O vývoj specifikací a aplikací Frame Relay se stará sdružení výrobců Frame Relay Forum, které bylo ustaveno v lednu 1991 a podílí se na přípravě většiny standardů, jenž potom postupují normalizačním organizacím ANSI (American National Standards Institute) a ITU-T (International Telecommunications Union-Telecommunications standardization sector). Specifikace jsou ve formě tzv. implementačních dohod (Implementation Agreement, IA), jichž je k dnešnímu dni schváleno 20 a jsou volně k dispozici (na rozdíl od doporučení ITU-T a standardů ANSI).
Více o normách pro Frame Relay po stručném představení této sítě.
Frame Relay co nejstručněji
Frame Relay (rámcové komunikace nebo převádění rámců) je v rámci rozlehlých sítí (WAN, viz článek Písmenková polévka aneb Sítě ve zkratce I.) velmi populárním následovníkem X.25, především díky vyšším rychlostem, které poskytuje. Pojem relay znamená, že rámce spojové vrstvy nejsou „zpracovávány“ na koncích datového spoje, ale převáděny až k cílové stanici, kde jsou teprve zkontrolovány a určeny ke zpracování. Koncové stanice jsou zodpovědné nejen za opravu chyb, ale i za řízení toku.
Frame Relay a možnosti připojení jsou naznačeny na obrázku:
Protokol pro Frame Relay byl původně součástí specifikace paketové služby sítě ISDN. Oddělil se jako samostatný protokol v roce 1989. Na rozdíl od přepojování paketů na síťové vrstvě u X.25 se ve Frame Relay výhodně využívá přepojování rámců na spojové vrstvě (vrstvě 2 podle referenčního modelu OSI, Open Systems Interconnection), které snižuje režii přenosu dat a urychluje jej. Omezení nutnosti opravných činností souvisí se spolehlivější fyzickou infrastrukturou.
Architektura Frame Relay tedy sestává pouze ze dvou nejnižších vrstev, fyzické a spojové. Aby se do ní mohl zařadit omezený spojový protokol (bez některých funkcí, které předepisuje standard), musí se spojová vrstva podobně jako u modelu LAN rozložit do dvou podvrstev: spodní řízené omezeným spojovým protokolem a horní, jejíž protokol jednak doplní chybějící funkce, jednak přizpůsobí tuto podvrstvu síťové vrstvě, ve které působí konkrétní síťový protokol.
Základní vlastnosti Frame Relay lze shrnout následovně:
- přenosová rychlost 64 kbit/s až 2,048 Mbit/s (možná rychlost až 45 Mbit/s),
- proměnná délka rámců do 8189 oktetů,
- multiprotokolová síť – podporuje různé typy síťových protokolů (IP, IPX atd.),
- služba se spojením (connection-oriented) po pevných nebo přepínaných virtuálních okruzích (jedno fyzické rozhraní podporuje více logických spojení),
- v síti jen detekce chyb (bez opravy).
Protokol LAPF a parametry Frame Relay
Spojový protokol LAPF (Link Access Procedure – Frame, doporučení ITU-T's Q.922 Annex A; norma ANSI T1.618 1991) je odvozen z přístupového protokolu LAPD (Link Access Procedure on the D Channel) pro řízení D kanálu v ISDN. Je však proti LAPD značně zjednodušen o funkce, které není třeba vykonávat. LAPF je bitově orientovaný s protokolovými jednotkami rámci proměnné délky od pěti (obsahuje li jen jeden oktet uživatelských dat) do 8.189 oktetů. V porovnání s rámcem normalizovaného spojového protokolu HDLC (High-level Data Link Control), na němž je LAPF založen, v něm chybí řídicí pole (control), zatímco adresové pole má rozsah dvou oktetů (může být rozšířeno až na čtyři oktety), kde 10 bitů identifikuje datový spoj (DLCI) a další tři slouží pro omezené řízení jako:
- indikátor možnosti vyřazení rámce (discard eligible, DE) – indikátor nízké priority (tj. možnosti vyhození) rámce při přetížení uzlu, nastavitelný buď sítí, nebo uživatelem, 1=nastavena nízká priorita, 0=nastavení vyšší priority (neničit rámec),
- dopředné oznámení o přetížení (forward explicit congestion notification, FECN) – oznámení sítě přijímajícímu uživateli, že rámec byl doručen po přetíženém spojení, proto má snížit rychlost příjmu rámců. Přijímající koncový bod (při nastavení bitu FECN) musí zkontrolovat objem příchozího provozu, pokud se překročí CIR (committed information rate, sjednaná rychlost), má situaci oznámit vysílající stanici pomocí BECN, aby se redukoval provoz od příjemce,
- zpětné oznámení o přetížení (backward explicit congestion notification, BECN) – oznámení sítě odesílateli o přetížení sítě a o vyvolání opatření proti zahlcení. Zdrojové zařízení by mělo snížit objem vysílání k dané cílové stanici, pokud ještě nějaká data posílá.
