Підтримання якості обслуговування

Здатність технології Frame Relay гарантувати деякі параметри якості обслуговування () є суттєвою. Завдяки їй дана технологія отримала широке визнання і вважається однією з найбільш перспективних технологій глобальних мереж. Технологія FR завдяки спеціальному підходу забезпечує параметри якості обслуговування на транспортному рівні. Замість введення пріоритетів в обслуговуванні, тут використовується процедура замовлення заданої якості обслуговування при встановлені з’єднання, яка відсутня в мережах X.25. Для кожного віртуального з’єднання визначається декілька параметрів, які впливають на якість обслуговування, а саме:

• CIR (Commited Information Rate) – узгоджена інформаційна швидкість, з якою мережа передаватиме дані користувача;

• BC (Commiterd Burst Size) – узгоджений об’єм пульсацій, тобто максимальна кількість байтів, які мережа передаватиме від користувача за інтервал часу Т;

• Be (Excess Burst Size) – додатковий об’єм пульсацій, тобто максимальна кількість байтів, які мережа намагатиметься передати зверх встановленого значення BС за час Т.

Якщо ці величини визначено, то час Т визначається так:

.

Співвідношення між параметрами CIR; Be BС та Т наведено на рис. 2.23.

Рис. 2.23

Основним параметром, за яким абонент та мережа заключають угоду при встановленні віртуального з’єднання, є узгоджена швидкість передачі даних.

Для постійних віртуальних каналів ця угода є частиною контракту на користування послугами мережі. При встановленні комутованого віртуального каналу угода про якість обслуговування заключається автоматично за допомогою протоколу Q. 931/933. – бажані значення параметрів CIR, BС та Be передаються в пакеті запиту на встановлення з’єднання.

Оскільки швидкість передачі даних вимірюється на деякому інтервалі часу, то інтервал Т і є таким контрольним інтервалом, на якому перевіряються виконання умов угоди. В загальному випадку користувач не повинен за цей інтервал передати дані з середньою швидкістю, яка б перевищувала CIR.

Якщо користувач порушує цю угоду, то мережа не тільки не гарантує доставку кадру, а помічає цей кадр ознакою (Discard Eligibility), тобто це кадр, який може бути видалений з мережі. Проте кадри, які відмічені даною ознакою, видалятимуться з мережі лише у випадку, коли комутатори почнуть відчувати перевантаження. Якщо ж перевантажень немає, то кадри з ознакоюдоставляються за адресою.Така поведінка мережі буде у випадку, якщо загальна кількість переданих кадрів за час Т не перевищує обсягу BС + Be. Якщо ж цей поріг перевищено, то кадр не відмічається ознакою , а негайно видаляється з мережі.

На рис. 2.23 зображено випадок, коли за інтервал Т в мережу по віртуальному каналу надійшло 5 кадрів. Середня швидкість находження інформації в мережу склала на цьому проміжку R біт/с, і вона виявилася вищою за CIR. Кадри ,тадоставили в мережу дані, сумарний обсяг яких не перевищив поріг BС, тому ці кадри передані із ознакою . Кадр , передача якого перевищує встановлений обсяг пульсацій ВС, помічається ознакою , проте передається по мережі. Дані кадру і всі наступні додані до всіх попередніх кадрів, які привели до перевищення порогу BС + Be, видаляються комутатором.

Користувач може домовитися використувати не всі параметри, а наприклад, CIR та BС. Цей варіант дає більш якісне обслуговування, оскільки кадри ніколи не видаляються зразу. Комутатор лише помічає кадри, що перевищують поріг BС за час T ознакою . Якщо в мережі перевантажень нема, то ці кадри доставляються адресату. Механізм замовлення середньої пропускної спроможності CIR і максимальної пульсації являється основним механізмом керування потоком кадрів в мережах FR. Угода повинна заключатися так, щоб сума середніх швидкостей віртуальних каналів не перевищувала V можливостей (пропускних спроможностей) портів комутаторів. При замовленні постійних віртуальних каналів за це відповідає адміністратор, а при встановленні комутованих віртуальних каналів – програмне забезпечення комутаторів.

В технології FR визначено ще один, додатковий механізм керування потоками. Це механізм інформування користувачів що в комутаторах виникли перевантаження. Для цього використовуються біти FECN та BEСN. Біт FECN кадру сповіщає приймальну сторону про виникнення перевантажень в комутаторах віртуального з’єднання. На підставі цього приймальна сторона повинна за допомогою відповідних протоколів вищих рівнів повідомити передавальну сторону про необхідність зменшити швидкість передачі. Біт BECN сповіщає про переповнення в мережі безпосередню передавальну сторону.

Протокол Frame Relay не вимагає від пристроїв, які отримали кадри з встановленими бітами FECN та BEСN, негайного припинення передачі. Ці біти служать вказівками для протоколів більш високих рівнів (TCP/IP, SPX, NCP) про зниження темпу передачі пакетів.

При створенні комутованого віртуального каналу параметри якості обслуговування передаються в мережу за допомогою протоколу Q.931. Цей протокол встановлює віртуальне з’єднання за допомогою службових пакетів.

Абонент мережі Frame Relay, який бажає встановити комутоване віртуальне з’єднання з іншим абонентом надсилає в мережу по каналу D повідомлення SETUP, яке має декілька параметрів, в тому числі:

• DLCI, адресу призначення, – максимальний розмір кадру в даному з’єднанні; бажане значення CIR для обох напрямків; бажане значення BС для обох напрямків;

• бажане значення Be для обох напрямків.

Комутатор, з яким безпосередньо з’єднаний користувач, відразу передає користувачу пакет CALL PROCEEDING – виклик обробляється. Далі він аналізує параметри, які вказані в пакеті, і якщо він може їх задовольнити, то пересилає повідомлення SETUP наступному комутатору. Наступний комутатор вибирається за таблицею маршрутизації. Якщо всі комутатори на шляху до кінцевого вузла згодні прийняти виклик, то пакет SETUP передається адресату. Абонент, що викликається, негайно передає в мережу пакет CALL PROCEEDING і починає обробляти виклик (запит). Якщо запит приймається, то адресат передає в мережу новий пакет – CONNECT, який проходить по віртуальному шляху в зворотному напрямку. Всі комутатори повинні відмітити що даний віртуальний канал прийнято адресатом. При надходженні пакету CONNECT викликаючому абоненту останній повинен передати в мережу пакет CONNECT ACKNOWLEDGE. Мережа також повинна надіслати абоненту, що викликається цей же пакет CONNECT ACKNOWLEDGEMENT і з цього моменту з’єднання вважається встановленим.