Протокол Frame Relay

ВСТУП

Пульсирующий ТРАФІК.

Всі великі і великі обсяги клієнт-серверного трафіку передаються з глобальних мереж. Трафік, породжуваний клієнт-серверними додатками, написаними для локально-мережевих середовищ, має, як правило, надзвичайно нерівномірний характер: значна пропускна здатність потрібно протягом коротких періодів часу. Передача такого трафіку через виділені лінії (TDM-комутація) або по мережі з тимчасовим поділом каналів (X.25-комутація) не ефективна, оскільки більшу частину часу доступна ємність витрачається даремно: тимчасові слоти резервуються незалежно від того, передається інформація чи ні.

У той же час, зростання комп'ютерних програм, що потребують високошвидкісних комунікацій, розповсюдження інтелектуальних ПК і робочих станцій, доступність високошвидкісних ліній передачі з низьким коефіцієнтом помилок - все це стало причиною створення нової форми комутації в територіальних мережах.

Основними вимогами до такої технології є:

висока швидкість:

низькі затримки;

поділ портів і

поділ смуги пропускання на основі віртуальних каналів.

TDM-комутація каналів має першими двома характеристиками. X.25-комутація пакетів - останніми двома.

Трансляція кадрів, розроблена, як нова форма комутації пакетів, як стверджується, володіє всіма чотирма характеристиками. Ця нова технологія має назву FRAME RELAY (FR).

НАДО обумовлені.

Треба зробити застереження, що джерелом подібної інформації для мене, як, втім, і для переважної більшості інших авторитетних осіб є сильно комерційні журнали з мережних технологій, серед них: "Мережеві технології та засоби зв` язку ',' LAN ' , 'Мережі (Network World)', 'Мережі і системи зв'язку'. Проте, той факт, що всі вони заговорили про цю технологію з надзвичайною інтенсивністю і пропонують нам (корпоративних мереж) вже готові рішення, є серйозною підставою для детального аналізу.

Слід також зазначити, що нова технологія має сильну комерційну сторону, про що говорить все більше підвищує кількість постачальників і користувачів послуг FR. Очевидно, що накопичено не малий досвід і в області сервісу послуг FR.

ЯК ТЕБЕ НАЗВАТИ?

Термін "Frame Relay" ще не знайшов сталого російського аналога. З точки зору приналежності цього методу до безлічі способів комутації (комутація повідомлень, пакетів, каналів) можна було б використовувати словосполучення "комутація кадрів". Разом з тим інший варіант - "трансляція кадрів" - підкреслює особливості архітектури, спрямовані на прискорення обробки у вузлах.

ДАНИЙ РЕФЕРАТ.

У даному рефераті наведені: опис базових концепцій протоколу FR, топологія мереж FR, сфери застосування мереж FR, основні тенденції ринку у зв'язку з FR, устаткування і канали для побудови повнофункціональних мереж FR. Деякі питання стосуються особливостей практики побудови мереж FR в Росії.

Автор не претендує на повний опис технічної реалізації мереж FR, однак зроблена спроба дати багатопланове уявлення про технологію FR.

ОСНОВИ FRAME RELAY.

Трансляція кадрів.

Методологія "трансляція кадрів" властива комутаційної технології, що визначає інтерфейс комутації кадрів (FRAME RELAY INTERFACE - FRI) з метою поліпшення обробки (скорочення часу відповіді) і зменшення вартості передачі з локальної мережі в територіальну і високошвидкісних з'єднань між ЛОМ . Технологія FR вимагає:

кінцевих пристроїв, оснащених інтелектуальними протоколами високих рівнів;

віртуальних, вільних від помилок каналів зв'язку;

прикладних засобів, здатних здійснювати різні передачі.

Дана технологія не тільки дуже підходить для управління пульсуючими трафіку між ЛОМ і між ЛОМ і територіальної мережею, але і адаптується для передачі такого чутливого до передачі трафіку, як голос.

FRAME RELAY І ВІРТУАЛЬНІ сполуки.

Протокол FR використовує структуру кадрів змінної довжини і працює тільки на маршрутах, орієнтованих на встановлення з'єднання.

Віртуальне з'єднання - постійне або комутоване (PVC або SVC) - необхідно встановити перш, ніж два вузли почнуть обмінюватися інформацією.

PVC (permanent virtual circuits) - це постійне з'єднання між двома вузлами, яке встановлюється вручну в процесі конфігурування мережі. Користувач повідомляє провайдера FR-послуг або системного адміністратора, які вузли повинні бути з'єднані, і він встановлює PVC між цими кінцевими станціями.