Použití FECN a BECN je volitelné a použitelné buď sítí nebo uživatelem. Síť v žádném svém vnitřním přepínači nesmí žádný z indikátorů zrušit.
Řídicí mechanismy Frame Relay slouží v následujících případech:
- bity BECN a FECN generuje sama síť na základě detekování vnitřního zahlcení, protože nemá možnost rámce po cestě ukládat do nějakých vyrovnávacích pamětí a pouze informuje koncové uzly. Jakmile vysílající koncové zařízení dostane rámec s indikací bitu FECN nebo BECN, mělo by zmenšit velikost vysílacího okna, aby se omezilo zahlcení v síti.
- bit DE může nastavit buď sama síť, pokud objem uživatelských dat přesahuje hodnotu Bc (committed burst, související přímo s hodnotou dohodnutou s provozovatelem sítě: CIR), nebo uživatel, pokud se jedná o rámce s malou prioritou (pokud síť běžně dovoluje Be, excess burst).
- ztráta rámce se detekuje ve vyšších vrstvách koncových systémů, konkrétně v transportní vrstvě, která je zodpovědná za řešení této situace.
Ne všechny sítě Frame Relay využívají všech možností varování při vzniku zahlcení sítě, ale především ne všechna zařízení síťová, ani koncová jsou schopna těchto indikací využít pro správnou reakci.
Adresování ve Frame Relay
Frame Relay používá jako adresy identifikátory datového spojení (Data Link Connection Identifier, DLCI), které ve skutečnosti neadresují samotné zařízení připojené k síti, ale specifikují a rozlišují virtuální okruh mezi uživatelem a přístupovým bodem sítě. DLCI má délku nejčastěji 10 bitů (příp. 16 nebo 23 bitů), tzn. hodnoty se pohybují v intervalu nula až 1.023, z nichž řada je rezervovaných, např. pro skupinové vysílání.
Pevné a přepínané okruhy pro Frame Relay
Prvním a dlouho jediným typem virtuálního okruhu pro Frame Relay byl pevný virtuální okruh (PVC). Fyzické připojení k síti může podporovat větší počet virtuálních okruhů a přidělování skutečné kapacity se děje na základě jejich aktivit.
Přepínané virtuální okruhy (SVC) byly pro Frame Relay navrženy v roce 1994 (FRF.4), ale ITU-T a ANSI schváleny až v roce 1996 (signalizace UNI specifikována v Q.933 a T1.617 pro spojení po B- i D-kanálu). Nicméně dodnes se využívají zřídka.
Vedle PVC a SVC existuje ještě jeden typ virtuálního okruhu, SPVC (Soft PVC), který se z hlediska parametrů uživatele i provozovatele jeví jako PVC, ale používá volání na číslo podle doporučení ITU-T E.164 jako u SVC. Odlišnost je však v tom, že se nepoužívá signalizace, neboť virtuální okruh je dán, a iniciuje ho první přepínač v síti.
Příště: normalizace Frame Relay (ANSI, ITU-T), nová specifikace Frame Relay Fora
ČLÁNKY DO MAILU