FRAME RELAY

Luis SequedaCod.: 022058Electiva II: RedesValencia, mayo de 2015

FRAME RELAY1. ConceptoFrame Relay o (Frame-mode Bearer Service) es una tcnica de comunicacin mediante retransmisin de tramas para redes de circuito virtual, introducida por la ITU-T a partir de la recomendacin I.122 de 1988. Consiste en una forma simplificada de tecnologa de conmutacin de paquetes que transmite una variedad de tamaos de tramas o marcos (frames) para datos, perfecto para la transmisin de grandes cantidades de datos.La tcnica Frame Relay se utiliza para un servicio de transmisin de voz y datos a alta velocidad que permite la interconexin de redes de rea local separadas geogrficamente a un coste menor.Frame Relay proporciona conexiones y vitlatla entre usuarios a travs de una red pblica, del mismo modo que lo hara una red privada punto a punto, esto quiere decir que es orientado a la conexin. Las conexiones pueden ser del tipo permanente, (PVC, Permanent Virtual Circuit) o conmutadas (SVC, Switched Virtual Circuit). Por ahora slo se utiliza la permanente. De hecho, su gran ventaja es la de reemplazar las lneas privadas por un slo enlace a la red.El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores, y las tramas deben llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a travs de la red, puede manejar tanto trfico de datos como de voz.

2. Terminologa LMI (local managament interface)Esto defina como DCE (el router u otro interface Frame Relay) interacta con el DCE (El switch de Frame Relay).

DLCI (data link connection interface)Se usa para identificar el circuito virtual en el interface fsico.., Es la direccin del VC. Usando DLCI puede multiplexar trfico mediante un nico interface. Los nmeros de DLCI pueden ser diferentes en cada lado del circuito en el mismo circuito virtual.

Velocidad de acceso (access rate)Es la velocidad de la conexin fsica entre el router y el switch Frame Relay.

CIR (committed information rate)Es el promedio de ancho de banda que el proveedor de acceso nos garantiza.

BC (committed Burst rate)Define la cantidad de bits que puede enviar durante una congestin durante un periodo de tiempo.

BE (excessive Burst rate)Define la cantidad de bits que puede enviar de mas en un periodo de tiempo cuando no hay congestin.

DE (discard eligibility)Usado para marcar una prioridad para que se puedan eliminar paquetes en caso congestin.

OversubscriptionEs la cantidad de exceso de ancho de banda que se usa en momentos puntuales.

FECN (forward explicit congestion notification)Se pone a uno para indicar a un host que existe congestin en la red, y que el problema se ve agravado por el trfico que l est recibiendo por el DLCI por el que ha recibido el aviso; por tanto el host deber emplear los mecanismos a su alcance para conseguir que su interlocutor introduzca un caudal de trfico menor en ese DLCI. La denominacin 'forward' indica que la congestin en este caso se produce en el mismo sentido en que viaja el aviso.

BECN (backward explicit congestion notification)Se pone a uno para indicar a un host que existe congestin en la red, y que el problema se ve agravado por el trfico que l est introduciendo precisamente por el DLCI por el que ha recibido el aviso, y que por tanto debe iniciar los procedimientos previstos para reducir el caudal de trfico que est inyectando en ese DLCI. La denominacin 'backward' indica que la congestin se est produciendo en sentido contrario al sentido en que viaja el aviso.

3. Soporte de la capa de la pila y OSILa tecnologa Frame Relay opera de acuerdo al siguiente esquema: Toma los paquetes de datos provenientes de un protocolo de capa de red como IP o IPX. Los encapsula como la porcin de datos de una trama Frame Relay. Los pasa a la capa fsica para que su envo por el cableLa Secuencia de verificacin de trama (FCS) se utiliza para determinar si durante la transmisin se produjo algn error en el campo de direccin de la Capa 2. La FCS se calcula antes de la transmisin y el resultado se inserta en el campo de la FCS. En el otro extremo, un segundo valor de FCS se calcula y compara con la FCS de la trama. Si los resultados son iguales, se procesa la trama. Si existe una diferencia, la trama se descarta. No se enva una notificacin a la fuente cuando se descarta una trama. El control de errores tiene lugar en las capas superiores del modelo OSI.