PVC включає в себе кінцеві станції, середу передачі і все комутатори, розташовані між кінцевими станціями. Після встановлення PVC для нього резервується певна частина смуги пропускання, і двом кінцевим станціям не потрібно встановлювати чи скидати з'єднання.

Завдяки методу статистичного мультиплексування, кілька PVC можуть розділяти смуги одного каналу передачі.

SVC (switched virtual circuits) встановлюється в міру необхідності - щоразу, коли один вузол намагається передати дані іншому вузлу.

SVC встановлюється динамічно, а не вручну. Для нього стандарти передачі сигналів визначають, як вузол повинен встановлювати, підтримувати і скидати з'єднання.

PVC мають дві переваги над SVC. Мережа, в якій використовуються SVC, має витрачати час на встановлення з'єднань, а PVC встановлюються заздалегідь, тому можуть забезпечити більш високу продуктивність. Крім того, PVC забезпечують кращий контроль над мережею, так як провайдер або мережевий адміністратор може вибирати шлях за яким будуть передаватися кадри.

Однак і SVC мають ряд переваг над PVC. Оскільки SVC встановлюються і скидаються легше, ніж PVC, то мережі, що використовують SVC, можуть імітувати мережі без встановлення з'єднань. Ця можливість виявляється корисною в тому випадку, якщо користувач використовує додаток, що не може працювати в мережі з встановленням з'єднань. Крім того, SVC використовують смугу пропускання, тільки тоді, коли це необхідно, а PVC повинні постійно її резервувати на той випадок, якщо вона знадобиться. SVC також потребують меншої адміністративної роботи, оскільки встановлюються автоматично, а не вручну. І нарешті, SVC забезпечують відмовостійкість: коли виходить з ладу комутатор, що знаходиться на шляху з'єднання, інші комутатори вибирають альтернативний шлях.

Призначення цих сполук полягає в розширенні області застосування FR на інші види додатків, такі як голос, відео і захищені програми Internet, крім інших. Проте в даний час SVC не набули широкого поширення, з огляду на труднощі в реалізації. Як наслідок, PVC є найбільш поширеним режимом зв'язку в мережі FR.

Топологія мережі FRAME RELAY

З'єднання FR канальному рівні - другий рівень моделі OSI (див. рис. 1), використовуючи загальну (public), приватну (private) або гібридну (hybrid) середу передачі.

Малюнок 1. Приклад "Frame Relay"-архітектури

Мережа FR складається з перемикачів (switches) FR, об'єднаних цифровий середовищем передачі. Кінцеве обладнання, наприклад, маршрутизатори, зв'язуються через FR мережу в одному або декількох напрямках. У стандартній термінології, перемикачі FR належать до класу пристроїв DCE (Data Communications Equipment), а кінцеве обладнання користувача - до класу DTE (Data Terminal Equipment).

DTE об'єднуються за специфікаціями протоколу FR UNI (FR User-to-Network Interface). Перемикач FR, що представляє UNI, читає адреси приходять кадрів і маршрутизируют у відповідному напрямку.

Фізично мережі FR утворюють комірчасту структуру комутаторів. Загальна топологія мережі наведена на малюнку 2.

Протокол FR може інтегруватися c багатьма протоколами, такими як ATM, X.25, IP, SNA, IPX і.т.д. .

Малюнок 2. Топологія мережі Frame Relay

Приклади подібних архітектур будуть наведені пізніше. Наприклад, на мал. 1 можна спостерігати інтеграцію протоколів FR і ATM (в силу своєї ефективності, найбільш поширений випадок). У даному випадку мережа ATM надає віртуальний вільний від помилок канал зв'язку.

FR дозволяє передавати кадри розміром до 4096 байт, а цього досить для пакетів Ethernet і Token Ring, максимальна довжина яких складає 1500 і 4096 байт відповідно. Завдяки цьому FR не передбачає накладні витрати на сегментацію і складання.

Формат кадра FRAME RELAY

Для транспортування по мережі FR, дані сегментуються в кадри. Формат кадру FR наведено на рис. 3. Один або кілька однобайтових прапорів служать для розділення кадрів.

Кадр має різну довжину, а заголовок комутованого кадру містить 10-бітовий номер, ідентифікатор з'єднання каналу даних (Data Link Connection Identifier - DLCI).

Малюнок 3. Формат кадру Frame Relay

Наведемо призначення полів заголовка кадру FR:

DLCI - ідентифікатор з'єднання;

C/R - поле прикладного призначення, не використовується протоколом FR і передається по мережі прозоро;

EA - визначає 2-х, 3-х або 4-х байтове поле адреси;

FECN - інформує вузол призначення про заторі;

BECN - інформує сайт-джерело про заторі;

DE - ідентифікує кадри, які можуть бути скинуті у випадку затору.

