Сетевые технологии

Лабораторная работа № 5 Протокол Frame Relay

Цель работы

Изучить протокол канального уровня Frame Relay для построения территориально распределенной сети, получить практические навыки конфигурирования маршрутизаторов Cisco для работы с протоколом Frame Relay в среде GNS3.

Теоретические сведения

Frame relay (англ. «ретрансляция кадров», FR) — протокол канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame Relay в настоящее время широко распространена во всём мире. Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34,368 мегабит/сек (каналы E3). Коммутация: точка-точка.

Frame Relay был создан в начале 1990-х в качестве замены протоколу X.25 для быстрых надёжных каналов связи, технология FR архитектурно основывалась на X.25 и во многом сходна с этим протоколом, однако в отличие от X.25, рассчитанного на линии с достаточно высокой частотой ошибок, FR изначально ориентировался на физические линии с низкой частотой ошибок, и поэтому большая часть механизмов коррекции ошибок X.25 в состав стандарта FR не вошла. В разработке спецификации принимали участие многие организации; многочисленные поставщики поддерживают каждую из существующих реализаций, производя соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

Frame relay обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Virtual Circuits, VC) в одной линии связи, идентифицируемых в FR-сети по идентификаторам подключения к соединению (Data Link Connection Identifier, DLCI). Вместо средств управления потоком включает функции извещения о перегрузках в сети. Возможно назначение минимальной гарантированной скорости (CIR) для каждого виртуального канала.

В основном применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных (VoIP, видеоконференции и т. п.).

CIR (англ. Committed Information Rate) — гарантированная полоса пропускания виртуального канала PVC в сетях Frame Relay (FR).

В первоначальном наборе стандартов (ANSI T1S1) CIR как отдельный параметр отсутствует, но для отдельного виртуального канала были определены параметры B(c) (bits committed, Committed Burst Size), B(e) (bits excess) и T(c) (Committed Rate Measurement Interval). B(c) при этом определяется как количество бит, гарантированно передаваемых за время T(c) даже при перегрузке сети, B(e) — максимальное количество бит, которые могут быть переданы за время T(c) при недогрузке сети, то есть без гарантии доставки: заголовки пакетов, отправляемые после превышения B(c) метятся битом DE (discard eligible, аналогичен CLP в ATM) и в случае возникновения в сети перегрузки уничтожаются на коммутаторах перегруженного участка.

Таким образом, для виртуального канала могут быть определены две полосы пропускания:

• CIR=B(c)/T(c) — гарантированная полоса пропускания

• EIR=(B(c) + B(e))/T(c) — максимальная негарантированная полоса пропускания (добавляется возможный дополнительный объем трафика)

Возможна настройка и работа FR-каналов со значением CIR, равным нулю.

В ANSI T1S1 значение T(c) не было определено, так как значения T(c), B(c) и B(e) являются связанными параметрами, зависящими от скоростей физических интерфейсов, агрегированных полос пропускания виртуальных каналов, размеров буферов FR-коммутатора и других параметров, зависящих от реализации и настроек коммутатора.

Однако CIR и EIR оказались удобными показателями для описания параметров каналов при заключении соглашений между операторами FR-сетей и потребителями их услуг, более того, во многих случаях T(c) может динамически пересчитываться в зависимости от характера трафика, поэтому в RFC 3133 (Terminology for Frame Relay Benchmarking) CIR является первичным параметром и T(c) определяется как временной интервал, необходимый для поддержания CIR, то есть T(c)=B(c)/CIR, выступая в качестве аналога TCP Sliding Window.

В сетевых технологиях при множественном доступе к разделяемому каналу с двухуровневой приоритизацией (некоторые беспроводные и спутниковые сети и т. д.) также используют термин CIR для приоритезируемой клиентской полосы пропускания, при этом CIR является одним из целевых параметров конфигурации шейперов (shapers) — подсистем сглаживания трафика с буферизацией (RFC 2963, A Rate Adaptive Shaper for Differentiated Services), в этом случае вместо EIR используется комбинация параметров MIR (Maximum Information Rate) и PIR (Peak Information Rate).

Задание

Настроить взаимодействие двух IP-сетей между собой через территориально распределенную сеть, использующую протокол Frame Relay, средствами программного эмулятора сети GNS3. В качестве машин-клиентов следует использовать виртуальные машины среды VirtualBox под управлением операционной системы Microsoft Windows XP или Debian.

Схема ЛВС

В приведённой схеме ЛВС для лабораторной работы указана примерная адресация для компьютеров. При выполнении работы адресация должна соответствовать варианту.

Схема ЛВС в среде GNS3

(IP-сеть 1: 10.100.21.0/24, DCLI маршрутизатора 1 (R1): 21,

IP-сеть 2: 10.100.180.0/24, DCLI маршрутизатора 2 (R2): 180)

Порядок выполнения

Перед выполнением лабораторной работы необходимо:

1. Подготовить схемы сети с указанием IP-адресов в соответствии с вариантом.

2. Подготовить виртуальные машины PC-1, PC-2, на которых должна быть установлена сетевая операционная система Microsoft Windows XP или другая сетевая операционная система, например Debian (Linux).

3. Сконфигурировать Frame Relay-коммутаторы FR1 и FR2.

4. Соединить все элементы сети и сконфигурировать маршрутизаторы R1 и R2.

Выполнение лабораторной работы включает следующие этапы: