Уважаемый посетитель сайта! На нашем сайте вы можете скачать без регистрации книги, тесты, курсовые работы, рефераты, дипломы бесплатно!

Авторизация на сайте

Забыли пароль?
Регистрация нового пользователя

Наименование предмета

Яндекс.Метрика
ВВЕДЕНИЕ 3
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ТРАФИК. 3
Метод временного уплотнения 4
Метод статистического уплотнения 4
ОСНОВЫ FRAME RELAY. 7
Трансляция кадров. 7
FRAME RELAY И ВИРТУАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. 7
ТОПОЛОГИЯ СЕТИ FRAME RELAY 8
ФОРМАТ КАДРА FRAME RELAY 10
СКВОЗНАЯ КОММУТАЦИЯ 11
МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ. 12
Концепция согласованной скорости передачи информации 14
ИНТЕГРАЦИЯ РЕЧИ 16
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СБОЕВ 17
НЕДОСТАТКИ ТЕХНОЛОГИИ 18
КЛЮЧЕВЫЕ ДОКУМЕНТЫ СТАНДАРТА FRAME RELAY 28
ПОЛОЖЕНИЕ СЕТЕЙ FRAME RELAY НА РЫНКЕ 20
ПОЧЕМУ FRAME RELAY ? 20
СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ FRAME RELAY 20
Частная сеть на базе выделенных линий. 21
Виртуальная частная сеть. 21
Соглашение с внешней организацией о создании и управлении сетью. 21
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА 23
ОБОРУДОВАНИЕ И КАНАЛЫ ДЛЯ СЕТЕЙ FRAME RELAY 25
ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА ОБОРУДОВАНИЯ 25
КАНАЛЫ ДЛЯ FR 26
Цифровые выделенные каналы связи. 26
Выделенные каналы тональной частоты (ТЧ). 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 30
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ 31

ВВЕДЕНИЕ
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ТРАФИК.
Первые методы одновременной передачи различных видов трафика по одним физи-ческим каналам связи появились достаточно давно. Однако, проблема выбора самой эффек-тивной технологии остается по сей день.
Наибольшее распространение получили методы временного и статистического уплотнения. Все большие и большие объемы клиент-серверного трафика передаются по гло-бальным сетям. Трафик, порождаемый клиент-серверными приложениями, написанными для локально-сетевых сред, имеет, как правило, чрезвычайно неравномерный характер: зна-чительная пропускная способность требуется в течение коротких интервалов времени.
Передача такого трафика по выделенным линиям (TDM-коммутация) или по сети с временным разделением каналов (X.25-коммутация) не эффективна, поскольку большую часть времени доступная емкость расходуется впустую: временные слоты резервируются вне зависимости от того, передается информация или нет.
В то же время, рост компьютерных приложений, требующих высокоскоростных ком-муникаций, распространение интеллектуальных ПК и рабочих станций, доступность высо-коскоростных линий передачи с низким коэффициентом ошибок — все это послужило при-чиной создания новой формы коммутации в территориальных сетях.
Основными требованиями к такой технологии являются:
? высокая скорость:
? низкие задержки;
? разделение портов и
? разделение полосы пропускания на основе виртуальных каналов.

TDM-коммутация каналов обладает первыми двумя характеристиками. X.25-коммутация пакетов — последними двумя.
Трансляция кадров, разработанная, как новая форма коммутации пакетов, как утвер-ждается, обладает всеми четырьмя характеристиками. Эта новая технология носит название FRAME RELAY (FR).
Рассмотрим эти методы поподробнее:

МЕТОД ВРЕМЕННОГО УПЛОТНЕНИЯ


При использовании метода временного уплотнения (Time Divsion Multiplexing - TDM) различным каналам передачи данных предоставляются различные интервалы времени уплотненного канала. Мультиплексоры смешивают поток данных и оцифрованный голос с одной стороны канала связи, и разделяют их с противоположной (см. рис.1). При этом ком-мутацию телефонных соединений производят обычные АТС, причем в этом случае приме-няются относительно высокоскоростные методы оцифровки аналогового телефонного сиг-нала, а потоки данных обрабатываются также традиционными средствами - коммутаторами Х.25 и маршрутизаторами IP/IPX. Основной недостаток этого метода заключается в цик-личности распределения интервалов времени между каналами, т. е. независимости выделяе-мого каждому каналу интервала времени от наличия либо отсутствия необходимости пере-давать информацию. В результате, при неравномерном трафике эффективность использова-ния ресурса канала оказывается невысокой.

Рисунок 1 Механизм временного уплотнения.
МЕТОД СТАТИСТИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ
При статистическом уплотнении фиксированные промежутки времени в уплотняе-мом канале не предоставляются отдельно каждому каналу передачи данных. В этом случае информация каждого канала передачи данных разбивается на отдельные блоки. К блоку до-бавляется заголовок (header), содержащий идентификатор соответствующего канала, и хвост (trailer), что образует единицу передачи информации (Protocol Data Unit) - кадр. Кадрами мо-гут передаваться все виды трафика.
Можно выделить ряд преимуществ, характерных для статистического уплотнения:
• динамическое распределение пропускной способности уплотненного канала связи в зависимости от активности в каналах передачи данных;
• возможность предоставления пропускной способности по требованию;
• возможность установки приоритетов для разных видов трафика.

