Физический и канальный уровни FR . Кадр FR и характеристика полей.

Физический и канальный уровни FR

FrameRelay - протокол передачи данных, охватывающий два нижних уровня иерархии модели OSI - канальный и физический.

FrameRelay прозрачен для вышележащих протоколов. Протокол комбинирует свойства технологий разделения времени и статистического мультиплексирования.

В отличие от технологии Х.25 протокол FrameRelay использует только часть функций второго уровня, которые включают проверку на правильность и отсутствие ошибок, но исключают требования повторной передачи в случае обнаружения ошибок. Это позволяет существенно сократить время на обработку кадров в узлах сети.

В сети FrameRelay работа по восстановлению потерянных данных и коррекцию ошибок возложена на протоколы верхних уровней.

На физическом уровне Frame Relay может работать со следующими интерфейсами DTE/DCE: RS-232C, RS-449/X.21, V35, T1 (1,544 Мбайта/с) и E1 (2,048 Мбит/с) по любому дуплексному каналу (выделенному или коммутируемому) в асинхронном или синхронном бит-ориентированном режиме. Однако FrameRelay не накладывает никаких ограничений на скорость передачи и предполагается, что в будущем он будет использоваться и для каналов со скоростями до 44,736 Мбит/с.

Как интерфейс между оборудованием пользователей и сетевым оборудованием, FrameRelay на канальном уровне обеспечивает средства для статистического мультиплексирования нескольких логических каналов, называемых виртуальными каналами, по одному физическому передающему каналу. Статистическое мультиплексирование за счет подстройки полосы пропускания виртуального канала под интенсивность обмена обеспечивает более гибкое и эффективное использование полосы пропускания физического канала.

Функции канального уровня во Frame Relay разделены на два подуровня.

Первый подуровень, названный элементами процедуры (EOP - ElementsOfProcedure) реализуется только в DTE. Этот подуровень может включать (а может и не включать) функции подтверждения приема, восстановления от ошибок и элементы управления потоком. Реализация всех или отдельных функций этого протокола зависит от пользователя. Поскольку процедуры обработки ошибок будут выполняться на верхних уровнях, FrameRelay включает алгоритм CRC - циклической проверки избыточности (CyclicRedundancyCheck) для определения искаженных бит, но обычно не содержит процедур для корректировки неверных данных (например, их повторной передачи).

Второй подуровень включает процедуры передачи, содержащие простой набор функций, которые реализуются как в DTE, так и в коммутаторах FrameRelay. Этот подуровень называется ядром (Core) и включает следующие функции: проверку правильности кадров, коммутацию кадров, а также реализует простые процедуры уведомления верхних уровней о перегрузке ресурсов сети. Подуровень ядра имеет функции, схожие с функциями подуровня MAC в локальных сетях, так как он обеспечивает только проверку и маршрутизацию кадров, оставляя управление потоком подуровню EOP или более высоким уровням. Однако, в отличие от подуровня MAC, кадр обеспечивает ядро информацией о перегрузке сети.

Формат кадра FR

Максимальная длина кадра в сети в настоящее время не определена, однако большинство сетей Frame Relay использует кадр размером в 4096 байт.

 

Флаги (Flags) ограничивают начало и конец блока данных. За открывающими флагами следуют два байта адресной (Address) информации. 10 битов из этих двух байтов составляют идентификацию (ID) фактической цепи (называемую сокращенно DLCI от " datalinkconnectionidentifier ").

Центром заголовка FrameRelay является 10-битовое значение DLCI. Оно идентифицирует ту логическую связь, которая мультиплексируется в физический канал. В базовом режиме адресации (т.е. не расширенном дополнениями LMI) DLCI имеет логическое значение, это означает, что конечные устройства на двух противоположных концах связи могут использовать различные DLCI для обращения к одной и той же связи.

В конце каждого байта DLCI находится бит расширенного адреса (ЕА). Если этот бит единица, то текущий байт является последним байтом DLCI. В настоящее время все реализации используют двубайтовый DLCI, но присутствие битов ЕА означает, что может быть достигнуто соглашение об использовании в будущем более длинных DLCI.