Роль ідентифікатора з'єднання DLCI:

Кожне з'єднання PVC має 10-бітовий ідентифікатор, що включається в заголовок кадру FR, званий DLCI. Це число присвоюється порту вузла FR. При установці PVC, з'єднанню призначається один унікальний номер DLCI для порту-джерела і інший для порту призначення (віддаленого порту). DLCI присвоюються тільки кінцевим точкам PVC - мережа FR автоматично призначає DLCI внутрішніх вузлів передачі.

Таким чином сфера дії DLCI обмежується лише локальним ділянкою мережі, що дозволяє мережі підтримувати велику кількість віртуальних каналів. Завдяки цьому різні маршрутизатори в мережі можуть повторно використовувати той же самий DLCI; це дозволяє мережі використовувати більшу кількість віртуальних каналів.

Використовуючи DLCI, DCE направляє дані від DTE через мережу в такій послідовності:

FR DTE інкапсулює прийшов пакет або кадр у FR-кадр. DTE задає коректний DLCI-адресу, яка береться з спеціальної таблиці рандеву (look-up table), в якій визначено відповідність між локальною адресою пакету і відповідним номером DLCI.

DCE перевіряє цілісність кадру, використовуючи контрольну послідовність FCS і в разі виявлення помилки скидає кадр.

DCE шукає номер DLCI в таблиці перехресних з'єднань (Cross-Connect Table) і, у разі якщо для зазначеного DLCI не визначена зв'язок кадр скидається.

DCE відправляє кадр до вузла призначення, через виштовхування кадру в порт, специфікований в таблиці перехресних посилань.

Ці кроки становлять інтерес і будуть розглянуті детальніше у відповідних розділах.

Наскрізний Комутація

У порівнянні зі своїм попередником, X.25, FR має значні переваги в продуктивності. Під час розробки X.25 з'єднання в глобальних мережах створювалися здебільшого на основі менш надійною аналогової технології. Тому, щоб пакети прибували до одержувача без помилок і по порядку, X.25 вимагає від кожного проміжного вузла між відправником і одержувачем підтвердження цілісності пакету і виправлення будь-якої виявленої помилки. Зв'язок з проміжним зберіганням уповільнює передачу пакетів, так як кожен вузол перевіряє FCS кожного вступника пакету і лише потім передає його далі. Таким чином, в мережі з каналами низької якості виникають нерегламентовані непостійні за величиною затримки даних для передачі. Тому неможливо передавати по мережах X.25 чутливий до затримок трафік (наприклад оцифровану мова) з задовільною якістю.

З появою високонадійних цифрових каналів така перевірка стала зайвою. Тому в FR, використання якого має на увазі наявність цифрової інфраструктури, не включені функції пошуку та корекції помилок. Комутатори FR використовують технологію наскрізної комутації, при якій кожен пакет направляється на наступний транзитний вузол відразу ж після прочитання адресної інформації, що виключає нерівномірні затримки. Якщо ж трапляється якась помилка, комутатори FR відбраковують кадри. Функція виправлення помилок покладається на межконцевой протокол більш високого рівня (наприклад TCP або SPX). При такому підході накладні витрати по обробці в розрахунку на кадр знижуються, що значно підвищує пропускну здатність і робить її регламентованої.

МЕХАНІЗМ Управління потоками.

Технологія FR має спеціальний механізм управління потоками, що дозволяє забезпечувати більш гнучке мультиплексування різнорідного трафіку.

Управління потоком - це процедура регулювання швидкості, з якою маршрутизатор подає пакети на комутатор. Якщо приймає комутатор не в змозі прийняти ще які-небудь пакети (наприклад, через перевантаження), то за допомогою даного протоколу можна вимагати призупинити відправку пакетів з маршрутизатора і, після розвантаження, продовжити її. Цей процес гарантує, що приймає комутатора не треба відбраковувати кадри. FR не підтримує цей протокол у повній мірі; якщо у комутатора FR не достатньо буферного простору для прийому вступників кадрів, то він відбраковує кадри з встановленим прапором DE - дозвіл на відбраковування (див. рис. 3). Однак, маршрутизатор може ініціалізувати процедуру відновлення даних, що може призвести до ще більшого затору.

Малюнок 4. FECN і BECN.

Вирішення цієї проблеми покладається частково на протоколи верхлежащего рівня, наприклад, - TCP/IP, що підтримує деяку ступінь механізму управління потоками, а також на використання бітів FECN, BECN - прапорів явного повідомлення про перевантаження в прямому і зворотному напрямках (див. рис. 4), причому останні є особливостями FR.

Інформаційні біти FECN і BECN виставляються в момент потрапляння кадру в затор трафіку. Маршрутизатори з інтерфейсом FR можуть розшифрувати значення цих бітів і активізувати керування потоком на базі протоколу верхлежащего рівня, наприклад, - TCP/IP.

Треба відзначити, що представлений механізм не вписався б в концепцію регламентування пропускної здатності мережі, підтримувану FR, без введення угоди про узгоджену швидкості передачі інформації (Committed Information Rate, CIR).

Концепція узгодженої швидкості передачі інформації

CIR - мінімальна пропускна здатність, гарантована кожному PVC або SVC. Швидкість (вимірюється в бітах в секунду) вибирається клієнтом мережі FR відповідно до обсягу даних, які він збирається передавати по мережі, і гарантується вона оператором мережі FR або адміністратором. На поточний момент швидкість варіюється від 16 Кбіт/с до 44,8 Мбіт/с. Якщо пакетні посилки не перевершують швидкість порту підключення клієнта і пропускна здатність мережі FR в даний момент має вільні ресурси, то клієнт може перевищити узгоджене значення CIR. Швидкість, з якою клієнт посилає дані за наявності достатньої пропускної здатності, називається оverscription rate.

У випадку перевантаження мережі, комутатори відкидають надлишкові (що виходять за межі CIR) кадри. Поле дозволу на відбраковування (DE) в кадрі FR дозволяє регулювати цей процес. Для кожного кадру, що пересилається по мережі, комутатор FR встановлює біт DE, якщо цей кадр перевищує специфікацію CIR клієнта. У випадку затору кадри, зі встановленим прапором DE можуть бути відбраковані.

Реально, в мережах FR, поряд з CIR використовується усереднена за певний проміжок часу Tc (скажімо, за одну секунду) швидкість, що мережа "зобов'язується" підтримувати по з'єднанню PVC або SVC.

Усереднення за часом грає тут важливу роль. Припустимо, що через лінію доступу з пропускною спроможністю 64 Кбіт/с користувач визначає одне віртуальне з'єднання з CIR, що дорівнює 32 Кбіт/с. Це означає, що прийнявши, наприклад, у першому півсекунди 32 Кбіт, комутатор має право відхилити всі решта біти, що прийшли за решту півсекунди. Тому вводиться поняття узгодженого імпульсного обсягу переданої інформації (Committed Burst Size - Bc) - максимального обсягу даних, що мережа "зобов'язується" передавати за час Tc. Цей час обчислюють таким чином: Tc = Bc/CIR, а за своєю суттю воно пропорційно нерівномірності трафіка.

Якщо кадри не вкладаються в рамки, що задаються параметрами CIR і Bc, то вони передаються з встановленим бітом DE. При цьому часто використовують ще один параметр - надлишковий імпульсноий обсяг переданої інформації (Excess Burst Size - Be). Він визначає максимальний обсяг даних понад НД (надлишкові дані), який комутатор спробує передати протягом часу Тс (див. мал 4). Імовірність доставки даних Ве, що передаються з встановленим прапором DE, очевидно, нижче імовірності доставки даних НД Всі дані, що перевищують обсяг Ве, комутатор відбраковує. Як видно з рисунку 5, пропускна здатність лінії доступу ділиться на три зони:

узгоджені дані, з гарантованою передачею;

надлишкові дані (з встановленим бітом DE), які передаються в залежності від доступних ресурсів мережі;

всі дані понад надлишкових, які комутатор автоматично відкидає.

Малюнок 5. Розподіл пропускної здатності лінії доступу при організації через неї віртуального з'єднання з певними CIR і максимальною швидкістю надмірних даних

Реалізація цих правил може істотно відрізнятися як в обладнанні FR різних виробників, так і в мережах компаній - постачальників послуг FR. Широко використовується випадок надання користувачу вибору тільки одного параметра з'єднання - швидкості CIR. При цьому межа надмірних даних пересувається "вгору" і прирівнюється швидкості порту доступу. Таким чином усувається "мертва зона", при попаданні в яку дані автоматично скидаються.

Змінити CIR не складно - досить звернутися до оператора або адміністратора мережі, який у свою чергу програмним чином переконфігурірует систему. Ніякого додаткового обладнання не потрібно (при достатньому значенні швидкості порту встановленого у користувача обладнання).