4. Control de flujo y ancho de bandaLa conexin serial o el enlace de acceso a la red Frame Relay se hace, generalmente, mediante una lnea arrendada. La velocidad de la lnea es la velocidad de acceso o velocidad de puerto. Las velocidades de puerto por lo general son de 64 Kbps y 4 Mbps. Algunos proveedores ofrecen velocidades de hasta 45 Mbps.En general, hay varios PVC operando en el enlace de acceso y cada VC tiene disponibilidad de ancho de banda dedicada. Esto se denomina velocidad de informacin suscrita (CIR). La CIR es la velocidad a la que el proveedor del servicio acuerda aceptar bits en el VC.Las CIR individuales son por lo general menores a la velocidad del puerto. Sin embargo, la suma de las CIR, en general, ser mayor que la velocidad del puerto. Algunas veces, este factor es de 2 o 3. La multiplexin estadstica aprovecha el hecho de que las comunicaciones en computacin son usualmente por rfagas, lo que hace improbable que los diversos canales estn a su mxima velocidad de transmisin de datos al mismo tiempo.Mientras se transmite una trama, todos sus bits se envan a la velocidad del puerto. Por esta razn, debe haber un intervalo entre tramas en el VC si la velocidad promedio va a ser la de CIR.El switch acepta las tramas del DTE a velocidades que exceden al CIR. Esto efectivamente brinda a cada canal un ancho de banda por demanda, cuyo mximo es la velocidad del puerto. Algunos proveedores de servicio imponen un mximo a cada VC, el cual es inferior a la velocidad del puerto. La diferencia entre la CIR y la velocidad mxima, ya sea que el mximo corresponda a la velocidad de puerto o sea menos, se llama Velocidad de informacin excesiva (EIR).El intervalo de tiempo con el cual se calculan las velocidades se llama tiempo suscrito (Tc). El nmero de bits suscritos durante un perodo Tces la rfaga suscrita (Bc). El nmero adicional de bits que exceda la rfaga suscrita, hasta la velocidad mxima del enlace de acceso, es la rfaga excesiva (Be).Aunque el switch acepta el trfico de tramas que excede la CIR, el switch activa (es decir, coloca en 1) el bit elegible de descarte (DE) en el campo de la direccin a todas las tramas que se excedan.El switch mantiene un contador de bits para cada VC. Cualquier trama entrante que lleve al contador mayor a la Bcse marca como DE. Una trama entrante se descarta si lleva el contador mayor a la suma de Bc + Be. Despus de cada Tc segundos se reinicia el contador. El contador no puede ser negativo, de modo que no es posible acumular el tiempo de inactividad.Las tramas que entran a un switch se ponen en cola en un buffer de memoria antes de su envo. Como en cualquier sistema de colas, es posible que haya una acumulacin excesiva de tramas en el switch. Eso causa retardos. Los retardos acarrean retransmisiones innecesarias que tienen lugar cuando los protocolos de las capas superiores no reciben acuses de recibo dentro de un tiempo determinado. En casos severos esto puede provocar un descenso importante en la velocidad de la red.Para evitar este problema, los switches Frame Relay incorporan una poltica de descarte de tramas para acortar las colas. Las tramas con el bit DE activo son las primeras en eliminarse.Cuando un switch detecta el crecimiento de su cola, trata de reducir el flujo de tramas hacia l. Esto lo hace notificando a los DTE de la existencia del problema, al activar los bits de la notificacin explcita de congestin (ECN) en el campo de direccin de las tramas.El bit de Notificacin explcita de congestin hacia adelante (FECN) se activa en cada trama que el switch recibe en el enlace congestionado. El bit de Notificacin explcita de congestin hacia atrs (BECN) se configura en cada trama que el switch coloca en el enlace congestionado. Se espera que los DTE que reciben tramas con el grupo de bits ECN activos intenten reducir el flujo de tramas hasta que la congestin desaparezca.Si la congestin tiene lugar en un troncal interno, los DTE pueden recibir una notificacin aun cuando ellos no sean la causa. Los bits DE, FECN y BECN forman parte del campo de direccin de las tramas LAPF.

