20. Сети frame relay. Принципы организации. Обеспечение качества обслуживания. Области применения сетей frame relay.
Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов через интерфейс между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети (например, переключающими узлами). Устройства пользователя часто называют терминальным оборудованием (DTE), в то время как сетевое оборудование, которое обеспечивает согласование с DTE, часто называют устройством завершения работы информационной цепи (DCE). Сеть, обеспечивающая интерфейс Frame Relay, может быть либо общедоступная сеть передачи данных и использованием несущей, либо сеть с оборудованием, находящимся в частном владении, которая обслуживает отдельное предприятие.
В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом протокола, что и Х.25 (смотри Главу "Х.25"). Однако Frame Relay значительно отличается от Х.25 по своим функциональным возможностям и по формату. В частности, Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность.
В роли интерфейса между оборудованием пользователя и сети, Frame Relay обеспечивает средства для мультиплексирования большого числа логических информационных диалогов (называемых виртуальными цепями) через один физический канал передачи, которое выполняется с помощью статистики. Это отличает его от систем, использующих только технику временного мультиплексирования (TDM) для поддержания множества информационных потоков. Статистическое мультиплексирование Frame Relay обеспечивает более гибкое и эффективное использование доступной полосы пропускания. Оно может использоваться без применения техники TDM или как дополнительное средство для каналов, уже снабженных системами TDM.
Протокол Frame relay (FR) относится к канальному уровню модели OSI (Open Systems Interconnection). Он является ярким представителем семейства протоколов с коммутацией каналов. Принцип организации связи с помощью Frame relay заключается в следующем: между участниками информационного обмена устанавливается виртуальный канал, который занимает часть или всю доступную полосу пропускания физической линии связи. Ширина этой полосы остается неизменной по всей длине и в любое время соединения. Поступающие данные с верхних протокольных уровней разбиваются на части, после чего к каждой из частей добавляется заголовок, который несет информацию об адресе получателя, проверочные биты и некоторую другую служебную информацию. Последовательные кадры отделяются друг от друга специальным флагом "01111110". Если в последовательности попадается аналогичная комбинация, то вставляются лишние биты, чтобы избежать ошибочного определения границы кадра. Если в одной физической линии организованы несколько виртуальных каналов, то применяется временное мультиплексирование, т.е. кадры разных соединений циклически меняют друг друга. Чем больше полоса предоставлена соединению, тем больше данных передается в кадре данного соединения. После приема кадра проверяется наличие ошибок и при наличии таковых передающая сторона об этом информируется.
Frame relay используется в основном при организации соединительных линий в пакетном сегменте, например, на интерфейсах к SGSN и GGSN. Однако в последнее время его активно вытесняет IP-протокол, который основан на коммутации пакетов и позволяет использовать ресурсы физического канала гораздо более эффективно.
В отличие от ATM, которая изначально разрабатывалась как интегиррованная сеть для передачи разнообразной информации, основное назначение технологии Frame Relay состояло в том, чтобы обеспечить экономичный обмен цифровыми данными. Достоинством технологии является её «бережливость» – сеть не отбрасывает низкоприоритетные пакеты при возникновении перегрузок в сети, а пускает их в обход места затора. Отсюда сразу вытекает и недостаток – задержка при передаче пакета может возрастать непредсказуемым способом.
Несмотря на, казалось бы, непригодность технологии Frame Relay к передаче голосовой информации, в последнее время интерес к ней резко возрос как раз в этом отношении. Передача такого трафика обеспечивается за счет сокращения времени доставки пакетов с голосовыми данными и переупорядочения очередей в устройствах доступа к сети Frame Relay.
В связи с возросшим авторитетом этой технологии организация Форум Frame Relay приступила к разработке стандартов качетсва обслуживания. Стандартизация позволит предоставить пользователям весь спектр услуг, который может дать технология Frame Relay, помочь им выбрать требуемый уровень качества обслуживания и более эффективно пользоваться им. При разработке показателей качества обслуживания основное внимание уделяется гарантированию полосы пропускания, малой задержке, предотвращению потерь пакетов и обеспечению услуг за счет остающейся полосы пропускания (то есть по мере сокращения доступной полосы пропускания уменьшается и объем предоставляемых услуг).