Отже, підіб'ємо підсумок. Концепція узгодженої швидкості передачі - це механізм узгодження зі стандартом FR (пропонують регламентовану пропускну здатність), призначений для вирішення заторів у мережі, за допомогою визначення класу сервісу для FR DTE та обладнання контролю доступу користувача до пропускної здатності мережі. Для цього, при конфігуруванні з'єднання PVC визначаються наступні параметри CIR:

Bc (Committed Burst Size) - обсяг даних, який передається гарантовано за час Tc;

Be (Excess Burst Size) - обсяг даних над Bc, що передається в разі достатності ресурсів смуги пропускання;

DE (Discard Eligibility) - прапор дозволу на відбраковування;

Tc (sampling interval) часовий інтервал для вимірювання Bc і Be, рівний Bc/CIR.

Наведемо приклад конфігурації PVC:

CIR = 128000 bits per second

Bc = 128000 bits

Be = 64000 bits

Tc = 1 second

У наведеному прикладі, DTE може передавати дані з середньою швидкістю 128 kbps, яка може зростати до 192 kbps (Bc + Be). Кадри передаються над 128 kbps позначаються прапором DE. Кадри над 192 kbps будуть скинуті при вході в мережу FR.

ІНТЕГРАЦІЯ МОВИ

Як вже було зазначено, технологія FR дозволяє використовувати для передачі чутливого до затримок трафіку (мова і т. п.) механізм резервування смуги каналу, близький до того, який застосовується при тимчасовому поділі каналів (детально - див попередні пункти), а для звичайних даних - статистичний пріоритетне мультиплексування. Все це в сукупності з деякими іншими механізмами (описаними в попередніх пунктах) дозволяє забезпечити постійний темп передачі мовних пакетів.

Сучасне обладнання FR, крім компресії мови (в 10-15 разів), зазвичай реалізує ряд спеціальних алгоритмів її обробки, які дозволяють ще більшою мірою використати особливості трансляції кадрів.

Одним з механізмів є придушення пауз. Як правило, телефонні співрозмовники говорять по черзі. При розмові по звичайному телефону з 'мовчить' боку передається спеціальний шумовий сигнал. Крім того, існують паузи між словами і пропозиціями. За статистикою під час телефонних переговорів більше 60% смуги пропускання каналу використовується на передачу тиші. При автоматичному визначенні відсутності корисного сигналу всю смугу каналу можна використовувати для передачі даних. На приймальній стороні в цей час генерується 'рожевий' шум, для того щоб у користувача не створювалося враження 'мертвої' лінії.

Ще одним цікавим механізмом є 'змінна швидкість оцифрування'. Визначається найменша (базова) швидкість оцифрування, яке забезпечує мінімально прийнятну якість передачі мови, і формується потік 'базових' кадрів, а за наявності вільної смуги каналу - 'додаткові' пакети, що поліпшують якість мови. Такий алгоритм обробки телефонного трафіку легко реалізується (докладно розглянутими вище) засобами FR (використання прапора DE в кадрах, які передають 'додаткову' інформацію, що дає можливість мережі скинути ці кадри у разі перевантаження).

Приклад архітектури мережі FR з інтеграцією мовлення та даних наведений на малюнку 6. Телефонний трафік передається безпосередньо через рівні FR, що забезпечують йому пріоритетну передачу без затримок, але не гарантують 100%-ної доставки до вузла призначення (спотворені кадри скидаються).

Малюнок 6. Приклад мережі Frame Relay з інтеграцією мови

Для передачі даних, крім механізмів FR магістральної мережі, на абонентської стороні задіяні додаткові протоколи, в даному випадку X.25. Вони забезпечують за рахунок повторної передачі пакетів, в яких виявлено помилки, гарантоване доведення даних на рівні абонент-абонент, тобто здійснюють функції протоколу транспортного рівня Семирівнева моделі взаємодії відкритих систем OSI (цей механізм розглянуто в пункті 'Механізм управління потоками').

ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ВІД БЕЗПЕРЕБІЙНОЮ

Здійснення з'єднання з глобальної мережі пов'язано з деякою невизначеністю, оскільки ви не володієте цією мережею і, таким чином, не маєте контролю над трактами. У подібних ситуаціях з'єднання по глобальній мережі, повинні бути надзвичайно стійких до відмов. FR відповідає цій вимозі завдяки забезпеченню динамічної ремаршрутізаціі у разі відмови PVC.

Фізично мережі FR утворюють комірчасту структуру комутаторів (див. рис. 1 і рис. 2). Одна з переваг такої комірчастої конфігурації полягає в тому, що вона забезпечує певну ступінь відмовостійкості. Якщо через вихід з ладу будь-якого вузла PVC стає недоступним, то сусідній комутатор перенаправляє з'єднання по альтернативному інформаційному каналу. У результаті характеристики передачі лише кілька погіршаться. Крім того, завдяки такій комірчастої конфігурації комутатори можуть направляти кадри в обхід інших комутаторів, якщо ті відчувають значну перевантаження.

