7/31/2019 28193877-Frame-Relay

1/11

Frame Relay

Caracteristici:

n principal, Frame Relay este o tehnologie succesoare tehnologiei X.25, care afost conceput pentru a fi robust datorit existenei circuitelor analoage, mult preasusceptibile la interferene i generatoare de erori. Tehnologia X.25 a fost construit

pentru a oferi posibilitatea refacerii erorilor i presupunea n principiu corectareaerorilor, secvenialitatea i controlul fluxului.

Odata cu progresul nregistrat n comunicaiile de date, nu mai exist cerine

imperioase de robustee. De aceea, a fost nevoie de o nou tehnologie care s poatbeneficia de noutile aprute n comunicaii realizarea conexiunilor prin fibre optice, deexemplu) i creterea vitezei de procesare.

Tehnologia Frame Relay este similar ntr-un fel cu X.25 dar, lucreaz doar laprimele dou niveluri ale stivei de protocoale OSI. Se elimin astfel corecia erorilor dela nivelul 3. De asemenea, Frame Relay nu se preocup de secvenialitate, fiind oversiune mai "fluid", ce profit de avantajele progreselor la nivel de infrastructur. Lafel ca i X.25, folsosete cadre de lungime variabil, fcnd foarte puin procesare.Operaiunea care se face este urmatoarea: se ia un pachet de date care se transmiteurmatorului nod cu o foarte mic ntrziere, lucru aflat n beneficiul aplicatiilor (voce,

video etc.) ce depind de aceste ntrzieri. Viteza cu care se transmit datele este mult maimare (deocamdat maximum 45 Mbps).

Tehnologia Frame Relay folosete avantajele statistice ale comutrii pachetelorfolosind mai eficient limea de band prin multiplexarea pachetelor individuale nreeaua WAN. Cadrele de lungime variabil sunt ideale pentru transmiterea datelor nreea si formarea fluxurilor de trafic; ruterele Frame Relay pot prelua un cadru FrameRelay pentru a-l transmite mai departe de-a lungul unui circuit virtual.

Avantaje:

De la nceput se impune observaia c avantajele implementrii tehnologieiFrame Relay pentru un furnizor de servicii (Service Provider - SP) sunt de nivelstrategic (au multiple repercursiuni legate de costurile implicate n afacere, de profiturilerealizate, de dezvoltarea ulterioar a firmei etc.).

Beneficiile oferite de aceast tehnologie sunt numeroase, dar putem evideniatrei dintre acestea mai importante: costuri reduse de operare si ntreinere a reelei costurile sunt avantajoase att pentru beneficiari ct i pentru furnizorii de servicii,

17

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

2/11

flexibilitate i scalabilitate, uurina i eficiena cu care este utilizat limea de band nFrame Relay.

Alte caracteristici includ faptul ca Frame Relay este o tehnologie complementarcu ATM si IP, implic o fiabilitate crescut a reelei permind gestionarea limii de

band utilizate.

Din figura 1 se observ c pentru a se asigura conexiunea celor 6 noduri la reea,

sunt necesare cte 5 legturiCSU/DSU

de conexiune pentru fiecare nod pentru a seasigura comunicarea cu celelalte noduri din reea. n continuare este prezentatimaginea clasic a unei reele Frame Relay, care ofer avantajul existenei unei singurelegturi pentru asigurarea conexiunii cu fiecare nod al reelei, folosindu-se, deasemenea, un singur port al ruterului. Avantajul reelei este evident prin reducereacomplexitii reelei considerat drept exemplu, dar i prin considerarea cazuluiconectrii unui nou nod la reea: n cazul reelei clasice, apariia unui nou nodimplic crearea (n cazul nostru) a nc 6 legturi pentru noul nod, pe cnd, n cazulreelei Frame Relay trebuie creat o singur legatur.

18

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

3/11

CSU (Channel service unit). Echipament cu interfa digital ce conecteazechipamentul utilizatorului cu locaia digital telefonic. DSU (Data service unit).Echipament utilizat n transmisii digitale ce actioneaz pe post de adaptor a interfeei

fizice a unui echipament DTE cu o linie de transmisiune precum T1 sau E1. De regul,aceste doua tipuri de echipamente sunt referite n comun ca CSU/DSU.

O alta caracteristic important a tehnologiei Frame Relay este posibilitatea demultiplexare. Multiplexarea se refer practic la doua lucruri: pe de o parte, ruterul poateidentifica diferite protocoale ca apoi s le ncorporeze ntr-un singur circuit DLCI sauPVC, folosind procedeul de identificare a protocoalelor numit NLPI (Network LayerProtocol Identification Identificarea protocolului nivelului reea); pe de alta parte, putemavea mai multe grupuri de utilizatori ataai la norul reelei folosind aceeai reea fizic,dar avnd proprii reele virtuale separate. n concluzie, exist dou nivele demultiplexare: unul la nivelul protocoalelor folosite n reea iar cellalt la nivelul

grupurilor de utilizatori ce dein reele virtuale separate n cadrul aceleiai reele fizice.n figura 2, ruterele conectate la reeaua Frame Relay aparin la 3 grupuri de utilizatori,grupurile A, B, C, care formeaza astfel 3 reele virtuale private distincte una fa de alta.

n plus, tehnologia Frame Relay folosete alocarea dinamic a limii de band.Acest lucru presupune folosirea practic a unui procent de 200% din limea de bandalocat. Spre exemplu, pentru o legatur de 256K, n care exist 4 conexiuni de 64K, se

poate trece de aceast limit de 64K prin procedeul numit "oversubscribing" supraabonare (figura 3). Acest lucru se bazeaz pe natura statistic a datelor: nu toatlumea transmite n acelai timp, totdeauna. Anumitor circuite li se poate oferi ntregacapacitate a legturii dac exist aceasta posibilitate.

19

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

4/11

Frame Relay se bazeaz pe multiplexarea statistic, oferind posibilitateatraficului n rafale, pentru utilizarea mai bun a limii de band disponibile. Supra-abonarea presupune posibilitatea ca unui singur port (n acest caz de 256 Kbps) s-i fieatribuite mai multe circuite virtuale permanente (circuite PVC) i, ca urmare, o rata deinformaie transmisibil (CIR Comitted Information Rate) mai mare dect vitezatotal stabilit a portului. De asemenea, supra-abonarea permite folosirea n comun acapacitii portului de ctre mai multe conexiuni de reea individuale. Multiplexareastatistic si alocarea dinamic a limii de band permit aceste lucruri. Deoarece mediade utilizare a conexiunii este de 30%, furnizorii de servicii pot construi reeaua pe bazaacestui traffic mediu si nu lund n considerare momente de vrf ale traficului.

Termeni si definiii Frame Relay:

Din punct de vedere arhitectural, tehnologia Frame Relay se compune din patrublocuri de baza (figura 4): Interfaa utilizator- reea (UNI User to Network Interface);Comutatoarele (Switch- urile) Frame Relay; Trunchiul (trunk); Interfaa reea-reea(NNI Network to Network Interface).

Interfaa utilizator-reea acoper practic cea mai mare parte a definiiei pentrureeaua Frame Relay, identificnd modalitatea n care un echipament terminal se poateataa reelei.

Switch- urile reprezint partea central a reelei, care pot fi produse de oriceproducator de astfel de echipamente. Frame Relay nu ine cont de modalitatea detransmitere a pachetelor de la un nod la altul, fie dac se folosete ATM sau alttehnologie, fiind un standard de interfa.

Componenta de interfa reea-reea (NNI) este n esen partea ce conecteazdou reele mpreun, deosebindu-se de UNI prin faptul c este bidirectional, adic ce

20

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

5/11

se ntmpl ntr-o parte a reelei este translatat i transmis de cealalta parte, pe cnd UNIeste unidirecional.

Frame Relay reprezint o tehnologie simpl si matur, bine definit. Cele patru

blocuri funcionale au interfee standard bine definite. Astfel, UNI specific linia deacces la reea, iar NNI reprezint specificaia conexiunii la o alt reea Frame Relay;

De asemenea, tehnologia Frame Relay are risc sczut; prin ncorporarea acesteitehnologii, furnizorii de servicii i pot reduce costurile operaionale, simplificaarhitectura reelei, creste fiabilitatea i largi portofoliul de servicii oferite clienilor.