Двухбайтовый заголовок кадра FrameRelay имеет следующий

Заголовок состоит из следующих полей:

 поле идентификатора соединения канального уровня DLCI, содержащее номер логического канала;

 два 0 (биты 7 и 8 первого байта);

 биты уведомления о перегрузке FECN (ForwardExplicitCongestionNotification) и BECN (BackwardExplicitCongestionNotification) (биты 5 и 6 второго байта), предназначенные соответственно для принимающего и передающего DTE;

 бит возможности удаления DE (DiscardEligibility) (бит 7 второго байта), показывающий возможность удаления данного кадра при превышении контракта по интенсивности передачи, установленного для данного DTE.

 бит со значением 1 (последний бит второго байта).

 

Основные понятия, возможности и этапы эволюции сети ATM.

Сеть АТМ имеет классическую структуру крупной территориальной сети - конечные станции соединяются индивидуальными каналами с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются с коммутаторами более высоких уровней. Коммутаторы АТМ пользуются 20-байтными адресами конечных узлов для маршрутизации трафика на основе техники виртуальных каналов. Для частных сетей АТМ определен протокол маршрутизации PNNI (Private NNI), с помощью которого коммутаторы могут строить таблицы маршрутизации автоматически. В публичных сетях АТМ таблицы маршрутизации могут строиться администраторами вручную, как и в сетях Х.25, или могут поддерживаться протоколом PNNI.

Коммутация пакетов происходит на основе идентификатора виртуального канала (VirtualChannelIdentifier, VCI), который назначается соединению при его установлении и уничтожается при разрыве соединения. Адрес конечного узла АТМ, на основе которого прокладывается виртуальный канал, имеет иерархическую структуру, подобную номеру в телефонной сети.

Виртуальные соединения могут быть постоянными (PermanentVirtualCircuit, PVC) и коммутируемыми (SwitchedVirtualCircuit, SVC). Для ускорения коммутации в больших сетях используется понятие виртуального пути - VirtualPath, который объединяет виртуальные каналы, имеющие в сети АТМ общий маршрут между исходным и конечным узлами или общую часть маршрута между некоторыми двумя коммутаторами сети. Идентификатор виртуального пути (VirtualPathIdentifier, VPI) является старшей частью локального адреса и представляет собой общий префикс для некоторого количества различных виртуальных каналов. Таким образом, идея агрегирования адресов в технологии АТМ применена на двух уровнях - на уровне адресов конечных узлов (работает на стадии установления виртуального канала) и на уровне номеров виртуальных каналов (работает при передаче данных по имеющемуся виртуальному каналу).

Соединения конечной станции АТМ с коммутатором нижнего уровня определяются стандартом UNI (UserNetworkInterface). Спецификация UNI определяет структуру пакета, адресацию станций, обмен управляющей информацией, уровни протокола АТМ, способы установления виртуального канала и способы управления трафиком. Стандарт АТМ не вводит свои спецификации на реализацию физического уровня. Здесь он основывается на технологии SDH/SONET, принимая ее иерархию скоростей. В соответствии с этим начальная скорость доступа пользователя сети - это скорость ОС-3 155 Мбит/с. Организация АТМForum определила для АТМ не все иерархии скоростей SDH, а только скорости ОС-3 и ОС-12 (622 Мбит/с). На скорости 155 Мбит/с можно использовать не только волоконно-оптический кабель, но и неэкранированную витую пару категории 5. На скорости 622 Мбит/с допустим только волоконно-оптический кабель. Возможны и другие физические интерфейсы к сетям АТМ, отличные от SDH/ SONET. К ним относятся интерфейсы Т1/Е1 и ТЗ/ЕЗ, распространенные в глобальных сетях, и интерфейсы локальных сетей - интерфейс с кодировкой 4В/5В со скоростью 100 Мбит/с (FDDI) и интерфейс со скоростью 25 Мбит/с, предложенный компанией IBM и утвержденный АТМForum. Особенности технологии АТМ лежат в области качественного обслуживания разнородного трафика и объясняются стремлением решить задачу совмещения в одних и тех же каналах связи и в одном и том же коммуникационном оборудовании компьютерного и мультимедийного трафика таким образом, чтобы каждый тип трафика получил требуемый уровень обслуживания.