Виртуальные каналы

Виртуальные каналы являются основой для соединений Frame Relay. Стандарты Frame Relay определяют два типа виртуальных каналов – постоянные (PVC, Permanent Virtual Connection) и коммутируемые (SVC, Switched Virtual Connection). Производители оборудования Frame Relay и поставщики сетей Frame Relay начали с поддержки только постоянных виртуальных каналов, что значительно упрощало технологию. Однако в последние годы появилось оборудование, поддерживающее и коммутируемые каналы.

Постоянные каналы не являются динамическими. Владелец сети Frame Relay создает маршрут через сеть, присваивая соединениям 10-разрядный номер. Этот номер называется идентификатор канала передачи данных (DLCI, data link connection identificator). Этот маршрут записывается в таблицы коммутации коммутаторов сети. Пакеты, передаваемые между двумя узлами, следуют всегда по одному и тому же маршруту, и используют DLCI как адрес Канального уровня. Это одна из причин, почему сети Frame Relay работают так быстро.

Коммутируемые виртуальные каналы Frame Relay создаются так же, но являются временными, только на период существования связи.

Оборудование Frame Relay

Каждая сеть, подключаемая к Frame Relay, должна иметь устройство FRAD (frame-relay Access Device, устройство для доступа к Frame Relay). FRAD принимает из локальной сети пакеты, предназначенные для других сетей, обрезает заголовок Канального уровня и упаковывает дейтаграммы в кадры для передачи через Frame Relay. Таким же образом FRAD обрабатывает кадры, идущие из Frame Relay в локальную сеть. FRAD напоминает по функциям маршрутизатор, однако отличается от маршрутизатора тем, что не принимает участие в маршрутизации пакетов через сеть Frame Relay. FRAD просто направляет пакеты из локальной сети граничному коммутатору Frame Relay.

Протоколы Frame Relay

Frame Relay применяет на Канальном уровне два протокола:

1. LAPD (Link Access Procedure for D channel) для управляющих сообщений – это тот же протокол, что и в ISDN.

2. LAPF (Link Access Procedure for Frame-mode Bearer Services) для пользовательских данных.

Протокол LAPD служит для установления виртуального канала смвязи и подготовки к передаче данных. Протокол LAPF служит для передачи данных и выявления ошибок.

Поддержка качества обслуживания

Особенность сетей Frame Relay – гарантированная поддержка основных показателей качества обслуживания (средней скорости передачи данных по виртуальному каналу). Кроме Frame Relay, гарантии качества обслуживания на сегодня дает только технология АТМ. Остальные технологии гарантий не дают. Поставщик услуг Frame Relay может динамически изменять требуемое качество обслуживания при изменении требований клиента.

В технологии Frame relay заказ и поддержание качества обслуживания встроены в технологию. Используется процедура заказа качества определенного уровня. Для каждого виртуального соединения определяется несколько параметров, влияющих на качество обслуживания. Это:

1. CIR (Committed Information Rate) – согласованная информационная скорость, с которой сеть будет передавать данные пользователя (бит/с).

2. Bc (Committed Burst Size) – согласованный объем пульсации, т.е. максимальное количество байт, которое может быть передано за заданный интервал времени Т.

3. Be (Excess Burst Size) – дополнительный объем пульсации, т.е. максимальное количество байт, которое сеть будет пытаться передать сверх установленного значения Вс за интервал времени Т.

Основной параметр – согласованная скорость передачи CIR. Для постоянных виртуальных каналов это соглашение является частью контракта на пользование услугами сети.

Использование сетей Frame relay

Услуги Frame relay обычно предоставляются теми же операторами, которые эксплуатируют сети X.25 . Большая часть производителей выпускает сейчас коммутаторы, которые могут работать как по протоколам Х.25, так и по протоколам Frame relay.

Технология Frame relay занимает в территориальных сетях ту же нишу, которую в локальных сетях занимает технология Ethernet. Обе технологии доставляют кадры в узел назначения без гарантий, дейтаграммным способом. Однако если кадры теряются, то эти сети не предпринимают никаких усилий для их восстановления. Поэтому пропускная способность сети в целом зависит от качества передающих каналов и от методов восстановления пакетов на уровнях стека протоколов, лежащих над Frame relay. Если каналы качественные, т.е. кадры теряются и искажаются редко, то скорости восстановления пакетов протоколов TCP или NCP вполне достаточно. Если же качество каналов плохое, пропускная способность сети может упасть в десятки раз.

Поэтому сети Frame relay применяют только при наличии на магистральных каналах оптоволоконных кабелей. Каналы доступа при этом могут быть и на витой паре.

Для величины задержки кадров сеть Frame relay гарантий не дает, и это основная причина, которая сдерживает применение этих сетей для передачи голоса. Передача видео в сетях Frame relay практически невозможно по другой причине – низкой скорости передачи (до 2Мбит/с). Тем не менее многие производители Frame relay поддерживают передачу голоса. Для этого кадрам, несущим голосовую информацию, присваивается наиболее высокий приоритет, и магистральные коммутаторы обслуживают такие кадры в первую очередь. Желательно при этом, чтобы и сеть была недогружена. Тогда в коммутаторах не возникают очереди кадров, и средние задержки в очередях близки к нулевым.

Еще одно условие для качественной передачи голоса: передавать замеры голоса необходимо в кадрах небольших размеров, чтобы не появлялось задержки при упаковке данных в кадр.