На статистическом уплотнении каналов основан метод пакетной коммутации. Поня-тие пакета для сетевого уровня во многом аналогично понятию кадра на канальном уровне. Сеть пакетной коммутации состоит из узлов и статистически уплотненных каналов, соеди-няющих узлы. В одном канале связи может быть проложено несколько соединений. Узлы управляют потоками данных и осуществляют коммутацию логических соединений между абонентами сети.
Сети на базе технологии пакетной коммутации стали реальной альтернативой сетям с коммутацией соединений (например, телефонные сети). Примером реализации технологии пакетной коммутации являются сети Х.25.
Сети X.25 предназначены для передачи данных. Основная задача этих сетей - обеспе-чить гарантированную доставку данных по ненадежным каналам связи и повысить эффек-тивность их использования. Протокол X.25 отличается развитыми средствами защиты от ошибок на канальном и сетевом уровнях. К сожалению он не подходит для трафика чув-ствительных к задержке приложений (таких как голос), и не может служить основным транспортным протоколом территориальной сети с интеграцией услуг.

Рисунок 2. Схема проекта с применением метода статистического уплотнения

Технология Frame Relay, также использующая метод пакетной коммутации, обладает всеми преимуществами статистического уплотнения. Однако, в этом протоколе не реализо-вана коррекция ошибок, которая предполагает повторную передачу искаженных пакетов.
Процедура коррекции ошибок повышает достоверность передачи данных, но значи-тельно увеличивает задержку в сети. При передаче голоса и другого чувствительного к за-держке трафика, доставка пакета с задержкой, превышающей определенное значение, теряет смысл. В этом случае процедура коррекции ошибок не должна быть использована. Отсут-ствие коррекции ошибок в протоколе Frame Relay оказывается решающим, так как позволяет минимизировать задержку доставки пакетов.
В случае чувствительного к ошибкам трафика, (такого как передача файлов, функция коррекции возлагается на более интеллектуальное оконечное оборудование.
В последнее время стремительному развитию технологии Frame Relay способствовали несколько основных факторов, и улучшение качества каналов связи - один из них. Есте-ственно, что эта технология предъявляет определенные требования к качеству используемых каналов связи.














ОСНОВЫ FRAME RELAY.
ТРАНСЛЯЦИЯ КАДРОВ.
Методология «трансляция кадров» свойственна коммутационной технологии, опре-деляющей интерфейс коммутации кадров (FRAME RELAY INTERFACE - FRI) с целью улучшения обработки (сокращения времени ответа) и уменьшения стоимости передачи из локальной сети в территориальную и высокоскоростных соединений между ЛВС. Техноло-гия FR требует:
? оконечных устройств, оснащенных интеллектуальными протоколами высоких уровней;
? виртуальных, свободных от ошибок каналов связи;
? прикладных средств, способных осуществлять различные передачи.
Данная технология не только очень подходит для управления пульсирующими тра-фиками между ЛВС и между ЛВС и территориальной сетью, но и адаптируется для передачи такого чувствительного к передаче трафика, как голос.
FRAME RELAY И ВИРТУАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.
Протокол FR использует структуру кадров переменной длины и работает только на маршрутах, ориентированных на установление соединения.
Виртуальное соединение — постоянное или коммутируемое (PVC или SVC) — необходимо установить прежде, чем два узла начнут обмениваться информацией.
PVC (permanent virtual circuits) — это постоянное соединение между двумя узлами, которое устанавливается вручную в процессе конфигурирования сети. Пользователь сооб-щает провайдеру FR-услуг или сетевому администратору, какие узлы должны быть соеди-нены, и он устанавливает PVC между этими конечными станциями.
PVC включает в себя конечные станции, среду передачи и все коммутаторы, распо-ложенные между конечными станциями. После установки PVC для него резервируется определенная часть полосы пропускания, и двум конечным станциям не требуется устанав-ливать или сбрасывать соединение.
Благодаря методу статистического мультиплексирования, несколько PVC могут раз-делять полосы одного канала передачи.
SVC (switched virtual circuits) устанавливается по мере необходимости — всякий раз, когда один узел пытается передать данные другому узлу.
SVC устанавливается динамически, а не вручную. Для него стандарты передачи сиг-налов определяют, как узел должен устанавливать, поддерживать и сбрасывать соединение.
PVC имеют два преимущества над SVC. Сеть, в которой используются SVC, должна тратить время на установление соединений, а PVC устанавливаются предварительно, по-этому могут обеспечить более высокую производительность. Кроме того, PVC обеспечива-ют лучший контроль над сетью, так как провайдер или сетевой администратор может выби-рать путь по которому будут передаваться кадры.
Однако и SVC имеют ряд преимуществ над PVC. Поскольку SVC устанавливаются и сбрасываются легче, чем PVC, то сети, использующие SVC, могут имитировать сети без установления соединений. Эта возможность оказывается полезной в том случае, если поль-зователь использует приложение, которое не может работать в сети с установлением соеди-нений. Кроме того, SVC используют полосу пропускания, только тогда, когда это необхо-димо, а PVC должны постоянно ее резервировать на тот случай, если она понадобится. SVC также требуют меньшей административной работы, поскольку устанавливаются автомати-чески, а не вручную. И наконец, SVC обеспечивают отказоустойчивость: когда выходит из строя коммутатор, находящийся на пути соединения, другие коммутаторы выбирают аль-тернативный путь.
Предназначение этих соединений состоит в расширении области применения FR на другие типы приложений, такие как голос, видео и защищенные приложения Internet, по-мимо прочих. Однако в настоящее время SVC не получили широкого распространения, в силу сложности в реализации. Как следствие, PVC является наиболее распространенным режимом связи в сети FR.
ТОПОЛОГИЯ СЕТИ FRAME RELAY
Соединения FR функционируют на канальном уровне — второй уровень модели OSI (см. рис. 3), используя общую (public), частную (private) или гибридную (hybrid) среду переда-чи.