Для захисту від збоїв на рівні вузла оператори або адміністратори FR пропонують дві опції: запасні і резервні PVC. У разі запасного з'єднання (standby PVC) PVC встановлюється і активізується в запасному вузлі; цей канал має істотно меншу швидкість CIR, ніж основна PVC. Якщо раптом вузол постраждає від землетрусу чи пожежі, то запасне PVC буде активізовано практично негайно.

У випадку резервного з'єднання (backup PVC) PVC встановлюється на запасний майданчику, але не активізується. Якщо функціонування основного вузла неможливо, PVC буде активізовано. Запасне PVC підходить для найважливіших додатків завдяки тому, що його ємність може бути тимчасово збільшена для надання більш високої пропускної спроможності; адміністратору мережі досить тільки програмного втручання в конфігурацію мережі та буде надана додаткова пропускна здатність до тих пір, поки основний канал не буде відновлений.

Описаний підхід FR до захисту від збоїв більш гнучка і менш дорогі, ніж у TDM. При TDM ви повинні будете мати кілька запасних виділених ліній. Така конфігурація і дорога і складна. Після аварій адміністратору доведеться переконфігурувати все обладнання, в тому числі маршрутизатори і CSU/DSU.

НЕДОЛІКИ ТЕХНОЛОГІЇ

Основний недолік технології FR випливає з того, що FR є протоколом канального (другий в моделі OSI) рівня. FR 'не розрізняє' протоколи верхніх рівнів. З цього випливає безліч проблем. Наприклад, навіть якщо в мережі використовується один протокол мережевого рівня, скажімо IP, FR не 'відрізнить' трафік життєво важливого для роботи підприємства програми клієнт-сервер від досить другорядного трафіку, що йде з сервера Web. Один зі способів відокремити ці трафіки один від одного - використовувати для кожного з них своє віртуальне з'єднання, що, втім потребують додаткових витрат на другий віртуальне з'єднання.

Серед інших проблем можна назвати операції IP-мультікастінга, відсутність широкомовного множинного доступу (Non-Broadcast Multiple Access - NBMA) та ін

КЛЮЧОВІ ДОКУМЕНТИ СТАНДАРТУ FRAME RELAY

ANSI TI.602

ISDN-Data-Link Layer Signaling Specification for Application at the User-Network Interface визначає процедуру доступу до зв'язку на D-каналі (LAPD). FR використовує підмножина LAPD зване 'core aspects' (дослівно - 'вид на ядро').

ANSI TI.606

ISDN-Architectural Framework and Service Description for Frame Relaying Bearer Service містить опис архітектури та сервісу FR.

ANSI Addendum to TI.606

Frame Relaying Bearer Service включає детальний опис механізмів управління потоками.

ANSI TI.618

ISDN-Core Aspects of Frame-Relay Protocol for use with Frame Relaying Bearer Service включає опис ядра протоколу FR.

ANSI TI.607 і ANSI TI.617

ISDN-Layer 3 Signaling Specification for Circuit-Switched Bearer Service for Digital Subscriber Signaling System No.1 і ISDN-Digital Subscriber Signaling System No.1 - Signaling Specification for Frame-Relay Bearer Service. Визначають вимоги до сигналізації для FR SVC і PVC сервісу.

ПОЛОЖЕННЯ МЕРЕЖ FRAME RELAY НА РИНКУ

ЧОМУ FRAME RELAY?

У авторів всіх статей, опублікованих за тематикою FR, факт того, що FR любимо кінцевими користувачами і, що традиційним операторам мереж та альтернативних постачальників послуг вигідно розгортати мережі FR, не викликає сумнівів. У США перехід користувачів від орендованих ліній до FR пов'язаний з тим, що це дозволяє їм знизити загальні мережеві витрати на 25-50%. Нагадаємо, що FR-найбільш ефективна технологія (дешева і проста в управлінні) для передачі дуже нерівномірного трафіку ЛОМ та організації міжмережевого обміну. Додатковою перевагою є те, що приватні і загальнодоступні мережі FR дозволяють безкоштовно передавати мовної трафік. З точки зору операторів мереж зв'язку, орендовані лінії, незважаючи на свою високу прибутковість, насправді не ефективні. Дозволяючи обслужити велику кількість користувачів за допомогою однієї лінії зв'язку, технологія FR дає можливість операторам повною мірою використовувати ємність своїх мереж. Поділ смуги пропускання між безліччю віртуальних з'єднань FR знижує вартість доступу до мережі і зменшує необхідну середню смугу пропускання. Більшість програм завантажують мережа дуже нерівномірно, тому колективні використання високошвидкісного каналу має значні переваги (по продуктивності) перед застосуванням низькошвидкісному виділеного каналу.

