4096 байт. Канальный уровень реализуется протоколом LAP-F. Протокол LAP-F имеет два режима работы: основной и управляющий. В основном режиме кадры передаются без преобразования и контроля.

Читайте также:  APEX RU Сеть магазинов автозапчастей

В поле заголовка кадра имеется информация, которая используется для управления виртуальным соединением в процессе передачи данных. Виртуальному соединению присваивается определенный номер (DLCI). DLCI (Data Link Connection Identifier) — идентификатор соединения канала данных.

Каждый кадр канального уровня содержит номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. При этом контроль правильности передачи данных от отправителя получателю осуществляется на более высоком уровне модели OSI.

Коммутируемые виртуальные каналы используются для передачи импульсного трафика между двумя устройствами DTE. Постоянные виртуальные каналы применяются для постоянного обмена сообщениями между двумя устройствами DTE.

Процесс передачи данных через коммутируемые виртуальные каналы осуществляется следующим образом:

  • установление вызова — образуется коммутируемый логический канал между двумя DTE;
  • передача данных по установленному логическому каналу;
  • режим ожидания, когда коммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит;
  • завершение вызова — используется для завершения сеанса, осуществляется разрыв конкретного виртуального соединения.

Процесс передачи данных через предварительно установленные постоянные виртуальные каналы осуществляется следующим образом:

Источник

Настройка и устранение неполадок Frame Relay

Параметры загрузки

Интерактивный: В данном документе представлен анализ конкретного устройства Cisco.

Содержание

Общие сведения

Frame Relay — это протокол коммутируемого канала передачи данных промышленного стандарта, который обрабатывает несколько виртуальных каналов на основе инкапсуляции HDLC между соединяемыми устройствами. По многим параметрам протокол Frame Relay более эффективен, чем его предшественник — протокол X.25. На рисунке показан кадр Frame Relay (ANSI T1.618).

Обратите внимание, что адреса Q.922, как видно из схемы, представляют собой два октета и содержат 10-битный идентификатор каналов передачи данных (DLCI). В некоторых сетях адреса Q.922 могут быть увеличены до 2 или 3 октетов.

Поля «flag» обозначают начало и конец кадра. После начального поля «flag» следуют 2 байта информации об адресе. 10 бит из этих 2 байтов образуют фактический код канала (или DLCI — идентификатор локальных каналов передачи данных).

10-битное значение DLCI является основным компонентом заголовка Frame Relay. Оно определяет логическое соединение, которое уплотняется в физический канал. В стандартном режиме адресации (т.е. не дополненным интерфейсом локального управления (LMI)) идентификаторы DLCI имеют локальное значение; т.е. конечные устройства с обеих сторон соединения могут использовать разные DLCI для обращения к одному и тому же соединению.

Перед началом работы

Условные обозначения

Для получения дополнительных сведений обратитесь к разделу Условные обозначения технических терминов Cisco.

Предварительные условия

За более подробной информацией о терминах, используемых в данном документе, обратитесь к разделу Глоссарий по Frame Relay.

Используемые компоненты

Данный документ не ограничен отдельными версиями программного и аппаратного обеспечения.

Данные для документа были получены в специально созданных лабораторных условиях. При написании данного документа использовались только устройства с пустой (стандартной) конфигурацией. В рабочей сети необходимо изучить потенциальное воздействие всех команд до их использования.

Теоретические основы

Изначально протокол Frame Relay предназначался для использования в интерфейсах ISDN. Первые предложения по такому использованию были поданы в сектор стандартизации международного союза телекоммуникаций (ITU-T) (ранее международный консультативный комитет по телеграфной и телефонной связи [CCITT]) в 1984 году. Разработка Frame Relay велась также в комитете по стандартам T1S1 (аккредитованным ANSI) в США.

В 1990 году компании Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom и Digital Equipment Corporation образовали консорциум для разработки технологии Frame Relay и продвижения совместимых с Frame Relay продуктов. Они не только разработали спецификацию, соответствующую основному протоколу Frame Relay, который обсуждался в T1S1 и ITU-T, но и дополнили ее новыми функциональными возможностями для работы в сложных сетях. Новые возможности Frame Relay называют интерфейсом локального управления LMI. Этот интерфейс локального управления в маршрутизаторе выпускается под маркой «cisco» в противоположность аналогичному интерфейсу «q933a» или «ansi».