Ali termeni ai tehnologiei Frame Relay:

Frame Relay reprezint, n fapt, o tehnologie de comutare de mare vitez ceofer un mare debit de date i o laten scazut.

Debitul mare este oferit prin multiplexarea a mai multe canale logice cunoscutesub numele de circuite virtuale de-a lungul unei singure conexiuni.

Aceste circuite sunt tradiionalele circuite virtuale permanente, dar mai nou auaprut aa numitele circuite virtuale comutate ce reprezint viitorul n acest domeniu.Circuitele permanente virtuale sunt create i alocate de furnizorul reelei, asigurndconexiunea ntre dou noduri identice dintr-o reea Frame Relay. Fiecarui nod i esteasociat un identificator de conexiune numit DLCI (Data Link Connection Identifier),

care poate fi altul la fiecare din capete i are o semnificaie local. Pentru a putea fifolosite astfel de circuite nu este nevoie de nici un apel special (de tipul Call Setup), olegatur PVC fiind gata de lucru imediat ce ruterele de la capetele reelei Frame Relayau iniializat propria interfaa Frame Relay.

Identificatorul DLCI este un cmp de 10 biti al header-ului pachetului FrameRelay (a fost implementat i un cmp de 4 octei pentru a oferi o mai mare flexibilitaten alegerea adreselor ce pot fi accesate). n esent, DLCI conine informaia necesarunui nod (switch) pentru a ti ce sa fac cu ea. Fiecare DLCI are asociat un numr careeste asociat unei rute stocate n memorie, deci prin cunoaterea DLCI se tie exact undeva merge pachetul i n ce mod.

Circuitele virtuale comutate sunt dinamice, fiind constituite atunci cnd estenevoie de acestea. nainte ca datele sa fie transmise pe un astfel de circuit SVC, are locn reea un schimb de mesaje de tipul CALL SETUP/CONNECT CONFIRM, acestlucru fiind similar cu modalitatea de efectuare a unui apel telefonic. Se pot apela, deasemenea, diferite puncte terminale din cadrul reelei Frame Relay. Odata efectuatapelul de setup, circuitul virtual comutat se comport i este tratat identic cu un circuitvirtual permanent.

21

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

6/11

Un alt parametru folosit ntr-o reea Frame Relay este rata variabil deinformaie (Variable Information Rate - VIR), folosit pentru a determina rata deinformaie pentru fiecare circuit virtual. VIR suport 3 parametri pentru un anumitcircuit virtual:

Committed Information Rate (CIR). - reprezint limea de banda alocat deun furnizor de servicii pentru un anumit circuit unui anume utilizator;

Committed Burst Size (Bc) reprezint numrul maxim de bii care pot fitransportai de un circuit virtual ntr-un anumit interval de timp. Dac acest interval estede o secund, atunci Bc este egal cu CIR;

Excess Burst Size (Be) reprezint cantitatea de date pe care o poi alocapeste CIR, deci cu ct plateti mai mult, cu att ai o astfel de rat mai mare;

Discard eligible bit (DE) reprezint o modalitate de marcare a acelor cadrece au depit CIR si Be si care, ca urmare a apariiei unei congestii n trafic, suntndeprtate primele.

n cadrul implementarii unui serviciu Frame Relay, este foarte important s senteleag aceste concepte; astfel, trebuie alese cu grij valorile pentru CIR si Bc, ce

conduc la valori ale intervalului de msurare ale acestor rate, denumit T (CommittedRate Measurement Interval), pentru a acoperi cele mai rele cazuri de suprancrcare detrafic.

Aceti parametri permit fiecrui circuit virtual s fie configurat pentru a i segaranta un flux de trafic minim, dar fiecare circuit virtual poate s foloseasc lamaximum limea de band disponibil. Pentru a oferi un anumit serviciu mai multorsituri aflate la distan, este deci posibil s se reduc necesarul att pentru conexiunilefizice catre sediul central ct si pentru limea de band.

