1. Общие положения
Целью выполнения лабораторной работы является приобретение студентами практических навыков в создании и использовании постоянных виртуальных соединений в сетях, построенных по технологии Frame Relay.
2. Основные принципы построения сетей Frame Relay
Технология, которая в последствии получила название Frame Relay (коммутация кадров), первоначально была разработана в 1980-х для использования в сетях ISDN. Как следует из названия, данная технология обеспечивает информационное взаимодействие на физическом и канальном уровне OSI и предназначена динамического разделения ресурсов канала между пользовательскими процессами передачи данных.
Информационное взаимодействие в сетях FR осуществляется только на физическом и канальном уровне. В отсутствии сетевого уровня взаимодействия заключается коренное отличие технологии Frame Relay от таких технологий, как ISDN и X.25. Блоки протокола сетевого уровня инкапсулируются непосредственно блоки данных канального уровня — кадры Frame Relay, что существенно повышает эффективность использования каналов передачи данных.
Также как и в сети X.25, основу сетей Frame Relay составляют виртуальные каналы (virtual circuits).
Виртуальный канал в сети Frame Relay представляет собой логическое соединение созданное между двумя устройствами DTE в сети Frame Relay для обеспечения информационного обмена между ними.
В сети Frame Relay могут быть использованы два типа виртуальных каналов: коммутируемые (SVC) и постоянные (PVC). Вследствие описанной выше специфики технологии Frame Relay, при построении сетей значительно более часто применяются именно постоянные виртуальные соединения (каналы). Через различные PVC, например, могут передаваться пакеты различных протоколов сетевого уровня, таких как IP или IPX. Постоянные виртуальные соединения могут также быть использованы для передачи блоков данных различных сетей протокола IP. Таким образом, аппарат PVC позволяет создавать гибкую инфраструктуру, способную обеспечить разнообразные варианты информационного взаимодействия между компонентами сети.
Для идентификации постоянных виртуальных каналов в сетях, построенных по технологии Frame Relay, используется DLCI (Data-Link Connection Identifier). Значение DLCI однозначно определяет номер виртуального канала для каждого порта устройства Frame Relay.
3. Параметры качества обслуживания Frame Relay
Основное отличие технологии Frame Relay от X.25 заключается в возможности формирования и реализации соглашений относительно значений параметров качества предоставляемой услуги. В качестве таких параметров в сети Frame Relay используются:
согласованное значение информационной скорости (Committed Information Rate — CIR)
гарантированный объем передаваемых данных (committed burst size — Bc)
не гарантированный объем передаваемых данных (excess burst size — Be)
Согласованное значение информационной скорости CIR является одним из основных параметров услуги FR. Значение CIR определяется отдельно для каждого PVC.
Согласованная информационная скорость — это максимальная скорость, с которой пользователь может обеспечивать гарантированный информационный обмен по отдельному каналу PVC.
Сумма значений CIR всех PVC, которые определены для физического канала, не должна превышать (0.75-0.8) доли его пропускной способности.
Гарантированный объем и интервал неравномерности трафика тесно связаны с CIR и предназначены для определения параметров трафика пользователя в соответствии с формулой: Тс = Bc/CIR.
Значение Bc определяет максимальный объем данных пользователя, который должен быть передан через канал без потерь за период Тс.
Значение Be определяет величину предельного увеличения трафика пользователя для конкретного виртуального канала PVC. Кадрам пользователя, которые образовали добавку Be к согласованному значению Bc, присваивается признак DE.
4. Сигнализация и управление виртуальными каналами Frame Relay
Широкое использование технологии Frame Relay в качестве универсальной транспортной среды вызвало необходимость разработки дополнительных спецификаций, которые обеспечивали более гибкое управление ресурсами PVC и SVC в сети Frame Relay. Одной из первых таких спецификаций была спецификация LMI.
Спецификация LMI (Local Management Interface), была разработана в 1990 году инициативной группой, в которую вошли компании Cisco Systems, Strata COM, Northern Telecom и DEC Создание спецификации LMI позволило использовать следующие виды сервиса:
Использование значений DLCI для глобальной адресации хостов в сети Frame Relay
Механизм автоматического определения текущего статуса PVC
Использование многоадресных сообщений
Использование процедур определения адреса канального уровня
Для передачи управляющих сообщений LMI обычно используется специальный PVC #1023. Мониторинг состояния PVC в данном случае осуществлялся по принципу Keep Alive — одно устройство посылает запрос Status inquiry в ответ на который смежное сетевое устройство формирует ответ на запрос Status report.
5. Порядок выполнения лабораторной работы
5.1. Теоретическая часть
Используя материалы лекций, методической и дополнительной литературы подготовить ответы на следующие вопросы:
В чем заключаются преимущества сети, построенной с использованием технологии Frame Relay по отношению к сети на основе выделенных каналов передачи данных?
В чем заключаются преимущества технологии Frame Relay по отношению к таким сетевым технологиям, как ISDN и X.25?
Для чего используются виртуальные каналы в сетях, построенных с использованием технологии Frame Relay?
Какие параметры виртуального соединения Frame Relay используются для формирования соглашения о качестве обслуживания?
Каким образом в сети Frame Relay осуществляется выполнение соглашения о качестве обслуживания?
5.2. Практическая часть
Лабораторный комплекс включает в себя многофункциональные маршрутизаторы NSG-800 и NSG-510 произведенные компанией NSG (Группа Сетевые Системы).