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Detalles acerca de Frame relay
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Asignatura: Redes de Banda Ancha
FRAME RELAY
M. Daz y J.L. Gonzlez
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Frame Relay
1. Concepto:Frame Relay es una red de conmutacin detramas orientada a conexin no fiable. Se basaen la utilizacin de circuitos virtuales CVs.Los circuitos virtuales pueden ser:
Circuitos Virtuales Permanentes (PVC). Circuitos Virtuales Conmutados (SVC)
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Frame Relay 1. Concepto
(cont.):
Frame Relay nace como alternativa a X.25 paramejorar el servicio ofrecido.X.25 tiene protocolos de transmisin muy complejos yredundantes para subsanar los errores producidos en latransmisin de la informacin, lo que origina una gransobrecarga (Overhead) :
Informacin de control en los paquetes Muchos paquetes de control introducidos por la red.
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Frame Relay
2. Rasgos ms importantes de X.25:Arquitectura de tres niveles. Red de transmisin de paquetes orientada a conexinutilizando Circuitos Virtuales (CV).Activacin y desactivacin de los CV mediante paquetesde control de llamada utilizando el mismo canal y CVque los paquetes de datos: Sealizacin en lnea.Multiplexacin a nivel 3 de CVs sobre un canal libre deerrores proporcionado por el nivel 2.
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Frame Relay 2. Rasgos ms importantes de X.25
(Cont.):
Duplicidad de control de flujo y errores en N-3 y N-2 ymantenimiento de tablas en cada nodo y para cada CV.La transmisin de un paquete entre nodos no finaliza hastaque se ha realizado correctamente.
PLPLAP-BX.31
PLPLAP-BX.31
PLPLAP-BX.31
PLPLAP-BX.31
Usuario Red Red Usuario
Red deConmu-tacin
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Frame Relay 2. Rasgos ms importantes de X.25
(Cont.):
W=1 (mayor complejidad con W mayores).
Nodo Local
Nodo Intermedio
Nodo Local
Fuente Destino1 2
3 45
6
78 910
11
12
13
14
15 16
Vlido para supuestos de altas tasas de error (10-6): Encaso contrario la sobrecarga es innecesaria y adems sepierde tiempo en cada nodo.
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Frame Relay
3. Rasgos ms importantes de Frame Relay: Red de transmisin de tramas orientada a conexin
utilizando Circuitos Virtuales (CV). Sealizacin fuera de banda: Activacin y
desactivacin de CV mediante paquetes de control dellamada utilizando una conexin lgica diferente a la dedatos de usuario: Los nodos intermedios se ahorran elprocesado de mensajes relativos a control de llamada.
Arquitectura de dos niveles: Desaparece N-3. Multiplexado y conmutacin de conexiones lgicas se
realizan en el nivel 2.
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Frame Relay
3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):
No existe control de flujo ni de errores entre nodosadyacentes: Los nodos se ahorran el mantener tablas deestado (variables de recuento)!
El control de flujo y de errores si lo hay es extremo aextremo, en un nivel superior y es responsabilidad de losusuarios.
Usuario Red Red UsuarioRed deConmutacin
LAPF-CORE
I430/I431LAPF-CORE
I430/I431LAPF-CORE
I430/I431LAPF-CORE
I430/I431S,T S,T
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Frame Relay
3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):
Nodo Local
Nodo Intermedio
Nodo Local
Fuente Destino1 8
2
7
3
6
5 4
Vlido con tasas bajas de error (Redes digitales actuales): Haypoco atraso en los nodos y las tramas tienen poca informacinde control.
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Frame Relay 3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):
Usos esperados: Accesos a ms de 64 Kbps. Aplicaciones de grandes bloques interactivos: Grficos de alta
resolucin (poco atraso y mucha informacin). Transferencias masivas de ficheros (mucha informacin) Aplicaciones multicanal de bajas velocidades: Multiplexacin. trfico interactivo de caracteres: Edicin (tramas cortas, poca
atraso y poca carga).
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares.
Plano de gestin
Plano C(Control)
Plano U(Usuario) Gesti
n de
Plano
Gesti
n de
Cap
a
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Plano de ControL (Plano C): Para sealizacin,establecimiento y liberacin de conexiones lgicas (llamadas).Los protocolos de plano C son entre usuario y red.
Plano de Usuario (Plano U): Para transferencia deinformacin entre usuarios abonados. Los protocolos de planoU son entre usuarios finales (la red no los ve).
Plano de Geston (plano G): Para control y gestin delas operaciones de red.