22

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

7/11

Tehnologia Frame Relay ofera o mic laten prin ndeprtarea tuturorprocesrilor de pachete de la switch-uri ctre reea. Spre deosebire de reelele X.25 ceopereaz la nivelul 3 OSI sau la nivelul de pachete, reelele Frame Relay opereaz la

nivelul 2 OSI sau la nivelul frame. De asemenea, spre deosebire de switch-urile X.25 ceofer o detecie i corecie superioar a erorilor, switch-urile Frame Relay nu fac aceastdetecie i corecie, bazndu-se pe calitatea nalt i pe ratele foarte reduse de eroare aleechipamentelor de transmisiune digital moderne i pe detecia erorilor la capeteletransmisiunii la nivele superioare precum TCP.

Frame Relay simplific arhitectura reelei prin combinarea mai multor tipuri detraffic ntr-o singur reea, ducnd la costuri operaionale si administrative reduse. Deasemenea, natura reelei Frame Relay face deosebit de simpl crearea sau modificareacircuitelor virtuale, acestea putnd fi adaugate fr conectarea de linii suplimentare.Frame Relay este o tehnologie foarte eficient din punct de vedere al costurilor,

deoarece folosete liniile de transmisie n mod eficient. Ca majoritatea sistemelor detransmisii de date, aceast tehnologie folosete generarea de cadre de lungime variabil(ca i la X.25, spre exemplu), de la civa octei pn la 1.600 de octei sau chiar maimult, i este transparent pentru majoritatea protocoalelor uzual folosite, precum IP,IPX i DECnet. n concluzie, Frame Relay este o tehnologie ideal pentru traficul nrafale LAN spre LAN.

Datorit faptului c Frame Relay este o tehnologie stabil, verificat, exist oserie larg de echipamente de conectare ale utilizatorilor ce suport tehnologia FrameRelay (figura 5), n care sunt incluse echipamentele de acces Frame Relay (FRAD Frame Relay Access Device) i ruterele. De asemenea, exist i alte standarde definitece suport voce pentru Frame Relay (VoFR Voice over Frame Relay) i SNApentruFrame Relay. Astfel, Frame Relay poate suporta mai multe tipuri de trafic n cadrul

23

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

8/11

aceleiai infrastructuri, la costuri operaionale i administrative mai mici, lrgindu-si, nacelai timp, portofololiul de servicii oferite clienilor (figura 6).

SNA Systems Network Architecture este o arhitectur complex, bogat n

faciliti, dezvoltat de IBM n anii '70. Este compus tot din 7 nivele ca i modelulOSI, cu anumite modificri. Cele 7 nivele SNA sunt: physical control layer, data linkcontrol layer, path control layer, transmission control layer, data flow control layer,

presentation services layer, transaction services layer, corespunzatoare, n aceastordine, nivelelor modelului OSI.

Circuitele virtuale comutate (SVC) Frame Relay

Circuitele virtuale comutate Frame Relay reprezint echivalentul circuitelorvirtuale comutate ale tehnologiei X.25 pentru utilizatorii Frame Relay. Apelurile pot fistabilite atunci cnd este necesar transferal datelor este complet. Parametri precum CIR

pot fi cerui n momentul apelului de set-up permind implementarea cu adevarat aserviciilor de oferire a limii de band la cerere. Circuitele SVC reduc, de asemenea,greutatea administrrii unui numr mare de circuite PVC, din moment ce aceste circuite

pot fi stabilite direct ntre rutere fr a fi nevoie s fie predefinite n reeaua FrameRelay. Dintre cele mai importante beneficii ale utilizrii circuitelor SVC amintim:

cost redus pentru consumatori; chiar dac furnizorii de servicii nu au anunatintroducerea pe larg a tarifelor SVC, este foarte probabil c acetia vor oferi preuriatractive pentru realizarea legturilor dintre circuitele SVC i PVC n scopul mririi

atractivitii tehnologiei Frame Relay pentru site-uri de dimensiuni mai mici sau pentruutilizatori cu necesiti mai reduse pentru limea de band.