Для альтернативних постачальників послуг зв'язку технологія FR має ще більше переваг. З її допомогою вони можуть запропонувати послуги передачі даних, які практично були відсутні в багатьох країнах. У міру завершення Форумом FR розробки стандартів, що стосуються сигналізації, стиснення та мовного маршрутизації трафіку, альтернативні постачальники послуг можуть привернути до себе частину мовного трафіку традиційних операторів зв'язку.

СПОСОБИ ПОБУДОВИ МЕРЕЖІ FRAME RELAY

Послуги FR пропонують все більше і більше телекомунікаційних компаній у всьому світі. Як правило, вони отримують максимальну користь з цієї технології шляхом інтегрованої передачі по мережі FR даних, трафіку ЛВС, мови та факсів. При побудові корпоративної мережі на базі технології FR, як правило, розглядаються три основні варіанти її організації.

Приватна мережу на базі виділених ліній. Компанія орендує лінії зв'язку і набуває необхідне обладнання (комутатори, маршрутизатори або мультиплексори). Побудована на їх базі мережа є власністю фірми і знаходиться під її повним контролем.

Віртуальна приватна мережа. Фірма купує послуги мереж FR у телекомунікаційних компаній. При цьому вона або набуває абонентське обладнання FR разом з послугами або незалежно від них, або орендує це обладнання у телекомунікаційного оператора. Таким чином, фірма створює приватну корпоративну мережу з використанням послуг мереж FR загального користування і здійснює повний контроль над мережею та адміністративне управління нею.

Угода з зовнішньою організацією про створення і управління мережею. Існуюча корпоративна мережа передається телекомунікаційної компанії, яка здійснює адміністративне управління цією мережею в інтересах фірми-клієнта, а крім того, надає послуги зв'язку, обладнання та реалізує підтримку мережі. Існує яскраво виражена ринкова тенденція до таких угод; на цій основі в світі функціонує 30% корпоративних мереж. Ця тенденція обумовлена як нездатністю або небажанням багатьох компаній самостійно справлятися з дорогої і складної експлуатацією корпоративних мереж, так і глобальної експансією телекомунікаційних операторів, які постійно розширюють спектр послуг, що надаються.

ОСНОВНІ ТЕНДЕНЦІЇ РИНКУ

Незалежно від способу створення мережі FR, компанії необхідно мати уявлення про наявний на ринку операторському та абонентське обладнання FR. Більшість постачальників пропонують пристрої доступу до мереж FR (Frame Relay Access Device - FRAD) з інтеграцією мови та даних. При виборі FRAD необхідно враховувати розмір мережі і перспективи її розширення. Обладнання повинно мати гнучкі характеристики, які дозволяють пристосувати його до тих тенденцій у сфері технологій і організації мереж, які будуть головними через 2 -3 роки.

Нижче наведені основні тенденції ринку обладнання послуг FR.

Зростання вимог до пропускної спроможності каналів FR, що забезпечують високошвидкісну передачу інформації за допомогою недорогих засобів доступу до ресурсів T1/E1. Передбачалося, що мережі FR будуть підтримувати швидкості передачі до 2 Мбіт/с, а послуги широкосмугових каналів - надаватися в мережах ATM. Однак оператори починають розширювати спектр своїх послуг FR, пропонуючи всі великі швидкості передачі. Так MCI вже забезпечує в об'єднаному каналі FR швидкості передачі 12,88 Мбіт/с. Таким чином FRAD повинні працювати на високих швидкостях.

Об'єднання доступу в Internet і у віртуальні приватні мережі. Оператори пропонують економічний доступ в Internet через мережі FR, що дозволяє за рахунок відмови від послуг від постачальника послуг доступу в Internet збільшити гарантовану швидкість передачі інформації (CIR). У цьому випадку можна використовувати одне і те ж обладнання для доступу до мережі FR і в Internet (першою ластівкою є AT & T). У філіях рекомендується встановлювати інтелектуальні FRAD з інтеграцією мови та даних, здатні одночасно виконувати функції IP-маршрутизатора, аутентифікації користувачів та брандмауера, а так само використовувати одну IP-адресу для всіх пристроїв ЛОМ.

Підраховано, що 60% критичного трафіку в США становлять дані SNA. Компанії переводять багато хто з цих мереж на технологію FR. Завдяки заміні дорогих виділених ліній SDLC досягається зниження витрат на 30-40%. Дані SNA передаються по глобальних мережах FR поряд з трафіком ЛВС, тому обладнання FR повинна забезпечувати об'єднання трафіку SNA і ЛОМ у каналах FR.