5. Topologa y mapa de direccionesCuando se requiere interconectar ms de dos lugares, es necesario tener en cuenta la topologa de las conexiones entre ellos.Es improbable que Frame Relay sea econmica cuando slo se necesita interconectar dos lugares mediante una conexin punto a punto. Frame Relay resulta ms atractiva econmicamente cuando se requiera interconectar mltiples lugares.Con frecuencia, las WAN se interconectan mediante una topologa en estrella. El nodo central aloja los servicios primarios y se conecta a todos los lugares remotos que necesitan tener acceso a los servicios.En una topologa en estrella, la ubicacin de el nodo central se elige de modo que resulte en el menor costo de lneas arrendadas. Al implementar una topologa en estrella con Frame Relay, cada ubicacin remota tiene un enlace de acceso a la nube de Frame Relay mediante un nico VC. El nodo central tiene un enlace de acceso con mltiples VC, uno por cada ubicacin remota. Debido a que las tarifas de Frame Relay no se establecen en funcin de la distancia, el nodo central no necesita estar situado en el centro geogrfico de la red.Se elige una topologa de malla completa cuando los servicios a los que se debe tener acceso estn geogrficamente dispersos y se necesita de un acceso altamente confiable a los mismos. Con una malla completa, todos los sitios estn interconectados entre ellos. A diferencia de lo que ocurre con las interconexiones mediante lneas arrendadas, con Frame Relay se puede implementar una malla completa sin hardware adicional.Es necesario configurar VC adicionales en los enlaces existentes para pasar de una topologa en estrella a una de malla completa. En general, los mltiples VC en un enlace de acceso harn mejor uso del Frame Relay que un VC nico. Esto se debe a que ellos aprovechan la multiplexin estadstica integrada.En las redes de gran tamao la topologa de malla completa rara vez resulta atractiva econmicamente. Esto se debe a que el nmero de enlaces necesario para una topologa de malla completa crece hasta alcanzar casi el cuadrado del nmero de lugares. Aunque en Frame Relay los equipos no son un problema, hay un lmite de 1000 VC por enlace. En la prctica el lmite es inferior y las redes de mayor tamao usan por lo general una topologa de malla parcial. Con la malla parcial, hay ms interconexiones que las de una disposicin en estrella, pero no tantas como en una malla completa. El esquema a usar depende en mucho de las necesidades de flujo de datos.Puede haber problemas de alcance, sin importar la topologa de Frame Relay, cuando se usa una sola interfaz para interconectar varios lugares. Esto se debe a la naturaleza de acceso mltiple sin broadcast (NBMA) de la tecnologa Frame Relay. El horizonte dividido es una tcnica que se utiliza en los protocolos de enrutamiento para prevenir los loops de enrutamiento. El horizonte dividido no permite el envo de actualizaciones de enrutamiento por la misma interfaz que origin la informacin de la ruta. Esto puede causar problemas en las actualizaciones de enrutamiento en un entorno de Frame Relay donde mltiples PVC comparten una sola interfaz fsica.No importa cul sea la topologa subyacente de la red fsica, todos los FRAD o routers necesitan una vinculacin entre las direcciones Frame Relay de la capa de enlace de datos y las direccin de la capa de red, por ejemplo: las direcciones IP. Principalmente, el router necesita saber cules redes se pueden alcanzar ms all de una interfaz en particular. Existe el mismo problema si una lnea arrendada ordinaria se conecta a una interfaz. La diferencia es que el extremo remoto de una lnea arrendada se conecta directamente a un nico router. Las tramas del DTE viajan a travs de la lnea arrendada hasta el switch de la red, donde pueden esparcirse a muchos routers, hasta 1000. El DLCI de cada VC debe estar vinculado a la direccin de red de su router remoto. La informacin se puede configurar de forma manual mediante los comandos de asignaciones. El DLCI puede configurarse de manera automtica mediante el protocolo ARP inverso. Este proceso se describe en ms detalle en otra seccin.