24

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

9/11

mai buna topologie (este vorba despre o topologie "mesh"complet, n carefiecare punct din reea este conectat cu oricare alt punct al reelei). Deoarece un circuitvirtual comutat poate fi stabilit ntre oricare dou puncte ale reelei, se poate astfel creao topologie mesh complet n care fiecare punct se afl n legtur cu oricare alt punctdin reea. Datorita extra costurilor ce apar prin definirea circuitelor PVC, modalitile detarifare curente au ncurajat utilizatorii s proiecteze topologii de reele stea pentru caretot traficul de la un site la altul este rutat printr-un hub central ce implic creterealatenei i o legtur n plus. Performanele globale ale reelei pot fi mbuntite atuncicnd este creat o rut mai direct ntre dou DLCI.

25

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

10/11

O alt aplicaie deosebit de folositoare a tehnologiei Frame Relay este difuzareamultipl (figura 7). Pe scurt, aceasta ofer posibilitatea trimiterii anumitor informaii nreea mai multor utilizatori. Atunci cnd datele ce trebuie trimise au un volum mare saunumrul de utilizatori este mare, acest lucru este dificil de realizat. Frame Relay rezolv

aceast problem prin facilitatea de multicasting (difuzare multipl) care presupune cpachetul de date este trimis n reea o singur dat, ca apoi acesta s fie transmis tuturorutilizatorilor la care trebuie sa ajung. Exist multe domenii applicative ce necesitacest lucru, de exemplu trimiterea de ctre o firma clienilor aceleai pachete de date,actualizarea preurilor la toate punctele de vnzare ale unei companii, actualizareainformaiilor bancare de la sediul central ctre sucursalele unei bnci, etc.

Suport si standarde Frame Relay

Standardele Frame Relay sunt urmatoarele:

FRF 1.1 Interfa FR UNIFRF 2.1 Interfa FR NNIFRF 3.1 ncapsularea multiprotocol (PPP cu 1490 FRAD)FRF 4 Circuite virtuale FR SVCFRF 5 Cooperarea la nivel reea ntre ATM i Frame RelayFRF 6 Managementul serviciilor pentru clieni n reeaua Frame RelayFRF 7 Difuzarea multipl Frame Relay (Multicast FR)FRF 8 - Cooperarea la nivel servicii ntre ATM si Frame RelayFRF 9 Algoritmul de compresie (nu este nc implementat)FRF 10 Interfaa FR NNI SVC (n curs de implementare)

26

7/31/2019 28193877-Frame-Relay

11/11

Suportul pentru circuite SVC este oferit de mai mult vreme, dar nu au existatechipamente FRAD care s le foloseasc. Alt lucru demn de luat n seam este c ncentrul reelei furnizorii de servicii folosesc propriul sistem de taxare, avnd n vederec modalitatea de taxare pentru circuite virtuale comutate nu este chiar att de simpl,necesitnd integrarea capacitatilor de taxare la nivel de backbone de reea. Noileechipamente FRAD aprute (de la firmele ACT, Cisco, Motorola) n ultima vremembuntesc ns situaia. Aceste circuite virtuale comutate sunt nc n faza de testare,dar nu va mai trece mult vreme si vor aprea pe linia de producie. Ideea n principiueste simpl. Este vorba despre un numr mare de utilizatori ce folosesc si partajeaz unnumr limitat de resurse, ca n cazul unui sistem telefonic. Ce se poate face, este

preluarea unui port logic, asocierea unei adrese E.164 ce reprezint un numr de telefon.Astfel, orice punct poate stabili o convorbire cu alt punct din reea folosind acest numrde telefon i comenzi SNMP, generate fie de terminalul respectiv, fie prin managementde reea. Echipamentele SVC pot, de asemenea, comunica cu alte echipamentecompatibile PVC, oferind trecerea gradual de la PVC la SVC. Cooperarea la nivelreea Frame Relay- ATM este unul dintre aspectele cele mai importante ale problemei,deoarece ofer scalabilitate n centrul reelei. Deoarece tehnologia Frame Relay estelimitat la 45 Mbps pe trunchi de reea, acest trafic poate fi considerat mare fa detehnologii predecesoare precum X.25, dar nu este totusi o lime de band foarte mare.De aceea este nevoie de o tehnologie scalabil, ce ofer o laten scazut si o limemare de band precum ATM. Deci acest standard de interconectare cu ATM este foarte

important, oferind ATM ca mecanism de transport pentru Frame Relay, n modtransparent fa de echipamentele Frame Relay de la capete.

27