Рисунок 3. Пример «Frame Relay»-архитектуры

Сеть FR состоит из переключателей (switches) FR, объединенных цифровой средой передачи. Конечное оборудование, к примеру, маршрутизаторы, связываются через FR сеть в одном или нескольких направлениях. В стандартной терминологии, переключатели FR принадлежат к классу устройств DCE (Data Communications Equipment), а конечное оборудо-вание пользователя — к классу DTE (Data Terminal Equipment).
DTE объединяются по спецификациям протокола FR UNI (FR User-to-Network Interface). Переключатель FR, представляющий UNI, читает адреса приходящих кадров и маршрутизирует в соответствующем направлении.
Физически сети FR образуют ячеистую структуру коммутаторов. Общая топология сети приведена на рисунке 4.
Протокол FR может интегрироваться c многими протоколами, такими как ATM, X.25, IP, SNA, IPX и.т.д. .


Рисунок 4. Топология сети Frame Relay

Примеры подобных архитектур будут приведены позже. Например, на рис. 1 можно наблюдать интеграцию протоколов FR и ATM (в силу своей эффективности, наиболее рас-пространенный случай). В данном случае сеть ATM предоставляет виртуальный свободный от ошибок канал связи.
FR позволяет передавать кадры размером до 4096 байт, а этого достаточно для паке-тов Ethernet и Token Ring, максимальная длина которых составляет 1500 и 4096 байт соот-ветственно. Благодаря этому FR не предусматривает 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. 5. Один или несколько однобайтовых флагов служат для разделения кад-ров.
Кадр имеет различную длину, а заголовок коммутируемого кадра содержит 10-битовый номер, идентификатор соединения канала данных (Data Link Connection Identifier — DLCI).


Рисунок 5. Формат кадра Frame Relay
Приведем назначение полей заголовка кадра FR:
? DLCI - идентификатор соединения;
? C/R - поле прикладного назначения, не используется протоколом FR и передается по сети прозрачно;
? EA - определяет 2-х, 3-х или 4-х байтовое поле адреса;
? FECN - информирует узел назначения о заторе;
? BECN - информирует узел-источник о заторе;
? 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 се-ти, что позволяет сети поддерживать большое число виртуальных каналов. Благодаря этому разные маршрутизаторы в сети могут повторно использовать тот же самый DLCI; это позво-ляет сети использовать большее число виртуальных каналов. Таблицы перекрестных соеди-нений (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 последова-тельности:
? FR DTE инкапсулирует пришедший пакет или кадр в FR-кадр. DTE задает коррект-ный DLCI-адрес, который берется из специальной таблицы рандеву (look-up table), в которой определено соответствие между локальным адресом пакета и соответству-ющим номером DLCI.
? DCE проверяет целостность кадра, используя контрольную последовательность FCS и в случае обнаружения ошибки сбрасывает кадр.
? DCE ищет номер DLCI в таблице перекрестных соединений (Cross-Connect Table) и, в случае если для указанного DLCI не определена связь кадр сбрасывается.
304 ? DCE отправляет кадр к узлу назначения, через выталкивание кадра в порт, специ-фицированный 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 преимуще-ства в производительности. Во время разработки X.25 соединения в глобальных сетях созда-вались по большей части на основе менее надежной аналоговой технологии. Поэтому, что-бы пакеты прибывали к получателю без ошибок и по порядку, X.25 требует от каждого про-межуточного 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 воз-никают 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 техноло-гию сквозной коммутации, при которой каждый пакет направляется на следующий транзит-ный узел сразу же по прочтении адресной информации, что исключает неравномерные за-держки. Если случается какая-либо ошибка, коммутаторы FR отбраковывают кадры. Функ-ция 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 регламен-тируемой.
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 маршрути-затор подает пакеты на коммутатор. Если принимающий коммутатор не в состоянии при-нять еще какие-либо пакеты (например, из-за перегрузки), то при помощи данного протоко-ла можно потребовать приостановить отправку пакетов с маршрутизатора и, после разгруз-ки, продолжить ее. Этот процесс гарантирует, что принимающему коммутатору не надо от-браковывать кадры. FR не поддерживает этот протокол в полной мере; если у коммутатора FR не достаточно буферного пространства для приема поступающих кадров, то он отбрако-вывает кадры с установленным флагом DE — разрешение на отбраковку (см. рис. 5). Одна-ко, маршрутизатор может инициализировать процедуру восстановления данных, что может привести к еще большему затору.


