LCP обеспечивает метод организации, выбора конфигурации, поддержания и окончания работы канала с непосредственным соединением. Процесс LCP проходит через 4 четко различаемые фазы:

Организация канала и согласование его конфигурации. Прежде чем может быть произведен обмен каких-либо дейтаграмм сетевого уровня (например, IP), LCP сначала должен открыть связь и согласовать параметры конфигурации. Эта фаза завершается после того, как пакет подтверждения конфигурации будет отправлен и принят.

Определение качества канала связи. LCP обеспечивает факультативную фазу определения качества канала, которая следует за фазой организации канала и согласования его конфигурации. В этой фазе проверяется канал, чтобы определить, является ли качество канала достаточным для вызова протоколов сетевого уровня. Эта фаза является полностью факультативной. LСP может задержать передачу информации протоколов сетевого уровня до завершения этой фазы.

Согласование конфигурации протоколов сетевого уровня. После того, как LСP завершит фазу определения качества канала связи, конфигурация сетевых протоколов может быть по отдельности выбрана соответствующими NCP, и они могут быть в любой момент вызваны и освобождены для последующего использования. Если LCP закрывает данный канал, он информирует об этом протоколы сетевого уровня, чтобы они могли принять соответствующие меры.

Прекращение действия канала. LCP может в любой момент закрыть канал. Это обычно делается по запросу пользователя (человека), но может произойти и из-за какого-нибудь физического события, такого, как потеря носителя или истечение периода бездействия таймера.

Существует три класса пакетов LCP:

Пакеты для организации канала связи. Используются для организации и выбора конфигурации канала.

Пакеты для завершения действия канала. Используются для завершения действия канала связи.

Пакеты для поддержания работоспособности канала. Используются для поддержания и отладки канала.

Эти пакеты используются для достижения работоспособности каждой из фаз LCP.

Isdn Библиографическая справка

Название сети Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифровая сеть с интегрированными услугами) относится к набору цифровых услуг, которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие материальные источники могли быть переданы конечному пользователю по имеющимся телефонным проводам и получены им из одного терминала конечного пользователя. Сторонники ISDN рисуют картину сети мирового масштаба, во многом похожую на сегодняшнюю телефонную сеть, за тем исключением, что в ней используется передача цирфрового сигнала и появляются новые разнообразные услуги.

ISDN является попыткой стандартизировать абонентские услуги, интерфейсы пользователь/сеть и сетевые и межсетевые возможности. Стандартизация абонентских услуг является попыткой гарантировать уровень совместимости в международном масштабе. Стандартизация интерфейса пользователь/сеть стимулирует разработку и сбыт на рынке этих интерфейсов изготовителями, являющимися третьей участвующей стороной. Стандартизация сетевых и межсетевых возможностей помогает в достижении цели возможного объединения в мировом масштабе путем обеспечения легкости связи сетей ISDN друг с другом.

Применения ISDN включают быстродействующие системы обработки изображений (такие, как факсимиле Group 1V), дополнительные телефонные линии в домах для обслуживания индустрии дистанционного доступа, высокоскоростную передачу файлов и проведение видео конференций. Передача голоса несомненно станет популярной прикладной программой для ISDN.

Многие коммерческие сети связи начинают предлагать ISDN по ценам ниже тарифных. В Северной Америке коммерческие сети связи с коммутатором локальных сетей (Local-exchange carrier) (LEC) начинают обеспечивать услуги ISDN в качестве альтернативы соединениям Т1, которые в настоящее время выполняюут большую часть услуг "глобальной телефонной службы"(WATS) (wide-area telephone service) .

Origin of Frame Relay technology is the end of the 80s. At this time, more and more began to receive the spread of reliable digital channels plesiochronous systems, synchronous digital hierarchy (PDH and SDH). These technologies provide a reliable high-speed channel with low noise and error.

X.25 protocol stack, which existed before the advent of Frame Relay, included a variety of systems error checking and recovery, as used in the low-speed channels with a large noise level. But with the advent of technologies PDH and SDH communication quality has improved significantly and eliminated the need for a complex system of checks, which was present in the X.25. As a result, the change of the protocol stack came Frame Relay technology, which had only the minimum necessary for delivering information from the sender to the recipient. It is also a breakthrough of this technology was that it provided a guaranteed bandwidth, which could provide early technology.

