3.7. Сети ретрансляции кадров
В протоколе Х.25 можно отметить некоторую избыточность в процедуре управления передачей информации, связанной с контролем информации на уровне смежных узлов коммутации. Это оправданно для сетей с достаточно высоким уровнем помех, однако с повышением качества каналов связи роль данной процедуры снижается. Более того, использование протокола Х.25 в современных высокоскоростных помехоустойчивых сетях не позволяет достичь в них максимальной скорости передачи информации. В связи с этим в настоящее время широкое применение находит так называемый метод ретрансляции кадров (FR – Frame Relay).
Основная особенность протокола ретрансляции кадров заключается в том, что узлы коммутации выполняют только основные функции канального уровня, связанные с получением и дальнейшей передачей (ретрансляцией) информации. Большинство процедур обработки и управления передачей информации предполагается осуществлять оконечным оборудованием данных с помощью протоколов более высокого уровня. Например, в рамках протокола ретрансляции кадров защита от ошибок ограничивается проверкой контрольной последовательности кадра. Какие-либо механизмы для корректировки ошибочных файлов, например, за счет повторной передачи кадров, данным протоколом не предусматриваются. В случае ошибки передается сообщение протоколам более высокого уровня.
В настоящее время, когда большинство протоколов высших уровней обладают собственными алгоритмами управления потоками данных, необходимость в этой функциональной возможности канального уровня уменьшилась. В связи с этим в протоколе ретрансляции кадров отсутствует явно выраженное управление потоками для каждой виртуальной цепи. Вместо этого предусмотрены простые механизмы уведомления о перегрузках, позволяющие информировать абонента о том, что ресурсы сети находятся близко к состоянию перегрузки.
Все это позволяет существенно сократить время задержки кадров в узлах коммутации и в сочетании с высокоскоростными каналами обеспечить скорость передачи данных свыше 1,544 Мбит/с, в то время как скорость сети Х.25 не превышает 56 Кбит/с.
Перераспределение функций между сетевым и канальным уровнями отразилось и на структуре информационных блоков. Напомним, что в сетях Х.25 на канальном уровне информационной единицей является кадр, а на сетевом - пакет. В сетях ретрансляции кадров на этих уровнях используется единая структурная единица - кадр. Следует также отметить, что кадры (рис. 3.4) при максимальной длине в 1024 байт содержат минимальный объем (6-8 байт) служебной информации, к которой относятся флаг, заголовок и контрольная последовательность кадра, что совпадает со структурой кадра стандарта Х.25.
Рис.3.4. Структура кадров в сетях ретрансляции кадров:
а) формат кадра и 16-разрядного заголовка;
б) структура третьего и четвертого байтов заголовка кадра
Заголовок длинной 16 или 32 разряда содержит идентификатор виртуального канала (DLCI – Data-Link Connection Identifier), признак команда-ответ (С/R - Command/Response), признак расширенный адрес (ЕА – Extended Address), бит уведомления приемника о перегрузке (FECN – Forward Explicit Notification), бит уведомления источника о перегрузке (ВЕСN – Backward Explicit Notification), бит допустимости удаления кадра (DE – Discard Eligibility).
Метод ретрансляции кадров ориентирован на установление логического соединения в режиме виртуальных каналов, для задания которых используется идентификатор виртуального канала. Эти каналы могут быть как постоянными, так и коммутируемыми. Организация коммутируемого канала между абонентами заключается в обмене кадрами, содержащими служебную информацию, в том числе идентификатор виртуального канала и подтверждение готовности к организации соединения. Кроме того, абонент должен запомнить адрес узла, с которым организуется виртуальный канал.
Управление потоком в сети ведется как узлами коммутации, так и оконечным оборудованием данных. Первые проверяют загруженность сети, а вторые собственно и управляют потоком данных. Для контроля над перегрузкой сети используются биты уведомления о перегрузке (FECN и ВЕСN). Как правило, реакцией на перегрузку сети является снижение скорости передачи информации, эта процедура реализуется протоколами более высоких уровней. Устранение перегрузок заключается в удалении части кадров сетевым оборудованием. В первую очередь удаляются кадры с признаком допустимости удаления кадра (DE=1). Бит удаления может устанавливаться как системой, так и абонентом, которому предоставляется право выбора удаляемых кадров. При этом абонент ведет передачу либо в гарантированном режиме, либо с превышением заранее согласованной скорости, что связано с риском потери информации.