Рисунок 6. FECN и BECN.

Решение этой проблемы возлагается частично на протоколы верхлежащего уровня, например, - TCP/IP, который поддерживает некоторую степень механизма управления пото-ками, а также на использование битов FECN, BECN — флагов явного извещения о пере-грузке в прямом и обратном направлениях (см. рис. 4), причем последние являются особен-ностями FR.
Информационные биты FECN и BECN выставляются в момент попадания кадра в за-тор 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 регла-ментирования 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 соответ-ствии 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 регули-ровать этот процесс. Для каждого кадра, пересылаемого по сети, коммутатор FR устанавли-вает 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 проме-жуток времени Tc (скажем, за одну секунду) скорость, которую сеть «обязуется» поддержи-вать 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 полсекун-ды 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 пе-редаются 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 коммута-тор попытается передать в течение времени Тс (см. рис 6). 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 7, пропускная способность линии доступа делится на три зоны:
? согласованные данные, с гарантированной передачей;
? избыточные данные (с установленным битом DE), которые передаются в зависимо-сти от доступных сети ресурсов;
? все данные сверх избыточных, которые коммутатор автоматически отбрасывает.



Рисунок 7. Распределение пропускной способности линии доступа при организации через нее виртуального соедине-ния с определенными CIR и максимальной скоростью из-быточных данных
Реализация этих правил может существенно различаться как в оборудовании FR раз-личных производителей, так и в сетях компаний — поставщиков услуг FR. Широко исполь-зуется случай предоставления пользователю выбора только одного параметра соединения — скорости CIR. При этом граница избыточных данных передвигается «вверх» и приравнива-ется скорости порта доступа. Таким образом устраняется «мертвая зона», при попадании в которую данные автоматически сбрасываются.
Изменить CIR не сложно — достаточно обратиться к оператору или администратору сети, который в свою очередь программным образом переконфигурирует систему. Никакого дополнительного оборудования не требуется (при достаточном значении скорости порта установленного у пользователя оборудования).

Итак, подведем итог. Концепция согласованной скорости передачи — это механизм согласования со стандартом FR (предлагающим регламентированную пропускную способ-ность), предназначенный для разрешения заторов в сети, посредством определения класса сервиса для FR DTE и контроля доступа оборудования пользователя к пропускной способ-ности сети. Для этого, при конфигурировании соединения PVC определяются следующие параметры CIR:
? Bc (Committed Burst Size) - объем данных, передаваемый гарантированно за время Tc;
? Be (Excess Burst Size) - объем данных над Bc, передаваемый в случае достаточности ре-сурсов полосы пропускания;
? DE (Discard Eligibility) - флаг разрешения на отбраковку;
? Tc (sampling interval) временной интервал для измерения Bc и Be, равный Bc/CIR.

Приведем пример конфигурации PVC:
CIR=128000 bits per second
Bc=128000 bits
Be=64000 bits
Tc=1 second
В приведенном примере, DTE может передавать данные со средней скоростью 128 kbps, которая может возрастать до 192 kbps (Bc+Be). Кадры передаваемые над 128 kbps по-мечаются флагом DE. Кадры над 192 kbps будут сброшены при входе в сеть FR.
ИНТЕГРАЦИЯ РЕЧИ
Как уже было отмечено, технология FR позволяет использовать для передачи чув-ствительного к задержкам трафика (речь и т. п.) механизм резервирования полосы канала, близкий к тому, который применяется при временном разделении каналов (подробно - см. предыдущие пункты), а для обычных данных — статистическое приоритетное мультиплек-сирование. Все это в совокупности с некоторыми другими механизмами (описанными в предыдущих пунктах) позволяет обеспечить постоянный темп передачи речевых пакетов.
Современное оборудование FR, помимо компрессии речи (в 10-15 раз), обычно реа-лизует ряд специальных алгоритмов ее обработки, которые позволяют в еще большей степе-ни использовать особенности трансляции кадров.
Одним из механизмов является подавление пауз. Как правило, телефонные собесед-ники говорят по очереди. При разговоре по обычному телефону с ‘молчащей’ стороны пере-дается специальный шумовой сигнал. Кроме того, существуют паузы между словами и предложениями. По статистике во время телефонных переговоров более 60% полосы про-пускания канала используется на передачу тишины. При автоматическом определении от-сутствия полезного сигнала всю полосу канала можно использовать для передачи данных. На приемной стороне в это время генерируется ‘розовый’ шум, для того чтобы у пользовате-ля не создавалось впечатления ‘мертвой’ линии.
Еще одним интересным механизмом является ‘переменная скорость оцифровки’. Определяется наименьшая (базовая) скорость оцифровки, которая обеспечивает минимально приемлемое качество передачи речи, и формируется поток ‘базовых’ кадров, а при наличии свободной полосы канала — ‘дополнительные’ пакеты, улучшающие качество речи. Такой алгоритм обработки телефонного трафика легко реализуется (подробно рассмотренными выше) средствами FR (использование флага DE в кадрах, передающих ‘дополнительную’ информацию, что дает возможность сети сбросить эти кадры в случае перегрузки).
Пример архитектуры сети FR с интеграцией речи и данных приведен на рисунке 6. Телефонный трафик передается непосредственно через уровни FR, обеспечивающие ему приоритетную передачу без задержек, но не гарантирующие 100%-ной доставки до узла назначения (искаженные кадры сбрасываются).