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
RDSI
NT1S,T U
Plano de Control utiliza el canal DPlano de usuario utiliza canal D, B o H.
Q.922
Plano C
I.451/
Q.931
Q.922ncleo
Plano U
Funciones
de
usuario
I430/I431
Q.922Q.922ncleo
Plano C
I.451/
Q.931
Plano U
I430/I431
Implementado enel interfaz pero noen la red
Implementado enel interfaz y en lared
USUARIO RED
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Frame Relay slo llega a N-2 2 para intercambiode informacin de usuario. Ampliacin/mejora del LAP-D I.441/Q.921:
Aade funciones de control de congestin. Nuevo sistema de direcionado. Subnivelde funciones centrales: Q.922 core. Subnivel de funciones superiores: Q.922 upper.
El Q.922 del CCITT/ITU-T 1.992 El plano de usuario utiliza slo las funciones centrales
de Q.922
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
El establecimiento de conexiones FR requiere utilizarsobre el plano de control : N-3: Se usa el subconjunto Q.933 de I.451/Q.931. N-2: Todas las funciones de Q.922.
ITU-T considera dos servicios: Frame-Swiching:
Servicio de conmutacin de tramas fiable y completo orientado aconexin ,proporcionado por Q.922 completo
No es ofrececido por casi ninguna red. Frame-Relaying:
Servicio de slo retransmisin de tramas orientado a conexin yproporcionado por Q.922 core.
Ofrecido por muchas redes. Es el que vemos
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying:
Ofrecido normalmente por la RDSI. Es proporcionado por Q.922 core. Es un servicio de nivel 2 orientado a conexin:
Transferencia no fiable: las tramas se pueden perder y estropear enla red,
no existe control de flujo a travs del interfaz usuario-red se garantiza que las tramas que llegan en orden.
A Frame-Relaying se accede a travs de canales D, B oH de RDSI.
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying.
Plano de Usuario: Se encarga de transmitirinformacin entre usuarios
sin control de flujo, preservando el orden, sin duplicidades, con poca probabilidad de perder tramas, sin control de errores y transparentemente.
Estas funciones deben implementarse en nivelessuperiores , si se necesitan
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying.
Plano de Usuario: En Frame Relay slo se utiliza el LAP-F Core!:
Delimitacin, alineamiento y transparencia de tramas. Multiplexado y demultiplexado de tramas utilizando el
campo de direccin. (NUEVO!). Ispeccin de nmero entero de octetos (antes/despues de
la insercin/extraccin de bits) Inspeccin del tamao de trama. Deteccin de errores en la transmisin. Control de congestin. (NUEVO!).
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying.
Plano de control:Se encarga de establecer y terminar conexiones lgicas.Funciones similares a las usadas en servicios de conmutacinde circuitos y de conmutacin de paquetes en RDSI.En acceso a FR en redes RDSI las sealizacin de control serealiza sobre el canal D, para gestionar el establecimiento yterminacin de circuitos de acceso o conexiones virtuales porcanales B, D y H al nodo conmutador de tramas.Emplea los niveles 1, 2 y 3.
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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)
Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying.
Plano de control:N 3: Se usa el Q.933 (subconjunto de I.451/Q.931) que sirve parala activacin y gestin de conexiones lgicas Frame Relay(Circuitos Virtuales) sobre conexiones en modo circuito comolas gestionadas por el Q.931.N 2: Se usa el Q.922 completo que da a los mensajes decontrol de llamada (sealizacin Q.931/Q.933) un servicio deenlace fiable con control de errores y flujo, similar a LAP-D.N 1: Se usa el ya visto I.430/I.431.
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Frame Relay
5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: Una red Frame Relay es una red que presenta al usuario
una interfaz de acceso FR y suministra lo necesario parasoportar comunicaciones FR entre interfaces FR.
La red internamente puede funcionar o no con tcnicas FR FR se concibi como un servicio RDSI, pero hay redes
RDSI que no lo ofrecen La RDSI puede dar aceso a nodos de conmutacin de
tramas FH (Frame Hadling) de una red FR. Fig. A) La RDSI puede implementar nodos de conmutacin de
tramas FH con funcionalidad FR . Fig. B) Otras redes pueden dar servicios FR.
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Frame Relay 5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: (cont.)
TE: Equipo TerminalNT1: Terminacin de Red 1LT: Terminacin de lnea en el Conmutador RDSIFH: Manipulador de tramas FR.LS: Conmutador Local RDSI
TE NT1 FHLTS,T U
RDSILS
NT1TE LT/LE FHLSS,T U RDSI
A) Nodo de acceso RDSI sin funcionalidad FR
B) Nodo de acceso RDSI con funcionalidad FR
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Frame Relay 5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: (cont.)
