Виртуальные каналы протокола Frame Relay

Frame Relay обеспечивает ориентированный на соединение обмен данными на канальном уровне. Это означает, что между каждой парой устройств происходит обмен данными и этим соединениям соответствуют идентификаторы соединений. Такая служба реализуется с помощью виртуальных каналов протокола Frame Relay. Виртуальный канал Frame Relay представляет собой логическое соединение между двумя терминальными устройствами (DTE) по сети Frame Relay с коммутацией пакетов (Packet-Switched Network — PSN).

Виртуальный канал обеспечивает двунаправленный маршрут обмена данными между двумя устройствами DTE и однозначно определяется идентификатором канального соединения (Data-L ink Connection Identifier — DLCI). Для передачи данных по сети несколько виртуальных каналов можно объединить в один физический канал. Эта возможность часто позволяет упростить сеть и уменьшить количество оборудования, требуемого для соединения нескольких устройств DTE.

Виртуальный канал может проходить через любое количество промежуточных DCE-устройств (коммутаторов), расположенных в PSN-сети Frame Relay.

Виртуальные каналы Frame Relay делятся на две категории: коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Circuit — SVC) и постоянные виртуальные каналы (Permanent Virtual Circuit — PVC).

Коммутируемые виртуальные каналы

Коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Circuits — SVC) представляют собой временные соединения, используемые в тех случаях, когда пересылка данных между устройствами DTE по сети Frame Relay имеет эпизодический характер. Сеанс связи по каналу SVC состоит из следующих четырех рабочих состояний.

•          Соединение. Установка виртуального канала между двумя DTE-устройствами Frame Relay.

•          Передача данных. Передача данных по виртуальному каналу между DTE- устройствами.

•          Холостой ход или простой. Соединение между DTE устройствами по-прежнему активно, но данные не передаются. Если канал SVC находится в состоянии простоя в течение определенного времени, то соединение может быть ликвидировано.

•     Разъединение. Ликвидация виртуального канала между DTE-устройствами.

Если после ликвидации виртуального канала возникает потребность в отправке дополнительных данных, то устройства DTE должны установить новый канал SVC. Предполагается, что каналы SVC устанавливаются, поддерживаются и ликвидируются с помощью тех же протоколов сигнализации, которые используются в сетях ISDN.

Раньше лишь немногие производители оборудования DCE для сетей Frame Relay обеспечивали возможность создания коммутируемых виртуальных каналов. Поэтому до недавнего времени в сетях Frame Relay такие каналы не имели большого распространения. Однако в настоящее время каналы SVC поддерживаются оборудованием Frame Relay, и их использование стало нормой. Компании обнаружили, что в конечном счете каналы SVC экономят средства, поскольку не требуется их постоянной поддержки в открытом состоянии.

■V

Постоянные виртуальные каналы

Постоянные виртуальные каналы (Permanent Virtual Circuits — PVC) представляют собой постоянно поддерживаемые соединения, используемые для частой или постоянной передачи данных между DTE-устройствами по сети Frame Relay. Связь по PVC-каналам, в отличие от каналов SVC, не требует соединения и разъединения. PVC-каналы всегда находятся в одном из указанных ниже двух рабочих состояний.

•          Передача данных. Передача данных по виртуальному каналу между устройствами DTE.

•          Холостой ход или простой. Соединение между DTE-устройствами по-прежнему активно, но данные не передаются. В отличие от каналов SVC, связь по PVC- каналам не прерывается ни при каких обстоятельствах, в том числе и в режиме холостого хода.

Поскольку канал действует постоянно, устройства DTE могут начинать передачу данных в любое время, по мере необходимости.

Идентификатор канального соединения

Виртуальные каналы Frame Relay идентифицируются при помощи идентификаторов канального соединения (Data-Link Connection Identifiers — DLCI). Обычно значения DLCI назначаются провайдером службы Frame Relay (например телефонной компанией).

Идентификаторы DLCI Frame Relay имеют локальное значение. Это означает, чю их значения уникальны в пределах локальной сети, но не обязательно уникальны во всей распределенной сети Frame Relay.

На рис. 10.2 показано, что дна различных DTE-устройетва п сети Frame Relay могут иметь одинаковые значения DLCI.

Рис. 10.2. Леи различных DTE-устройетва в распределенной сети Frame Relay могут иметь одинаковые значения идентификаторов DI.C1

Механизмы управления переполнением

Frame Relay позволяет снизим, нагрузку на сеть благодаря простым механизмам оповещения о переполнении, используемым вместо явного управления потоком каждого виртуального канала. Обычно сети Frame Relay реализуются в надежной среде передачи и контроль за целостностью данных не ослабляется, поскольку управление потоком можно предоставить протоколам более высоких уровней. В сетях Frame Relay используются следующие два механизма оповещения о переполнении:

•          прямое явное уведомление о переполнении (Forward-Explicit Congestion Notification — FECN):

•          обратное явное уведомление о переполнении (Backward-Explicit Congestion Notification – BECN).