Рисунок 8. Пример сети Frame Relay с интеграцией речи

Для передачи данных, помимо механизмов FR магистральной сети, на абонентской стороне задействованы дополнительные протоколы, в данном случае X.25. Они обеспечи-вают за счет повторной передачи пакетов, в которых обнаружены ошибки, гарантированное доведение данных на уровне абонент-абонент, то есть осуществляют функции протокола транспортного уровня семиуровневой модели взаимодействия открытых систем OSI (этот механизм рассмотрен в пункте ‘Механизм управления потоками’).
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СБОЕВ
Осуществление соединения по глобальной сети связано с некоторой неопределенно-стью, т. к. вы не владеете этой сетью и, таким образом, не имеете контроля над трактами. В подобных ситуациях соединения по глобальной сети, должны быть чрезвычайно отказо-устойчивы. FR отвечает этому требованию благодаря обеспечению динамической ремарш-рутизации в случае отказа PVC.
Физически сети FR образуют ячеистую структуру коммутаторов (см. рис. 3 и рис. 4). Одно из преимуществ такой ячеистой конфигурации состоит в том, что она обеспечивает определенную степень отказоустойчивости. Если из-за выхода из строя какого либо узла PVC становится недоступным, то соседний коммутатор перенаправит соединение по аль-тернативному информационному каналу. В результате характеристики передачи лишь не-сколько ухудшатся. Кроме того, благодаря такой ячеистой конфигурации коммутаторы мо-гут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают значительную пе-регрузку.
Для защиты от сбоев на уровне узла операторы или администраторы FR предлагают две опции: запасные и резервные PVC. В случае запасного соединения (standby PVC) PVC устанавливается и активизируется в запасном узле; этот канал имеет существенно меньшую скорость CIR, чем основное PVC. Если вдруг узел пострадает от землетрясения или пожара, то запасное PVC будет активизировано практически немедленно.
В случае резервного соединения (backup PVC) PVC устанавливается на запасной площадке, но не активизируется. Если функционирование основного узла невозможно, PVC будет активизировано. Запасное PVC подходит для наиважнейших приложений благодаря тому, что его емкость может быть временно увеличена для предоставления более высокой пропускной способности; администратору сети достаточно только программного вмеша-тельства в конфигурацию сети и будет предоставлена дополнительная пропускная способ-ность до тех пор, пока основной канал не будет восстановлен.
Описанный подход FR к защите от сбоев более гибок и менее дорогостоящ, нежели у TDM. В случае TDM вы должны будете иметь несколько запасных выделенных линий. Такая конфигурация и дорога и сложна. После аварий администратору придется переконфигури-ровать все оборудование, в том числе маршрутизаторы и CSU/DSU.
НЕДОСТАТКИ ТЕХНОЛОГИИ
Основной недостаток технологии FR следует из того, что FR является протоколом канального (второго в модели OSI) уровня. FR ‘не различает’ протоколы вышележащих уровней. Из этого вытекает множество проблем. Например, даже если в сети используется один протокол сетевого уровня, скажем IP, FR не ‘отличит’ трафик жизненно важного для работы предприятия приложения клиент-сервер от достаточно второстепенного трафика, идущего с сервера Web. Один из способов отделить эти трафики друг от друга — использо-вать для каждого из них свое виртуальное соединение, что, впрочем потребует дополни-тельных расходов на второе виртуальное соединение.
Среди прочих проблем можно назвать операции IP-мультикастинга, отсутствие ши-роковещательного множественного доступа (Non-Broadcast Multiple Access - NBMA) и др.

