Обзор сетей FRAME RELAY
ет
накладные расходы на сегментацию и сборку.
ФОРМАТ КАДРА FRAME RELAY
Для транспортировки по сети FR, данные сегментируются в кадры. Формат
кадра FR приведен на рис. 3. Один или несколько однобайтовых флагов служат
для разделения кадров.
Кадр имеет различную длину, а заголовок коммутируемого кадра содержит 10-
битовый номер, идентификатор соединения канала данных (Data Link Connection
Identifier — DLCI).
[pic]
Рисунок 3. Формат кадра Frame Relay
Приведем назначение полей заголовка кадра FR:
n DLCI - идентификатор соединения;
n C/R - поле прикладного назначения, не используется протоколом FR и
передается по сети прозрачно;
n EA - определяет 2-х, 3-х или 4-х байтовое поле адреса;
n FECN - информирует узел назначения о заторе;
n BECN - информирует узел-источник о заторе;
n DE - идентифицирует кадры, которые могут быть сброшены в случае
затора.
Роль идентификатора соединения DLCI:
Каждое соединение PVC имеет 10-битовый идентификатор, включаемый в
заголовок кадра FR, называемый DLCI. Это число присваивается порту узла FR.
При установке PVC, соединению назначается один уникальный номер DLCI для
порта-источника и другой для порта назначения (удаленного порта). DLCI
присваиваются только конечным точкам PVC — сеть FR автоматически назначает
DLCI внутренним узлам передачи.
Таким образом сфера действия DLCI ограничивается только локальным
участком сети, что позволяет сети поддерживать большое число виртуальных
каналов. Благодаря этому разные маршрутизаторы в сети могут повторно
использовать тот же самый DLCI; это позволяет сети использовать большее
число виртуальных каналов. Таблицы перекрестных соединений (Cross-Сonnect
Tables), распространяемые между всеми коммутаторами FR в сети,
устанавливают соответствие между входящими и исходящими DLCI.
Используя DLCI, DCE направляет данные от DTE через сеть в следующей
последовательности:
n FR DTE инкапсулирует пришедший пакет или кадр в FR-кадр. DTE задает
корректный DLCI-адрес, который берется из специальной таблицы рандеву
(look-up table), в которой определено соответствие между локальным
адресом пакета и соответствующим номером DLCI.
n DCE проверяет целостность кадра, используя контрольную
последовательность FCS и в случае обнаружения ошибки сбрасывает кадр.
n DCE ищет номер DLCI в таблице перекрестных соединений (Cross-Connect
Table) и, в случае если для указанного DLCI не определена связь кадр
сбрасывается.
n DCE отправляет кадр к узлу назначения, через выталкивание кадра в
порт, специфицированный в таблице перекрестных ссылок.
Эти шаги представляют интерес и будут рассмотрены подробнее в
соответствующих разделах.
СКВОЗНАЯ КОММУТАЦИЯ
По сравнению со своим предшественником, X.25, FR имеет значительные
преимущества в производительности. Во время разработки X.25 соединения в
глобальных сетях создавались по большей части на основе менее надежной
аналоговой технологии. Поэтому, чтобы пакеты прибывали к получателю без
ошибок и по порядку, X.25 требует от каждого промежуточного узла между
отправителем и получателем подтверждения целостности пакета и исправления
любой обнаруженной ошибки. Связь с промежуточным хранением замедляет
передачу пакетов, так как каждый узел проверяет FCS каждого поступающего
пакета и только затем передает его дальше. Таким образом, в сети с каналами
низкого качества возникают нерегламентированные непостоянные по величине
задержки передаваемых данных. Поэтому невозможно передавать по сетям X.25
чувствительный к задержкам трафик (например оцифрованную речь) с
удовлетворительным качеством.
С появлением высоконадежных цифровых каналов такая проверка стала
излишней. Поэтому в FR, использование которого подразумевает наличие
цифровой инфраструктуры, не включены функции поиска и коррекции ошибок.
Коммутаторы FR используют технологию сквозной коммутации, при которой
каждый пакет направляется на следующий транзитный узел сразу же по
прочтении адресной информации, что исключает неравномерные задержки. Если
случается какая-либо ошибка, коммутаторы FR отбраковывают кадры. Функция
исправления ошибок возлагается на межконцевой протокол более высокого
уровня (например TCP или SPX). При таком подходе накладные расходы по
обработке в расчете на кадр снижаются, что значительно повышает пропускную
способность и делает ее регламентируемой.
МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ.
Технология FR имеет специальный механизм управления потоками, позволяющий
обеспечивать более гибкое мультиплексирование разнородного трафика.