Conexiones de Acceso:
El usuario FR no se conectadirectamente a un FH. Lo hace a su conmutador localRDSI , que puede ofrecer o no servicio de Frame Relay.
La conexin entre el usuario (TE) y el FH se llamaConexin de Acceso y es previa a toda conexin FR.
Se realizan sobre canales fsicos B, H o D. Conexiones de acceso semipermanentes. Conexiones de acceso solicitadas Proceso de llamada
por canal D mediante I.451/Q.931. Cuando ya hay Conexin de Acceso al FH se pueden crear
mltiples conexiones lgicas Frame Relay multiplexadassobre la conexin de acceso hasta el FH.
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Frame Relay 5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: (cont.)
Conexiones FR : Tambin se llaman CV-FRPara activar un Circuito Virtual o conexin lgica FrameRelay primero es necesario activar una conexin de acceso. Por la conexin de acceso pueden establecerse conexionesFR por canales B y H para el caso A) en que el FH LS, opor B, H y D para el caso de que el FH LSLas conexiones FR pueden ser:
Semipermanentes. Por demada.
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Frame Relay 5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: (cont.)
Circuitos Virtuales CV-FR o conexiones FR pordemada:Se inician por canal D con mensajes Q.933 (subconjuntos deI.451/Q.931 con parametros para FR) en el campo deinformacin de tramas LAP-D de SAPI=0Se inician por canal B o H con mensajes Q.933(subconjuntos de I.451/Q.931 con parametros para FR) en elcampo de informacin de tramas FR de DLCI=0.Sobre un mismo canal B, D o H pueden multiplexarse variosCV-FRTodo esto es similar a los circuitos virtuales X.25 sobreRDSI, pero en FR los CVs se estavblecen a nivel 2
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Setup
Setup
Setup
Setup
Connect Connect
ConnectConnect
Connect ACK Connect ACK
Connect ACKConnect ACK
TE TERDSIRed Frame Relay
FH
Disconnect DisconnectRelease
ReleaseComplete
Release
ReleaseCompleteDisconnect
ReleaseDisconnect
ReleaseRelease
CompleteRelease
Complete
Envo de mensajes Q.931por el canal D para elestablecimiento de uncanal B con el FH
Envo de mensajes Q.933por el canal B (o D) parael establecimiento de unaconexin lgica (CV)Frame Relay
Envo de mensajes Q.931por el canal D para laterminacin del canal Bcon el FH
Envo de mensajes Q.933por el canal B (o D) parala terminacin de laconexin lgica (CV)Frame Relay
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Frame Relay
6. Formato de las trama FR:El protocolo LAP-F es similar a LAP-B y LAP-D, delque se considera una extensinSe usa para intercambio de tramas de informacinentre usuarios finales.LAP-F Core ofrece un servicio de transferencia nofiable.Formato de trama de LAP-F Core:
FLAG Direccin Informacin FCS FLAG
1 2-4 Variable 2 1Bytes uoctetos
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Frame Relay 6. Formato de las trama FR. (cont.)
La trama Frame Relay no tiene campo de control porlo que existe un nico tipo de trama que se utiliza para eltransporte de datos de usuario.
No se realiza sealizacin en banda, una conexin lgicaslo sirve para la transmisin de datos de usuario.
Como la trama no tiene nmero de secuencia no esposible realizar ni control de flujo ni control de errores:no hay ACKs ni retransmisiones..
La Red detecta errores y descarta tramas, pero no losrecupera.
Si se desean estas funciones, deben ser implementadasen los equipos terminales.
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Frame Relay 6. Formato de las trama FR. (cont.)
Delimitador o flag: Es 01111110 como en LAP-B y LAP-D. Delimitacin en principio y final de la trama. Transparencia por tcnica de insercin/extraccin de ceros.
Secuencia de verificacin de trama (FCS): Ocupa dos octetos que contienen la redundancia ciclica obtenida
con el polinmio CRC del CCITT :
Permite la deteccin de errores y desechar las tramas erroneas. Informacin: Contiene datos de usuario de nivel superior
o si se desea implementar controles extremo-extremo denivel 2 puede contener tramas LAP-D, LAP-B, etc.
G(x) = x + x + x + 116 12 5
G(x) =x16 +x12 +x5 +1
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Frame Relay 6. Formato de las trama FR. (cont.)