ПОЛОЖЕНИЕ СЕТЕЙ FRAME RELAY НА РЫНКЕ
ПОЧЕМУ FRAME RELAY ?
У авторов всех статей, публикуемых по тематике FR, факт того, что FR любим ко-нечными пользователями и, что традиционным операторам сетей и альтернативным по-ставщикам услуг выгодно развертывать сети FR, не вызывает сомнений. В США переход пользователей от арендованных линий к FR связан с тем, что это позволяет им снизить об-щие сетевые расходы на 25-50%. Напомним, что FR —наиболее эффективная технология (дешевая и простая в управлении) для передачи очень неравномерного трафика ЛВС и орга-низации межсетевого обмена. Дополнительным преимуществом является то, что частные и общедоступные сети FR позволяют бесплатно передавать речевой трафик. С точки зрения операторов сетей связи, арендуемые линии, несмотря на свою высокую доходность, на са-мом деле не эффективны. Позволяя обслужить большое число пользователей с помощью од-ной линии связи, технология FR дает возможность операторам в полной мере использовать емкость своих сетей. Разделение полосы пропускания между множеством виртуальных со-единений FR снижает стоимость доступа к сети и уменьшает требуемую среднюю полосу пропускания. Большинство приложений загружают сеть очень неравномерно, поэтому раз-деляемое использование высокоскоростного канала имеет значительные преимущества (по производительности) перед применением низкоскоростного выделенного канала.
Для альтернативных поставщиков услуг связи технология FR имеет еще больше пре-имуществ. С ее помощью они могут предложить услуги передачи данных, которые практи-чески отсутствовали во многих странах. По мере завершения Форумом FR разработки стан-дартов, касающихся сигнализации, сжатия и маршрутизации речевого трафика, альтерна-тивные поставщики услуг могут привлечь к себе часть речевого трафика традиционных операторов связи.
СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ FRAME RELAY
Услуги FR предлагают все больше и больше телекоммуникационных компаний во всем мире. Как правило, они извлекают максимальную пользу из этой технологии путем интегрированной передачи по сети FR данных, трафика ЛВС, речи и факсов. При построе-нии корпоративной сети на базе технологии FR, как правило, рассматриваются три основ-ных варианта ее организации.

Частная сеть на базе выделенных линий.
Компания арендует линии связи и приобретает необходимое оборудование (коммута-торы, маршрутизаторы или мультиплексоры). Построенная на их базе сеть является соб-ственностью фирмы и находится под ее полным контролем.
Виртуальная частная сеть.
Фирма покупает услуги сетей FR у телекоммуникационных компаний. При этом она либо приобретает абонентское оборудование FR вместе с услугами или независимо от них, либо арендует это оборудование у телекоммуникационного оператора. Таким образом, фир-ма создает частную корпоративную сеть с использованием услуг сетей FR общего пользова-ния и осуществляет полный контроль над сетью и административное управление ею.
Соглашение с внешней организацией о создании и управлении сетью.
Существующая корпоративная сеть передается телекоммуникационной компании, которая осуществляет административное управление этой сетью в интересах фирмы-клиента, а кроме того, предоставляет услуги связи, оборудование и реализует поддержку сети. Существует ярко выраженная рыночная тенденция к таким соглашениям; на данной основе в мире функционирует 30% корпоративных сетей. Эта тенденция обусловлена как неспособностью или нежеланием многих компаний самостоятельно справляться с дорого-стоящей и сложной эксплуатацией корпоративных сетей, так и глобальной экспансией теле-коммуникационных операторов, которые постоянно расширяют спектр предоставляемых услуг.
РЕАЛИЗАЦИЯ СЕТИ
Frame Relay может быть использована в качестве интерфейса к услугам либо общедо-ступной сети со своей несущей, либо сети с оборудованием, находящимся в частном владе-нии. Обычным способом реализации частной сети является дополнение традиционных мультиплексоров Т1 интерфейсами Frame Relay для информационных устройств, а также интерфейсами (не являющимися специализированными интерфейсами Frame Relay) для дру-гих прикладных задач, таких как передача голоса и проведение видео-телеконференций. На Рис. 14-5 "Гибридная сеть Frame Relay" представлена такая конфигурация сети.


