Логическая характеристика протокола Frame Relay

globus.gif (23976 bytes)

Логическая и процедурная характеристики протокола Frame Relay.

1. Логическая характеристика протокола Frame Relay.

Frame Relay является бит-ориентированным синхронным протоколом и использует “кадр” в качестве основного информационного элемента — в этом смысле он очень похож на протокол HDLC (High Level Data Link Control). Однако FR обеспечивает не все функции протокола HDLC; многие из элементов кадра HDLC исключены из основного формата кадра FR (в последнем адресное поле и поле управления HDLC совмещены в единое адресное поле).

first.jpg (22420 bytes)

рисунок 1. Структура и формат кадра Frame Relay.

Структура кадра FR включает в себя следующие элементы:

1. Флаг.

Все кадры начинаются и заканчиваются комбинацией “флаг”: “01111110”. С целью предотвращения имитации комбинации “флаг“ при передаче кадра проверяется все его содержание между двумя флагами и вставляется бит “О” после каждой последовательности, состоящей из пяти идущих подряд бит “1”. Данная процедура (bit stuffing) обязательна при формировании любого кадра FR. На приемном конце биты “О” отбрасываются.

2. Заголовок:

адрес в пределах кадра FR (стандарт FRF), состоит из шести бит первого октета и четырех бит второго октета заголовка кадра (стандарты ANSI и ITU-T допускают размер заголовка до 4 октетов). Эти 10 бит представляют собой идентификатор канала передачи данных (Data Link Connection Identifier, DLCI) и определяют абонентский адрес в сети FR;

бит “опрос/финал” (Command/ Response — CR) зарезервирован для возможного применения в различных протоколах более высоких уровней управления ЭМ-ВОС. Этот бит не используется протоколом FR и “прозрачно пропускается” аппаратно-программными средствами сети FR;

бит расширения адреса (Extended Address — ЕА) DLCI содержится в 10 битах, входящих в два октета заголовка. Однако возможно расширение заголовка на целое число дополнительных октетов с целью указания адреса, состоящего более чем из 10 бит. ЕА устанавливается в конце каждого октета заголовка; если он имеет значение “1”, то это означает, что данный октет в заголовке последний. Стандарт FRF рекомендует использовать заголовки, состоящие из 2 октетов. В этом случае значение бита ЕА первого октета будет соответствовать “О”, а второго — “1”;

бит уведомления (сигнализации) приемника о явной перегрузке (Forward Explicit Congestion Notification — FECN) устанавливается в “I” для уведомления получателя сообщения о том, что произошла перегрузка в направлении передачи данного кадра. Бит FECN устанавливается аппаратурой канала данных (АКД), а не передающим оконечным оборудованием данных (ООД) и может не использоваться терминалами абонентов;

бит уведомления (сигнализации) источника о явной перегрузке (Backward Explicit Congestion Notification — BECN) устанавливается в “1” для уведомления источника сообщения о том, что произошла перегрузка в направлении, обратном направлению передачи содержащего этот бит кадра. Бит BECN устанавливается АКД (а не ООД) и может не использоваться терминалами абонентов;

бит разрешения сброса (Discard Eligibility — DE) устанавливается в “1” в случае явной перегрузки и указывает на то, что данный кадр может быть уничтожен в первую очередь. Бит DE устанавливает либо АКД, либо ООД (т. е. пользователю предоставлено право выбирать, какими кадрами он может “пожертвовать”). Однако при перегрузках узлы коммутации сети FR уничтожают не только кадры с битом DE.

1_1.jpg (30352 bytes)

рисунок 2. Установка бит перегрузки.

3. Информационное поле.

Оно содержит данные пользователя и состоит из целого числа октетов. Его максимальный размер определен стандартом FRF и составляет 1600 октетов (минимальный размер —1 октет), но возможны и другие максимальные размеры (вплоть до 4096 октетов). Содержание информационного поля пользователя передается неизменным.

4. Проверочная последовательность кадра (Erame Check Sequence — FCS).

FCS используется для обнаружения возможных ошибок при его передаче и состоит из 2 октетов. Данная последовательность формируется аналогично циклическому коду HDLC.

Все указанные поля должны присутствовать в каждом кадре FR, который передается между двумя оконечными пользовательскими системами.

Одним из основных отличий протокола FR от HDLC является то, что он не предусматривает передачу управляющих сообщений (нет командных или супервизорных кадров, как в HDLC). Для передачи служебной информации используется специально выделенный канал сигнализации. Другое важное отличие — отсутствие нумерации последовательно передаваемых (принимаемых) кадров. Дело в том, что протокол FR не имеет никаких механизмов для подтверждения правильно принятых кадров.

2. Процедурная характеристика протокола Frame Relay.

Протокол FR является весьма простым по сравнению с HDLC и включает в себя небольшой свод правил и процедур организации информационного обмена. Основная процедура состоит в том, что если кадр получен без искажений, он должен быть направлен далее по соответствующему маршруту. При возникновении проблем, связанных с перегрузкой сети FR, ее узлы могут отказываться от каких-либо кадров.

Узлам сети FR разрешено уничтожать искаженные кадры, не уведомляя об этом пользователя. Искаженным считается кадр, которому присущ какой-либо из следующих признаков:

нет корректного ограничения флагами;
имеется менее пяти октетов между флагами;
нет целого числа октетов после удаления бит обеспечения прозрачности;
наличествует ошибка в FCS;
искажено поле адреса (для случая, когда проверка не выявила ошибки в FCS);
содержится несуществующий DLCI;
превышен допустимый максимальный размер (в некоторых вариантах реализации стандартов FR возможна принудительная обработка кадров, превышающих допустимый максимальный размер).

Для FR характерно:

заполнение канала связи комбинацией “флаг“ при отсутствии данных для передачи;

резервирование одного DLCI для интерфейса локального управления и сигнализации;

содержание поля данных пользователя в любом кадре не должно подвергаться какой-либо обработке со стороны АКД (могут обрабатываться лишь данные в локальном канале управления).