П1.2. Архитектура и технологии построения сетей Frame Relay

Frame Relay – это технология построения сети передачи данных с ре- трансляцией кадров.

Стандарты FR описывают интерфейс доступа к сетям с быстрой комму- тацией пакетов и включают процедуры (протоколы) двух нижних уровней ЭМ- ВОС – физического и звена данных (не полностью, но с дополнительными функциями сетевого уровня). Технология обеспечивает образование и под- держку множества независимых виртуальных каналов в одном звене, но не имеет средств коррекции и восстановления кадров при возникновении ошибок. Вместо средств управления потоком в протоколе FR реализованы функции из- вещения о перегрузках в сети.

FR позволяет эффективно передавать крайне неравномерно распределен- ный во времени трафик. Отличается малым временем задержки, высокими ско- ростями (до 2 Мбит/с). Недостаток – требует каналов высокого качества (с ве- роятностью ошибки 10^–7 и лучше).

Основными элементами сети FR являются оконечные устройства (терми- налы), устройства доступа FRAD (Frame Relay Access Device или по аналогии с PAD – Frame Relay Assembler / Disassembler), узлы коммутации и каналы фи- зической среды передачи. В литературе узлы коммутации FR, используемые для соединения локальных сетей, часто обозначают в виде мостов (bridge) или коммутаторов (switch).

В роли оконечных устройств сетей FR выступают компьютеры и локаль- ные сети, подключаемые к сети FR через адаптер FR, коммутатор или маршру- тизатор, поддерживающий на своих интерфейсах протоколы FR. Старт-стопные терминалы в сетях FR практически не используются.

Сети FR сразу же были сориентированы на возможное объединение с другими сетями как путем инкапсуляции пакетов других (внешних) сетей (например, TCP/IP, Х.25, LAN и др.) в кадры FR, так и путем инкапсуляции кадров FR в ПБД других (внутренних) сетей (в частности, АТМ и др.). Переда- ча речи в сетях FR побудила развитие технологий VoFR (Voice ower Frame Re- lay – голос поверх Frame Relay) и создание шлюзов с ТфОП.

Сети FR очень популярны в корпоративных (ведомственных) сетях (в том числе специального назначения), в частности, для объединения локальных се- тей, а также в сетях доступа отдельных компьютеров и локальных сетей к гло- бальным сетям (ATM, TCP/IP, ISDN).

Стек (профиль) основных протоколов, характеризующих архитектуру се- ти FR, показан на рис. П1.3.

Формат кадра протокола LAPF приведен на рис. П1.4.

В сетях FR на уровне звена данных используется процедура управления звеном LAPF (Link Access Protocol, Frame Relay), являющаяся, с одной сторо- ны, упрощенным, а с другой – дополненным вариантом процедуры HDLC (High-level Data Link Control).

 

 

7 6 5 4

7 6 5 4

Внешние протоколы TCP/IP, Х.25/3 и др.

Промежуточные узлы (мосты, коммутаторы, ЦКП)

 

 

Кадры Биты

LAPF

Q.922 UNI

LAPF

Q.922 NNI

Каналы ISDN, T1/E1 и др.

LAPF

Q.922 UNI

UNI (User Network Interface) – интерфейс «пользователь – сеть»

NNI (Network Network Interface) – интерфейс межсетевого взаимодействия

Рис. П1.3. Архитектура сети Frame Relay

Флаг 01111110 Заголовок Данные (пакет) (FCS) Флаг 01111110 1 байт 2 – 4 байта 1 – 4096 байт 2 байта 1 байт

Кадр LAPF

 

FCS (Frame Check Sequence) – проверочная последовательность кадра

Рис. П1.4. Формат кадра Frame Relay (LAPF)

Одним из существенных отличий протокола FR от HDLC является то, что он не предусматривает передачу управляющих сообщений (нет ненумерован- ных и супервизорных кадров, как в HDLC). Для передачи служебной информа- ции используются специально выделенные виртуальные каналы сигнализации.

Другое важное отличие – отсутствие циклической нумерации передавае- мых кадров. Это связано с тем, что в протоколе FR отсутствуют механизмы подтверждения правильно принятых кадров.

Основная процедура передачи кадров протокола FR состоит в том, что если кадр получен без искажений, он должен быть направлен далее по соответ- ствующему маршруту (а если с искажениями, то он просто стирается).

В случае возникновения перегрузки в сети FR предусмотрено предупре-

ждение источника и приемника, а также узлов коммутации вдоль маршрута следования пакетов начиная с узлов, соседствующих с узлом, на котором воз- никла перегрузка.

Особенностью технологии FR является отказ от коррекции обнаружен- ных в кадрах искажений. Протокол FR подразумевает, что конечные узлы будут выявлять и корректировать ошибки за счет работы протоколов транспортного или более высоких уровней.