Управление потоком — это процедура регулирования скорости, с которой
маршрутизатор подает пакеты на коммутатор. Если принимающий коммутатор не в
состоянии принять еще какие-либо пакеты (например, из-за перегрузки), то
при помощи данного протокола можно потребовать приостановить отправку
пакетов с маршрутизатора и, после разгрузки, продолжить ее. Этот процесс
гарантирует, что принимающему коммутатору не надо отбраковывать кадры. FR
не поддерживает этот протокол в полной мере; если у коммутатора FR не
достаточно буферного пространства для приема поступающих кадров, то он
отбраковывает кадры с установленным флагом DE — разрешение на отбраковку
(см. рис. 3). Однако, маршрутизатор может инициализировать процедуру
восстановления данных, что может привести к еще большему затору.
[pic]
Рисунок 4. FECN и BECN.
Решение этой проблемы возлагается частично на протоколы верхлежащего
уровня, например, - TCP/IP, который поддерживает некоторую степень
механизма управления потоками, а также на использование битов FECN, BECN —
флагов явного извещения о перегрузке в прямом и обратном направлениях (см.
рис. 4), причем последние являются особенностями FR.
Информационные биты FECN и BECN выставляются в момент попадания кадра в
затор трафика. Маршрутизаторы с интерфейсом FR могут расшифровать значения
этих битов и активизировать управление потоком на базе протокола
верхлежащего уровня, например, - TCP/IP.
Надо отметить, что представленный механизм не вписался бы в концепцию
регламентирования пропускной способности сети, поддерживаемую FR, без
введения соглашения о согласованной скорости передачи информации (Committed
Information Rate, CIR).
Концепция согласованной скорости передачи информации
CIR — минимальная пропускная способность, гарантированная каждому PVC или
SVC. Эта скорость (измеряется в битах в секунду) выбирается клиентом сети
FR в соответствии с объемом данных, которые он собирается передавать по
сети, и гарантируется она оператором сети FR или администратором. На
текущий момент скорость варьируется от 16 Кбит/с до 44,8 Мбит/с. Если
пакетные посылки не превосходят скорость порта подключения клиента и
пропускная способность сети FR в данный момент имеет свободные ресурсы, то
клиент может превысить согласованное значение CIR. Скорость, с которой
клиент посылает данные при наличии достаточной пропускной способности,
называется оverscription rate.
В случае перегруженности сети, коммутаторы отбрасывают избыточные
(выходящие за пределы CIR) кадры. Поле разрешения на отбраковку (DE) в
кадре FR позволяет регулировать этот процесс. Для каждого кадра,
пересылаемого по сети, коммутатор FR устанавливает бит DE, если данный кадр
превышает спецификацию CIR клиента. В случае затора кадры, с установленным
флагом DE могут быть отбракованы.
Реально, в сетях FR, наряду с CIR используется усредненная за
определенный промежуток времени Tc (скажем, за одну секунду) скорость,
которую сеть «обязуется» поддерживать по соединению PVC или SVC.
Усреднение по времени играет здесь важную роль. Предположим, что через
линию доступа с пропускной способностью 64 Кбит/с пользователь определяет
одно виртуальное соединение с CIR, равной 32 Кбит/с. Это значит, что
приняв, например, в первые полсекунды 32 Кбит, коммутатор вправе отвергнуть
все остальные биты, пришедшие за остальные полсекунды. Поэтому вводится
понятие согласованного импульсного объема передаваемой информации
(Committed Burst Size — Bc) — максимального объема данных, который сеть
«обязуется» передавать за время Tc. Это время вычисляют следующим образом:
Tc=Bc/CIR, а по своей сути оно пропорционально неравномерности трафика.
Если кадры не укладываются в рамки, задаваемые параметрами CIR и Bc, то
они передаются с установленным битом DE. При этом часто используют еще один
параметр — избыточный импульсный объем передаваемой информации (Excess
Burst Size — Be). Он определяет максимальный объем данных сверх Вс
(избыточные данные), который коммутатор попытается передать в течение
времени Тс (см. рис 4). Вероятность доставки данных Ве, передающихся с
установленным флагом DE, очевидно, ниже вероятности доставки данных Вс. Все
данные, превышающие объем Ве, коммутатор отбраковывает. Как видно из
рисунка 5, пропускная способность линии доступа делится на три зоны:
n согласованные данные, с гарантированной передачей;
n избыточные данные (с установленным битом DE), которые передаются в
зависимости от доступных сети ресурсов;
n все данные сверх избыточных, которые коммутатор автоматически
отбрасывает.
[pic]
Рисунок 5.
| |  скачать работу |
Обзор сетей FRAME RELAY |