Обслуживание общедоступной сетью Frame Relay разворачивается путем размещения коммутирующего оборудования Frame Relay в центральных офисах (CO) телекоммуникаци-онной линии. В этом случае пользователи могут реализовать экономические выгоды от та-рифов начислений за пользование услугами, чувствительных к трафику, и освобождены от работы по администрированию, поддержанию и обслуживанию оборудования сети.
Для любого типа сети линии, подключающие устройства пользователя к оборудова-нию сети, могут работать на скорости, выбранной из широкого диапазона скоростей переда-чи информации. Типичными являются скорости в диапазоне от 56 Kb/сек до 2 Mb/сек, хотя технология Frame Relay может обеспечивать также и более низкие и более высокие скоро-сти. Ожидается, что в скором времени будут доступны реализации, способные оперировать каналами связи с пропускной способностью свыше 45 Mb/сек (DS3).
Как в общедоступной, так и в частной сети факт обеспечения устройств пользователя интерфейсами Frame Relay не является обязательным условием того, что между сетевыми устройствами используется протокол Frame Relay. В настоящее время не существует стан-дартов на оборудование межсоединений внутри сети Frame Relay. Таким образом, могут быть использованы традиционные технологии коммутации цепей, коммутации пакетов, или гибридные методы, комбинирующие эти технологии.
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА
Независимо от способа создания сети FR, компании необходимо иметь представление об имеющемся на рынке операторском и абонентском оборудовании FR. Многие поставщи-ки предлагают устройства доступа к сетям FR (Frame Relay Access Device - FRAD) с инте-грацией речи и данных. При выборе FRAD необходимо учитывать размер сети и перспекти-вы ее расширения. Оборудование должно иметь гибкие характеристики, которые позволяют приспособить его к тем тенденциям в области технологий и организации сетей, которые будут главенствующими через 2 -3 года.
Ниже приведены основные тенденции рынка оборудования услуг FR.
? Рост требований к пропускной способности каналов FR, обеспечивающих высокоско-ростную передачу информации с помощью недорогих средств доступа к ресурсам T1/E1. Предполагалось, что сети FR будут поддерживать скорости передачи до 2 Мбит/с, а услуги широкополосных каналов — предоставляться в сетях ATM. Однако операторы начинают расширять спектр своих услуг FR, предлагая все большие скоро-сти передачи. Так MCI уже обеспечивает в объединенном канале FR скорости переда-чи 12,88 Мбит/с. Таким образом FRAD должны работать на высоких скоростях.
? Объединение доступа в Internet и в виртуальные частные сети. Операторы предлагают экономичный доступ в Internet через сети FR, что позволяет за счет отказа от услуг от услуг поставщика доступа в Internet увеличить гарантированную скорость передачи информации (CIR). В этом случае можно использовать одно и то же оборудование для доступа в сети FR и в Internet (первой ласточкой является AT&T). В филиалах реко-мендуется устанавливать интеллектуальные FRAD с интеграцией речи и данных, спо-собные одновременно выполнять функции IP-маршрутизатора, аутентификации поль-зователя и брандмауэра, а так же использовать один IP-адрес для всех устройств ЛВС.
? Подсчитано, что 60% критичного трафика в США составляют данные SNA. Компании переводят многие из этих сетей на технологию FR. Благодаря замене дорогостоящих выделенных линий SDLC достигается снижение издержек на 30-40%. Данные SNA передаются по глобальным сетям FR наряду с трафиком ЛВС, поэтому оборудование FR должно обеспечивать объединение трафика SNA и ЛВС в каналах FR.
? Совместимомость с АТМ. Операторы предлагают услуги FR в качестве промежуточно-го решения для пользователей, нуждающихся в высокой пропускной способности. Кроме того, уже сейчас в корпоративных сетях технология АТМ используется на крупных объектах, а в небольших филиалах продолжает применяться технология FR. Было бы хорошо, если бы абонентское оборудование FR могло обеспечивать переход к АТМ с помощью внешнего решения (устройство объединения АТМ/FR).
? Рост количества интрасетей. 75% интрасетей используют в качестве транспортного протокола FR. Желательно располагать оборудованием FR, которое поддерживает пе-редачу речи как по протоколу FR (VoFR), так и по IP (VoIP).