Transmission of frame in Frame Relay technology

Frame Relay technology uses a technique of virtual channels based on tags, thereby reducing the uncertainty in the data delivery to the recipient and this is not so tough methods of transmission, which is characteristic of primary and telephone networks.

Transmission of frame in Frame Relay technology

The virtual channel is established for the exchange of data between the nodes and made entries in the routing tables of all nodes through which this will take place. Set the input and output matching tags that mark the channel in the entire data path. Thus channels may be either unidirectional or bidirectional.

The mechanism of transmission channel package next. If the packet to be transmitted from the computer to the computers C1 C4, the packet is marked with the label 102 and is transmitted to the first node where the routing table of the package marks a new label 106 and is transmitted to the output port 3. Further to this mark, he gets to the second switch, and there gets a new tag 117, which gets on the computer C4.

Virtual Channel Label

Tag virtual channel is the local address of this channel, formally mark FR is the name of the DLCI (Data Link Connection Identifier - Data Link Layer connection identifier). Tags virtual channel should always be unique for each switch, and while they only make sense for the particular switches, ie they do not have values for the other switches and connections between switches must have agreed on the value of the mark.

Метка виртуального канала Frame Relay

Bandwidth Guarantees

But the most interesting features of this technology to customers was a guarantee of bandwidth, which is divided into several types:

• Committed Information Rate, CIR - always guaranteed bandwidth below which transmission rate does not drop.
• Committed Burst Size, Bc - the maximum bandwidth that the provider can provide, but do not guarantee a similar data rate, since it does not fit the profile of CIR.
• Excess Burst Size, Be - the maximum number of bytes that the network will attempt to transmit in excess of the value of Sun for the time interval T.

2.2.2. Сети Frame Relay (FR)

Сеть Frame Relay является сетью с коммутацией кадров или сетью с ретрансляцией кадров, ориентированной на использование цифровых линий связи. Первоначально технология Frame Relay была стандартизирована как служба в сетях ISDN со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с. В дальнейшем эта технология получила самостоятельное развитие. Frame Relay поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология Frame Relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

Стек протоколов Frame Relay передает кадры при установленном виртуальном соединении по протоколам физического и канального уровней. В Frame Relay функции сетевого уровня перемещены на канальный уровень, поэтому необходимость в сетевом уровне отпала. На канальном уровне в Frame Relay выполняется мультиплексирование потока данных в кадры.

Каждый кадр канального уровня содержит заголовок, содержащий номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. Frame Relay - осуществляет мультиплексирование в одном канале связи нескольких потоков данных. Кадры при передаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, поэтому сеть получила название ретрансляции кадров. Таким образом, сеть коммутирует кадры, а не пакеты. Скорость передачи данных до 44 Мбит/с, но без гарантии целостности данных и достоверности их доставки.

Frame Relay ориентирована на цифровые каналы передачи данных хорошего качества, поэтому в ней отсутствует проверка выполнения соединения между узлами и контроль достоверности данных на канальном уровне. Кадры передаются без преобразования и контроля как в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети Frame Relay обладают высокой производительностью. При обнаружениях ошибок в кадрах повторная передача кадров не выполняется, а искаженные кадры отбраковываются. Контроль достоверности данных осуществляется на более высоких уровнях модели OSI.

Сети Frame Relay широко используется в корпоративных и территориальных сетях в качестве:

• каналов для обмена данными между удаленными локальными сетями (в корпоративных сетях);
• каналов для обмена данными между локальными и территориальными (глобальными) сетями.

Технология Frame Relay (FR) в основном используется для маршрутизации протоколов локальных сетей через общие (публичные) коммуникационные сети. Frame Relay обеспечивает передачу данных с коммутацией пакетов через интерфейс между оконечными устройствами пользователя DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) и оконечным оборудованием канала передачи данных DCE (коммутаторами сети типа "облако").

