Часть вторая. Особенности функционирования Frame Relay

Рассмотрим принципы работы Frame Relay. Материал представлен в виде трех глав. В первой главе рассмотрены основные вопросы передачи данных в соответствии с протоколом Frame Relay. Во второй главе описываются механизмы передачи сигналов, которые используется в Frame Relay для обеспечения управления. Здесь рассмотрены вопросы обеспечения взаимодействия между сетью и устройством пользователя. Третья глава посвящена вопросам внутреннего функционирования сети Frame Relay.

Глава первая.

Протокол Frame Relay. Основные положения

Заголовок кадра Frame Relay

В наиболее популярных синхронных протоколах данные передаются по каналам связи в виде кадров. Типичная структура кадра показана на рисунке 4.

Рис. 4 Типичная структура кадра в популярных синхронных протоколах.

Кадр Frame Relay имеет небольшое отличие от типичной структуры в заголовке. Формат кадра Frame Relay с нормальным двухбайтовым заголовком показан на рисунке 5.

Рис. 5 Структура кадра Frame Relay.

Заголовок Frame Relay содержит 10-разрядный идентификатор канала передачи данных (DLCI), который является номером связанного с определенным получателем виртуального канала. В случае информационного обмена LAN-WAN DLCI обозначает порт, к которому подключается LAN (Рисунок 6). Функции остальных шести бит в заголовке кадра Frame Relay будут рассмотрены ниже.

Рис. 6 DLCI обозначает порт получателя.

Заметим, что узел Frame Relay не использует многие шаги обработки, которые характерны для протоколов типа X. 25. Сравнение Frame Relay и X. 25 представлено на рисунке 7.

Рис. 7 Упрощенная модель функционирования X. 25 и Frame Relay.

Разработанные в 1991 году стандарты предполагали использование в сетях Frame Relay только постоянных виртуальных каналов (PVC). Такие каналы устанавливаются непосредственно администратором сети через систему управления.

PVC в сети Frame Relay обычно определяет связь между двумя LAN, поэтому новый PVC необходим только при подключении новой LAN к сети. PVC полностью удовлетворяют требованиям большинства приложений. В ряде случаев возможно использование коммутируемых виртуальных каналов (SVC).

Основная процедура протокола Frame Relay

Каким образом сеть может удалить кадр, не нарушая целостности сообщения? Ответ в том, что оконечные устройства управляются протоколами высших уровней, которые могут обнаруживать и восстанавливать потерянные данные в сети. Эта идея не нова и широко используется в сети Internet.

Восстановление кадров в соответствии с процедурами протоколов высших уровней

Как протокол высшего уровня следит за потерей кадра? Он подсчитывает число отправляемых и получаемых кадров. Отправителю посылается подтверждение об успешно принятых кадрах. В случае несоответствия числа отправленных и принятых кадров (за время таймаута) оконечное устройство посылает запрос на повторную передачу. Таким образом, два оконечных устройства гарантируют, что все кадры будут получены без ошибок. Эта функция реализовывается средствами транспортного уровня в протоколах типа TCP и OSI Transport Class 4.

Восстановление кадров протоколами высших уровней может быть неэффективным. Единственный потерянный кадр будет требовать, чтобы все остальные кадры были переданы повторно. Такое восстановление требует дополнительных ресурсов в компьютерах оконечных пунктов, а также дополнительную полосу пропускания сети, чтобы повторно передать большое число кадров. В итоге такая процедура может привести к большим задержкам.

Искажение кадров, вызванное ошибками

Ошибка в кадре обнаруживается с помощью проверочной последовательности кадра (FCS) . В отличие протокола X. 25 узел Frame Relay при обнаружении ошибки не просит отправителя исправить эту ошибку повторной передачей кадра. Узел просто отказывается от кадра и переходит к обработке следующего. Процедура выявления ошибок и перезапроса возлагается на возможности персональных компьютеров или автоматизированных рабочих мест, которое являются отправителями данных. Использование механизма исправления ошибок на высоких уровнях не оправдано, если использовать зашумленные каналы с высокой вероятностью появления ошибки. В настоящее время в мире становится все больше оптоволоконных линий передачи с чрезвычайно низкими показателями вероятности появления ошибки, поэтому восстановления данных на таких линиях происходит достаточно редко и не является существенной проблемой. Таким образом, Frame Relay максимально эффективен только на хороших каналах связи (с малой вероятностью возникновения ошибки).

Удаление кадров в случае перегрузки

Очень важно, чтобы сеть Frame Relay имела хорошие механизмы управления потоком, которые могли бы минимизировать вероятность возникновения и масштабы перегрузок, а также уменьшить влияние потерянных кадров. Особенности управления потоком подробно обсуждаются в следующей главе.

Резюме: Протокол Frame Relay. Основные положения