Direccin utilizada en LAPF-Core:
EA: Extended Address.C/R: Command ResponseBit.FECN: Forward ExplicitCongestion Notification.BECN: Backward ExplicitCongestion Notification.DLCI: Data Link ConnectionIdentifier o Identificador dela conexin FR o circuitovirtual (CV)
8 7 6 5 4 3 2 1DLCI
(High order) C/REA0 A) Campo de Direccin
DLCI(Low order)
FECN
BECN DE
EA1
de 2 octetos (por defecto)
8 7 6 5 4 3 2 1DLCI
(High order) C/REA0 B) Campo de Direccin
DLCIFEC
NBEC
N DEEA0
de 3 octetos
DLCI(Low order)
EA1
8 7 6 5 4 3 2 1DLCI
(High order) C/REA0 C) Campo de Direccin
DLCIFEC
NBEC
N DEEA0
de 4 octetos
DLCIEA0
DLCI(Low order)
EA1
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Frame Relay 6. Formato de las trama FR. (cont.)
EA: Indica si es el ltimo octeto del campo de direccin dela trama (1) o continua el campo de direccin (0).
C/R: No usdo en FR, pero puede ser usado por lasaplicaciones.
FECN y BECN: Se se utilizan para control de congestiny los veremos despus . Hay o no campo de control? Esto es control aunque mnimo!
DLCI: Campo de direccin que contiene el identificadorde CV Encada nodo de conmutacin FR se crean tablas de relacin entre
DLCI de cada enlace de entrada y el enlace y DLCI de salida.
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Frame Relay 6. Formato de las trama FR.
DLCI (cont.) Es de significado local a cada extremo y a cada nodo DLCIs globales requeririan gestin global mediante trfico de
control. El DLCI esta formado por 10, 17 o 24 bits que identifican
localmente un CV. Permite multiplexar varios CVs sobre un mismo canal. Si se construye el CV por canal D se asume el campo de direccin
de 2 octetos y los DLCI posibles estan en el rango 480-1007. Esto supone tener SAPIs 32-62 en 6 bits del primer octeto. Las tramas LAP-D y LAP-F se pueden multiplexar juntas en el canal
D y se distinguen por los SAPIs usados
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Frame Relay
7. Funcionamiento de la red. Funcin de retransmisin de tramas como las vistas en una red
FR consiste su encaminado a traves de los nodos deconmutacin (Manejadores de tramas FH) segn su DLCI.
Indica trama a conDLCI=1Seala un CV-FREs un enlace
2 fsico entreTE y el FH
TABLA DE ENCAMINAMIENTO DELMANEJADOR DE TRAMAS FRENTRADA SALIDA
ENLACE DLCII ENLACE DLCIO1 2 3 2
5 62 1 2 3
3 2 1 23 2 16 1 5
I 0 MANEJADOR
a,1
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Frame Relay7. Funcionamiento de la red. (cont.)
Observar: Movimiento de tramas, Cambio de DLCI, Tramas con DLCI=0
van al FH, para elcontrol de llamada
Multiplexacinsobre un mismocanal fsico
CONMUTADOR DE TRAMASFH
(Frame Handler)
TABLA DEENCAMINAMIENTO
Punto de Control
TE
B
h,0 d,1 c,1
2
f,1
TE
A
i,0 b,5 a,2
1
e,2 g,5
TE
C3
j,0 g,6 f,3 e,2
d,3 c,3 b,6 a,2
i,0 i,0 i,0
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Frame Relay7. Funcionamiento de la red. (cont.)
Imaginar el encaminadocon con varios FH. Otras funciones:
Anlisis de FCS Descarga de tramas erroneas (recuperacin por usuarios finales)
La siguiente figura muestra lo mismo desde la perpectivade las conexiones individuales Subniveles comunes: Fsico y FR. N-2 sobre FR segn aplicaciones (FR no lo sabe!): DLCI=i N-2 con Q.922 y N-3 con I.451 para llamadas FR al FH: (DCLI=0 N-2 con Q.922 y niveles superiores para gestin FR: DLCI=8.191
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Frame Relay7. Funcionamiento de la red. (cont.)
SUBNIVEL FRAME RELAY
I.451
Q.922
Funcionesde Gestin
Q.922
NivelesSuperio-
res
N-2 a)
NivelesSuperio-
res
N-2 b)
NivelesSuperio-
res
N-2 c)
(DCLI=0)
(DCLI= i) (DCLI= j) (DCLI=k)
(DCLI=8.191)
NIVEL FSICO N-1
N-2
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Frame Relay
Aadir comparaciones de Stallings sobre comparacin detcnicas (comienzo tema 17)