Коммутаторы Frame Relay используют технологию сквозной коммутации, т.е. кадры передаются с коммутатора на коммутатор сразу после прочтения адреса назначения, что обеспечивает высокую скорость передачи данных. В сетях Frame Relay применяются высококачественные каналы передачи, поэтому возможна передача трафика чувствительного к задержкам (голосовых и мультимедийных данных). В магистральных каналах сети Frame Relay используются волоконно-оптические кабели, а в каналах доступа может применяться высококачественная витая пара.

Рис. 1.

На рисунке представлена структурная схема сети Frame Relay, где изображены основные элементы:

1. DTE (data terminal equipment) – аппаратура передачи данных (маршрутизаторы, мосты, ПК).
2. DCE (data circuit-terminating equipment) – оконечное оборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее доступ к сети).

Физический уровень Frame Relay

На физическом уровне Frame Relay используют цифровые выделенные каналы связи, протокол физического уровня I.430/431.

Канальный уровень Frame Relay

В сети Frame Relay используется два типа виртуальных каналов: постоянные (PVC) и коммутируемые виртуальные каналы. На канальном уровне поток данных структурируется на кадры, поле данных в кадре имеет переменную величину, но не более 4096 байт. Канальный уровень реализуется протоколом LAP-F. Протокол LAP-F имеет два режима работы: основной и управляющий. В основном режиме кадры передаются без преобразования и контроля.

В поле заголовка кадра имеется информация, которая используется для управления виртуальным соединением в процессе передачи данных. Виртуальному соединению присваивается определенный номер (DLCI). DLCI (Data Link Connection Identifier) - идентификатор соединения канала данных.

Каждый кадр канального уровня содержит номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. При этом контроль правильности передачи данных от отправителя получателю осуществляется на более высоком уровне модели OSI.

Коммутируемые виртуальные каналы используются для передачи импульсного трафика между двумя устройствами DTE. Постоянные виртуальные каналы применяются для постоянного обмена сообщениями между двумя устройствами DTE.

Процесс передачи данных через коммутируемые виртуальные каналы осуществляется следующим образом:

• установление вызова - образуется коммутируемый логический канал между двумя DTE;
• режим ожидания, когда коммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит;
• завершение вызова - используется для завершения сеанса, осуществляется разрыв конкретного виртуального соединения.

Процесс передачи данных через предварительно установленные постоянные виртуальные каналы осуществляется следующим образом:

• передача данных по установленному логическому каналу;
• режим ожидания, когда коммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит.

Достоинства сети Frame Relay:

• высокая надежность работы сети;
• обеспечивает передачу чувствительный к временным задержкам трафик (голос, видеоизображение).

Недостатки сети Frame Relay:

• высокая стоимость качественных каналов связи;
• не обеспечивается достоверность доставки кадров.

Технология Frame relay (FR) изложена в § 4.3. Сети Frame relay (ретрансля­ция кадров) также являются сетями пакетной коммутации, но отличаются от сетей Х.25: на канальном уровне не выполняется контроль ошибок. Контроль за пра­вильностью передачи данных от отправителя должен осуществляться на бо­лее высоком уровне иерархии протоколов; мультиплексирование (маршрутизация) осуществляется на канальном (ап­паратном) уровне. Управление потоком отсутствует. В основном применяются постоянные виртуальные каналы. На рис. 10.12 представлена структура сети Frame relay. Так как в FR применены виртуальные каналы (статическое мультиплекси­рование), то абонент (маршрутизатор) имеет возможность в течение некото­рого времени передавать данные со скоростью выше той, которая ему гаран­тируется. В связи с этим главной причиной потери передаваемых данных в