Каждый из механизмов FECN и BECN управляется одним битом в заголовке фрейма Frame Relay. В этом заголовке также содержится бит допустимости отбрасывания (discard eligibility bit — DE). используемый для идентификации менее важных данных, которые в случае переполнения можно отбросить.

Бит FECN является частью поля адреса в заголовке фрейма Frame Relay. Механизм FF.CN инициируется при отправке DTE-yciройством фреймов Frame Relay в сеть. Если в сети произошло переполнение, то устройства DCE (коммутаторы) устанавливают значение бита FF.CN во фреймах равным 1. Когда фреймы достигают- устройства DTE, являющегося получателем, поле адреса (с установленным битом FF.CN) указывает, что на пути от источника к получателю фрейм прошел через переполнение. Устройство DTE может передать эту информацию для обработки протоколу более высокого уровня. В зависимости от типа реализации сети может быть запущен процесс управления потоком или же это сообщение может быть проигнорировано.

Бит BECN также является частью поля адреса в заголовке фрейма Frame Relay. Устройства DCE устанавливают значение бита BECN равным 1 в тех фреймах, которые передаются навстречу фреймам с установленным битом FECN. Этот установленный бит уведомляет устройство DTE о переполнении на некотором участке сети. Затем устройство DTE может передать эту информацию для обработки протоколу более высокого уровня. В зависимости от типа реализации, может быть запущен процесс управления потоком или же это сообщение может быть проигнорировано.

Бит допустимости отбрасывания во фреймах Frame Relay

Бит допустимости отбрасывания (Discard Eligibility bit — DE) используется для указания на то, что данный фрейм имеет меньшую важность, чем другие фреймы. Бит DE является частью поля адреса в заголовке фрейма Frame Relay.

Устройства DTE могут устанавливать значение DE бита фрейма равным 1 для указания на то, что этот фрейм имеет меньшую важность, чем другие фреймы. В случае переполнения в сети устройства DCE в первую очередь отбрасывают фреймы с установленным DE-битом и лишь после этого отбрасывают фреймы, в которых он равен 0. Это уменьшает вероятность потери DCE-устройствами сети Frame Relay критически важных данных при возникновении в сети переполнения.

Контроль ошибок в сетях Frame Relay

В сетях Frame Relay используется обычный механизм контроля ошибок, известный как циклическая проверка четности с избыточностью (Cyclic Redundancy Check — CRC). Проверка CRC путем сравнения двух вычисляемых значений позволяет определить, возникли ли ошибки при передаче данных от источника к получателю. В сетях Frame Relay нагрузка на сеть сокращается за счет того, что ошибки контролируются, но не исправляются. Обычно сети Frame Relay реализуются в надежной среде передачи и контроль за целостностью данных не ослабляется, поскольку управление потоком можно предоставить протоколам более высоких уровней.

Интерфейс локального управления Frame Relay

Интерфейс локального управления LMI (Local Management Interface — LMI) представляет собой ряд дополнений к базовой спецификации Frame Relay. Интерфейс LMI был разработан в 1990 году корпорациями Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom и Digital Equipment Corporation. Он предлагает ряд функций (называемых расширениями) для управления сложными объединенными сетями. Главными расширениями LMI-интерфейса Frame Relay являются глобальная адресация, сообщения о состоянии виртуального канала и многоадресатная рассылка.

Глобальная адресация делает идентификаторы канального соединения (DLCI) Frame Relay не локальными, а глобальными. Значения DLCI становятся адресами DTE, которые являются уникальными во всей распределенной сети Frame Relay. Благодаря глобальной адресации объединенные сети Frame Relay становятся более функциональными и управляемыми. Например, отдельные сетевые интерфейсы и подключенные к ним конечные узлы могут быть идентифицированы стандартными методами обнаружения и преобразования адресов. Кроме того, в этом случае для маршрутизаторов, расположенных на периферии сети Frame Relay, вся сеть Frame Relay выглядит как обычная локальная сеть.

Сообщения о состоянии виртуального канала обеспечивают обмен данными и синхронизацию между устройствами DTE и DCE сети Frame Relay. Эти сообщения используются для периодического отчета о состоянии каналов PVC, для того чтобы данные не отправлялись в "черные дыры" (т.е. по недействительным PVC-каналам).

Расширение LMI позволяет осуществлять многоадресатную рассылку. Такая рассылка экономит полосу пропускания, позволяя посылать сообщения об обновлении маршрутов и преобразовании адресов только определенным группам маршрутизаторов. Интерфейс LMI также помещает в сообщения об обновлениях сведения о состоянии групп многоадресатной рассылки.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100