Frame Relay осуществляет передачу данных с коммутацией пакетов, которая используется в интерфейсе между устройствами пользователя (такими как маршрутизаторы, мосты, узловые механизмы) и сетевым оборудованием (таким как коммутирующие узлы). Устройства пользователя часто называют оборудованием терминала данных (DTE), а сетевое оборудование, работающее с DTE, — оконечным оборудованием канала передачи данных (DCE). Сеть, поддерживающая интерфейс Frame Relay, может быть или сетью общего пользования, или частной сетью одного предприятия.

Frame Relay существенно отличается от X.25 по функциональности и формату. В частности, протокол Frame Relay, обеспечивая более высокую производительность и эффективность, является более совершенным.

Являясь связующим интерфейсом между пользователем и сетевым оборудованием, Frame Relay обеспечивает статистическое мультиплексирование нескольких логических соединений (виртуальных каналов) через один физический канал передачи данных. В этом состоит отличие Frame Relay от систем, использующих только метод мультиплексирования с разделением по времени (TDM) для работы с несколькими потоками данных. Статистическое мультиплексирование протокола Frame Relay обеспечивает более гибкое и эффективное использование доступной полосы пропускания. Его можно использовать без технологии TDM или в верхней части каналов связи в системе TDM.

Еще одна важная характеристика Frame Relay состоит в использовании прежних достижений технологии передачи данных широкомасштабных сетей (WAN). Раньше протоколы WAN, такие как X.25, разрабатывались преимущественно на аналоговых системах передачи данных с медными носителями. Такие каналы менее надежны, чем современные цифровые оптоволоконные каналы передачи данных. В них протоколы на уровне канала могут опережать алгоритмы исправления ошибок, требующие большого количества времени; исправление ошибок осуществляется на более высоких уровнях протокола. Поэтому, более высокая производительность и эффективность достигается без нарушения целостности данных. Этот принцип лежал в основе создания Frame Relay. Он включает в себя алгоритм цикличной проверки избыточности (CRC) для обнаружения поврежденных битов (таким образом, данные могут быть отклонены), но не содержит механизмов для восстановления поврежденных данных (например, с помощью повторной передачи данных на этот же уровень протокола).

Еще одно различие между Frame Relay и X.25 состоит в отсутствии в протоколе Frame Relay определенного способа управления потоками для каждого виртуального канала. Сегодня многие протоколы верхнего уровня эффективно используют свои собственные алгоритмы управления потоками данных, поэтому необходимость в наличии этой функции на уровне канала практически отсутствует. Поэтому протокол Frame Relay не содержит конкретных процедур управления потоками данных, которые бы дублировали аналогичные процедуры на более высоких уровнях. Напротив, протокол содержит механизмы уведомления о перегрузке, которые информируют пользователя сети о приближающейся перегрузке сетевых ресурсов. При наличии такого уведомления протоколы более высокого уровня могут получить сигнал о необходимости управления потоками данных.

Настройка базовой технологии Frame Relay

Планирование настройки Frame Relay можно начинать при наличии надежного соединения с локальным коммутатором Frame Relay на обоих концах постоянного виртуального канала (PVC). В первом примере по умолчанию используется «Сisco» интерфейс локального доступа (LMI) на основе Spicey. По умолчанию это интерфейс многоточечного («multipoint») соединения, поэтому включена функция frame-relay inverse-arp (для двухточечного соединения Inverse ARP отсутствует). Для инкапсуляции Frame Relay функция проверки расщепленного горизонта IP по умолчанию отключена, поэтому обновления маршрутизации приходят и выходят из одного и того же интерфейса. Маршрутизаторы запоминают необходимые идентификаторы канала связи (DLCI), которые они затем используют для получения сигналов от коммутатора Frame Relay через обновления LMI. Затем они инверсируют ARP для удаленного адреса IP и создают карту отображения локальных DLCI и связанных с ними удаленных IP-адресов.

Источник