сетях ретрансляции кадров является перегрузка (congestion) узлов коммута­ции. Управление трафиком организовано так, что абонент по своему выбору ведет передачу либо в гарантированном режиме, либо с превышением заранее согласованной скорости, что, естественно, сопряжено с риском потери инфор­мации и с повтором передачи искаженных кадров. Пропускная способность сети FR, выделяемая виртуальному каналу, харак­теризуется следующими параметрами. гарантированная скорость передачи данных, т. е. обеспечиваемая абонен­ту постоянно (committed information rate, CIR); учетный период - промежуток времени (секунды), для которого опреде­лен максимальный объем данных (биты), передаваемых сетью с удовлетвори­тельной вероятностью (committed rate measurement interval, T c). гарантированный объем передачи - максимальный объем данных (биты), транспортировка которых в течение учетного периода Т с обеспечена с высокой вероятностью (committed burst size, В с). дополнительный объем передачи - максимальный объем данных (биты), доставка которых в течение учетного периода Т с (в дополнение к объему В с) возможна, но с меньшей вероятностью (excess burst size, В е). максимальная скорость передачи данных (excess information rate, EIR), которая определяется как EIR = (В с + В е)/Т с. Другое название этого параметра - пропускная способность порта (port speed). Из приведенных определений понятно, что CIR, В с и Т с должны удовлетво­рять следующему отношению: CIR = В с /Т с. Пользователь выбирает (и оплачи­вает) пропускную способность порта (EIR) и гарантированную скорость пере­дачи данных (CIR) для каждого виртуального канала, проходящего через порт.

Скорость передачи данных вычисляется узлом доступа к сети FR путем измерения объема, переданного за время Т с. При этом выполняются следую­щие действия: 1. Если полученное значение скорости не превосходит CIR, кадры переда­ются без изменения. 2. Если скорость больше CIR, но меньше EIR, то в кадрах устанавливается бит DE (Discard Eligibility), разрешающий их удаление (при возникновении пере­грузки сети такие кадры отбрасываются в первую очередь). Бит DE может устанавливаться и оборудованием пользователя, которое, таким образом, вы­бирает, какими кадрами пожертвовать прежде всего. 3. В случае, когда скорость превосходит ЕГО., поступающие кадры удаляют­ся независимо от каких-либо условий. Некоторые поставщики услуг предлагают значительные скидки за переда­чу кадров с битом DE. При наличии в сети достаточного запаса пропускной способности абонент может снизить свои финансовые затраты (иногда больше 50 %), положив CIR = 0 (в этом случае DE = 1 во всех передаваемых кадрах). Таким образом, в сетях FR допускается передача данных со скоростью выше гарантированной вплоть до пропускной способности порта, но при этом некото­рые кадры могут быть потеряны и для их восстановления требуется повторная передача. Российские абоненты могут воспользоваться некоторыми международны­ми службами: Global Managed Data Service (английская компания Cable&Wireless PLC), SITA (английская компания SITA Group), Datanet (финская компания Telecom Finland). Есть и отечественные сети, предоставляющие услуги Frame relay: Маком- нет, Метроком, Роском, СОВАМ-телепорт, Спринт и др. Диапазон параметра пропускной способности порта EIR составляет от 56 - 64 кбит/с до 1,544 Мбит/с с шагом 64 кбит/с, а СШ. - 4, 8,16, 32, 56, 64 кбит/с и далее до 1,544 Мбит/с с шагом 64 кбит/с. Основными преимуществами сетей Frame relay являются: высокая скорость передачи. В настоящее время сети Frame relay обеспе­чивают скорость передачи 56 кбит/с и 1,544 Мбит/с; малая сетевая задержка при активизации виртуального канала; хорошая связность для звездной и ячеистой топологии; эффективное использование полосы пропускания. В то же время можно отметить следующие недостатки Frame relay: для подключения к сети Frame relay пользователю необходимо арендо­вать или иметь собственную выделенную линию; для эффективной работы сети требуется высокая надежность каналов свя­зи. Поэтому для построения сетей Frame relay используются дорогие спутни­ковые, оптоволоконные, цифровые каналы связи; сети Frame relay не рассчитаны на передачу больших файлов данных (по­рядка 100 Мбайт), данных мультимедиа и на обслуживание ровного трафика (например, при коллективной разработке ПО). Сети Frame relay предназначены, прежде всего, для приложений со случай­ными сильными всплесками трафика, которые, например, имеют место в сетях электронной почты, автоматизированного проектирования, а также в системах клиент/сервер.