Совместімомость з АТМ. Оператори пропонують послуги FR в якості проміжного рішення для користувачів, що потребують високої пропускної здатності. Крім того, вже зараз в корпоративних мережах технологія АТМ використовується на великих об'єктах, а в невеликих філіях продовжує застосовуватися технологія FR. Було б добре, якби абонентське обладнання FR могло забезпечувати перехід до АТМ за допомогою зовнішнього рішення (пристрій об'єднання АТМ/FR).

Зростання кількості інтрамережі. 75% інтрамережі використовують в якості транспортного протоколу FR. Бажано мати у своєму розпорядженні обладнанням FR, що підтримує передачу мови як по протоколу FR (VoFR), так і по IP (VoIP).

ОБЛАДНАННЯ ТА КАНАЛИ ДЛЯ МЕРЕЖ FRAME RELAY

ОСНОВНІ КРИТЕРІЇ ВИБОРУ ОБЛАДНАННЯ

У цьому пункті наведені основні критерії вибору обладнання доступу до мережі FR, яке зможе задовольнити не тільки нинішні, а й майбутні потреби корпоративної мережі.

Універсальність рішень і можливість нарощування:

один постачальник - починаючи від рішення малого офісу до комунікаційної платформи для управління великою компанією. Цим досягається скорочення витрат на придбання обладнання та на розширення його підзможностей в майбутньому;

інтеграція мови, даних, факсимільних повідомлень і трафіку ЛОМ дозволяє використовувати максимум пропускної здатності мережі;

підтримка магістрального каналу з високою пропускною здатністю (від n * 64 Кбіт до 2 Мбіт/с).

Підтримка передачі мови:

компресія за стандартом G.729 (рекомендований до використання консорціумом FR Forum);

пріоритетна обробка мовних пакетів;

підтримка інтерфейсів АТС для декількох каналів T1/E1;

комутація мови - встановлення зв'язку між кількома пунктами і автоматична маршрутизація телефонного дзвінка в межах корпоративної мережі в обхід АТС;

використання сучасних технологій - буфера фазового тремтіння; придушення мовних пауз і відлуння;

підтримка сигналізації (QSIG, ISDN);

широкий вибір телефонних інтерфейсів (E & M, FXS, FXO).

Підтримка передачі даних

маршрутизація протоколів IP та IPX;

багатопротокольна підтримка SNA (RFC 1490), IP, IPX, HDLC, асинхронний X.25;

підтримка сервісів ISDN; підключення на вимогу (COD), смуга пропускання на вимогу (BOD), автоматичне підключення резервного каналу ISDN;

підтримка функцій брандмауера;

використання одного IP

вбудовані пристрої DCU/CSU для підключення до мережі DDS;

компресія даних.

Управління.

Встановлені в пристрої програми SNMP і додаток мережного адміністрування повинні повною мірою забезпечувати конфігурування, діагностику і безперервний контроль з центральної консолі управління.

Резервування.

Необхідна наявність резервних магістрального порту, модуля керування і джерела живлення.

КАНАЛИ ДЛЯ FR

Як показав досвід, у тому числі російський, для цієї мети можуть служити наступні канали.

Цифрові виділені канали зв'язку. Їх використання є найбільш очевидним і природним варіантом, якщо є кошти на їх розгортання.

Фізичні лінії. Якщо організація має фізичні (неущільнених) лінії, то за допомогою відповідних модемів (ближньої дії або HDSL) можна отримати накладені цифрові канали зі швидкістю передачі до 2 Мбіт/с. Без застосування репітерів такі канали забезпечують зв'язок на відстані до 16 км. Причому дальність зв'язку обернено пропорційна діаметру дроту та швидкості передачі. На оптоволокні за допомогою модемів RAD можна досягти швидкодії до 38 Мбіт/с (E3).

Виділені канали тональної частоти (ТЧ). Численні експерименти і практична експлуатація мереж FR (особливо в Росії) підтвердили можливість використання каналів ТЧ в мережах FR. При цьому необхідно застосування якісних професійних модемів, постійне стеження за станом каналів, а також оптимізація топології мереж. При побудові мережі FR на базі каналів ТЧ слід уникати топологій з великою кількістю проміжних вузлів, інакше FR буде працювати неефективно.

ВИСНОВОК

Звичайно, FR не може гарантувати якість обслуговування на тому рівні, який здатна надати АТМ, і не має розвинених механізмів управління пропускною спроможністю, властивих АТМ. Проте існує чимало причин (частково наведених вище), що визначають успіх раз