ОБОРУДОВАНИЕ И КАНАЛЫ ДЛЯ СЕТЕЙ FRAME RELAY
ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА ОБОРУДОВАНИЯ
В этом пункте приведены основные критерии выбора оборудования доступа в сети FR, которое сможет удовлетворить не только нынешние, но и будущие потребности корпо-ративной сети.
1. Универсальность решений и возможность наращивания:
? один поставщик — начиная от решения малого офиса до коммуникационной платфор-мы для управления крупной компанией. Этим достигается сокращение расходов на приобретение оборудования и на расширение его возможностей в будущем;
? интеграция речи, данных, факсимильных сообщений и трафика ЛВС позволяет ис-пользовать максимум пропускной способности сети;
? поддержка магистрального канала с высокой пропускной способностью (от n*64 Кбит до 2 Мбит/с).
2. Поддержка передачи речи:
? компрессия по стандарту G.729 (рекомендован к использованию консорциумом FR Forum);
? приоритетная обработка речевых пакетов;
? поддержка интерфейсов учрежденческой АТС для нескольких каналов T1/E1;
? коммутация речи — установление связи между несколькими пунктами и автомати-ческая маршрутизация телефонного вызова в пределах корпоративной сети в обход учрежденческой АТС;
? использование современных технологий — буфера фазового дрожания; подавления речевых пауз и эха;
? поддержка сигнализации (QSIG, ISDN);
? широкий выбор телефонных интерфейсов (E&M, FXS, FXO).
3. Поддержка передачи данных
? маршрутизация протоколов IP и IPX;
? многопротокольная поддержка SNA (RFC 1490), IP, IPX, HDLC, асинхронный X.25;
? поддержка сервисов ISDN; соединение по требованию (COD), полоса пропускания по требованию (BOD), автоматическое подключение резервного канала ISDN;
? поддержка функций брандмауэра;
? использование одного IP-адреса для всех устройств ЛВС;
? встроенные устройства DCU/CSU для подключения к сети DDS;
? компрессия данных.
4. Управление.
Установленные в устройстве программы-агенты SNMP и приложение сетевого админи-стрирования должны в полной мере обеспечивать конфигурирование, диагностику и не-прерывный контроль с центральной консоли управления.
5. Резервирование.
Необходимо наличие резервных магистрального порта, модуля управления и источника питания.
КАНАЛЫ ДЛЯ FR
Как показал опыт, в том числе российский, для этой цели могут служить следующие каналы:
Цифровые выделенные каналы связи.
Их использование является наиболее очевидным и естественным вариантом, если есть средства на их развертывание.
Физические линии. Если организация имеет физические (неуплотненные) линии, то при помощи соответствующих модемов (ближнего действия или HDSL) можно получить наложенные цифровые каналы со скоростью передачи до 2 Мбит/с. Без применения репите-ров такие каналы обеспечивают связь на расстоянии до 16 км. Причем дальность связи об-ратно пропорциональна диаметру провода и скорости передачи. На оптоволокне при помо-щи модемов RAD можно достичь быстродействия до 38 Мбит/с (E3).
Выделенные каналы тональной частоты (ТЧ).
Многочисленные эксперименты и практическая эксплуатация сетей FR (особенно в России) подтвердили возможность использования каналов ТЧ в сетях FR. При этом необхо-димо применение качественных профессиональных модемов, постоянное слежение за состо-янием каналов, а так же оптимизация топологии сетей. При построении сети FR на базе ка-налов ТЧ следует избегать топологий с большим количеством промежуточных узлов, иначе FR будет работать неэффективно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Термин «Frame Relay» еще не нашел устойчивого русского аналога. С точки зрения принадлежности этого метода ко множеству способов коммутации (коммутация сообщений, пакетов, каналов) можно было бы использовать словосочетание «коммутация кадров». Вме-сте с тем другой вариант — «трансляция кадров» — подчеркивает особенности архитекту-ры, направленные на ускорение обработки в узлах.
В данном реферате приведены: описание базовых концепций протокола FR, тополо-гия сетей FR, сферы применения сетей FR, основные тенденции рынка в связи с FR, обору-дование и каналы для построения полнофункциональных сетей FR. Некоторые вопросы ка-саются особенностей практики построения сетей FR в России.
Конечно, FR не может гарантировать качество обслуживания на том уровне, который способна предоставить АТМ, и не имеет развитых механизмов управления пропускной спо-собностью, свойственных АТМ. Тем не менее существует немало причин (частично приве-денных выше), определяющих успех развития сетей FR и гибридных сетей АТМ-FR. Суще-ствует даже мнение, что в настоящее время развитие сетей АТМ отчасти связано с существо-ванием технологии FR, которая дает для них потоки.
КЛЮЧЕВЫЕ ДОКУМЕНТЫ СТАНДАРТА FRAME RELAY
ANSI TI.602
ISDN-Data-Link Layer Signaling Specification for Application at the User-Network In-terface определяет процедуру доступа к связи на D-канале (LAPD). FR использует подмно-жество LAPD называемое ‘core aspects’ (дословно — ‘вид на ядро’).

ANSI TI.606
ISDN-Architectural Framework and Service Description for Frame Relaying Bearer Service включает описание архитектуры и сервиса FR.

ANSI Addendum to TI.606
Frame Relaying Bearer Service включает детальное описание механизмов управления потоками.

ANSI TI.618
ISDN-Core Aspects of Frame-Relay Protocol for use with Frame Relaying Bearer Ser-vice включает описание ядра протокола FR.

ANSI TI.607 и ANSI TI.617
ISDN-Layer 3 Signaling Specification for Circuit-Switched Bearer Service for Digital Subscriber Signaling System No.1 и ISDN-Digital Subscriber Signaling System No.1 - Signal-ing Specification for Frame-Relay Bearer Service. Определяют требования к сигнализации для FR SVC и PVC сервиса.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ANSI - American National Standards Institute
ATM - Asynchronous Transfer Mode - Асинхронный режим передачи данных
CCITT - Consultive Committee for International Telegraph and Telephone (см. ITU)
CIR - Commited Information Rate - Согласованная скорость передачи данных
DLCI - Data-Link Control Identifier - Идентификатор канала передачи данных
FRAD - Frame Relay Access Device - Устройство доступа к сетям Frame Relay
ISDN - Integrated Services Digital Network - Цифровая сеть с интеграцией услуг
ITU - International Telecommunication Union - Международный Союз Электросвязи (бывш. CCITT)
PDU - Protocol Data Unit - Единица передачи информации (действующего протокола)
PVC - Permanent Virtual Circuit - Постоянный виртуальный канал
SVC - Switched Virtual Channel - Коммутируемый виртуальный канал
WAN - Wide-Area Network - Глобальная сеть




Тэги: сети документальной связи, основы frame relay, способы построения сети frame relay



x

Уважаемый посетитель сайта!

Огромная просьба - все работы, опубликованные на сайте, использовать только в личных целях. Размещать материалы с этого сайта на других сайтах запрещено. База данных коллекции рефератов защищена международным законодательством об авторском праве и смежных правах. Эта и другие работы, размещенные на сайте allinfobest.biz доступны для скачивания абсолютно бесплатно. Также будем благодарны за пополнение коллекции вашими работами.

В целях борьбы с ботами каждая работа заархивирована в rar архив. Пароль к архиву указан ниже. Благодарим за понимание.

Пароль к архиву: 4R3536

Я согласен с условиями использования сайта