Technologia Frame Relay

Technologia Frame Relay (FR), do chwili zdominowania sieci przez ATM, miała stać się dosyć powszechnym standardem sieciowym zwłaszcza w regionach, gdzie nie dotarła wcześniej technologia X.25. Zdołała jednak zmienić swój status i z technologii przejściowej szybko stała się technologią ogólnie uznaną, tworząc rynek wartości wielu miliardów dolarów. Sieć FR jest znacznie szybsza od X.25 i tańsza niż ATM. Wnosi niewielkie opóźnienia i zapewnia sprawiedliwy dostęp do pasma wszystkim użytkownikom. Na taką właśnie technologię czekali administratorzy sieciowi średnich i wielkich przedsiębiorstw. Protokół Frame Relay funkcjonuje w dwu pierwszych warstwach modelu ISO/OSI.
 

Frame Relay (FR) na tle modelu OSI i kilku innych technologii

Technologia Frame Relay jest znana od 1984 r., ale dopiero w 1991 utorowała sobie szerszą ścieżkę do sieci w USA. Szybką technologią programowego przełączania ramek - Fast Packet Switching - stała się w 1993 r. po włączeniu do jej protokołu procedur przełączania obwodów wirtualnych.

Zastosowania
Sieć Frame Relay zapewnia komunikację połączeniową o przepływności do 45 kb/s. Funkcjonuje na łączach cyfrowych dobrej jakości, odznaczających się niską stopą błędów. Lista zastosowań FR jest coraz szersza i obejmuje:
łączenie sieci LAN,
dostęp do ATM,
transmisje danych i głosu,
wideokonferencje i telekonferencje,
transport plików przez WAN między stacjami wysokiej rozdzielczości a bazą danych,
komunikację interaktywną między terminalami a zasobami dużych komputerów, ale w ograniczonym zakresie przepływności.

Podstawowe własności

Sieć Frame Relay WAN i jej charakterystyczne adresy DLCI

ćć

Frame Relay - podobnie jak X.25 - jest protokołem transportowym w trybie pakietowym, ale wykorzystuje prostszy mechanizm korekcji błędów. Sieć wykrywa błędy nagłówka, formatu i cyklicznego kodu nadmiarowego FCS (Frame Check Sequence). Ramki z błędem są kasowane, a ich skompletowanie przeprowadzają stacje końcowe, odwołując się do procedur powtarzania części sesji, gdyż ramki nie są numerowane. Ponadto sieć modyfikuje nagłówki ramek i FCS. Pakiety przełącza się programowo.

Sieć FR WAN składa się z przełączników połączonych kanałami fizycznymi, w których są multipleksowane obwody wirtualne rozpoznawane po niepowtarzalnych numerach DLCI, i z urządzeń dostępowych. Normy FR określają też dwa poziomy protokołów: jeden dla transferu danych między urządzeniami dostępowymi, drugi dla sygnalizacji (sprawdzanie integralności interfejsu z siecią, przekazywanie informacji o stanie obwodów wirtualnych itp.).

Obwody wirtualne Frame Relay

DTE i DCE - kategorie urządzeń Frame Relay

ąńąń

Sieć Frame Relay WAN zapewnia dwukierunkową komunikację połączeniową każdej parze urządzeń dostępowych DTE. Ścieżka łącząca dwa takie urządzenia może przebiegać przez kilka węzłów DCE połączonych ze sobą kanałami fizycznymi. W efekcie przez jedno międzywęzłowe połączenie fizyczne może przebiegać wiele wspomnianych ścieżek, nazywanych obwodami logicznymi lub wirtualnymi. Każdy taki obwód jest oznaczany przez operatora numerem DLCI, spełniającym funkcje lokalnego adresu pakietu, ale tylko w obrębie FR WAN. Pasmo transmisyjne kanału fizycznego może być dzielone dynamicznie między stowarzyszone z nim obwody wirtualne. Oznacza to, że użytkownik uzyskuje dostęp do pasma dopiero w chwili nawiązywania transmisji, a po jej zakończeniu całe to pasmo przypadnie innemu obwodowi wirtualnemu.

Ścieżki między dwoma DTE można zestawiać na dłuższe okresy lub tylko sporadycznie, na życzenie. Z tych względów obwody wirtualne FR zostały podzielone na dwie grupy: stałe połączenia wirtualne PVC (Permanent Virtual Circuits) i przełączane - SVC (Switched Virtual Circuits).

Stałe obwody wirtualne PVC odpowiadają liniom dzierżawionym, a więc są zestawiane na okres miesięcy czy lat. Komunikat sieci FR o stanie obwodu PVC może zawierać jedną z dwu następujących informacji:
Data Transfer - trwa wymiana danych między DTE przez obwód PVC;
Idle - połączenie ustalone, ale nieaktywne. Przedłużający się stan braku aktywności obwodu PVC nie wpływa na żadne decyzje.

Urządzenie DTE nie nawiązuje połączenia PVC, wysyła swoje dane bez uruchamiania procedur sygnalizacyjnych. Ten typ połączeń dominuje na razie w prawie wszystkich sieciach Frame Relay WAN.

Przełączane obwody wirtualne SVC są zestawiane i rozłączane na życzenie użytkownika, podobnie jak w telefonii. Niektóre parametry takiego łącza negocjuje się w czasie nawiązywania sesji. Komunikat o stanie połączenia SVC może zawierać jedną z czterech informacji:
Call Setup - połączenie wirtualne między dwoma DT FR zostało ustalone;
Data Transfer - trwa wymiana danych między DTE przez obwód wirtualny SVC;
Idle - połączenie ustalone, ale nieaktywne. Przedłużanie takiego stanu ponad zdefiniowany okres może spowodować rozłączenie SVC;
Call Termination - połączenie między DTE zostało rozłączone.

Ustalanie połączenia SVC między nadawcą i siecią FR rozpoczyna się sygnalizacją przez kanał typu D, zgodnie z zaleceniem Q.933 dla ISDN.