Be (Excess Burst Size) - объем данных над Bc, передаваемый в случае достаточности ресурсов 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 помечаются 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 чувствительного 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 мультиплексирование. 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 реализует ряд специальных алгоритмов ее обработки, которые позволяют в еще большей степени использовать особенности трансляции кадров. Одним из механизмов является подавление пауз. Как правило, телефонные собеседники говорят по очереди. При разговоре по обычному телефону с‘молчащей’стороны передается специальный шумовой сигнал. Кроме того, существуют паузы между словами и предложениями. По статистике во время телефонных переговоров более 60% полосы пропускания канала используется на передачу тишины. При автоматическом определении отсутствия полезного сигнала всю полосу канала можно использовать для передачи данных. На приемной стороне в это время генерируется‘розовый’ шум, для того чтобы у пользователя 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 6. 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 обеспечивают 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 неопределенностью, 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 отказоустойчивы. FR отвечает этому требованию благодаря обеспечению динамической ремаршрутизации в случае отказа PVC. Физически сети FR образуют ячеистую структуру коммутаторов (см. рис. 1 и рис. 2). 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 альтернативному информационному каналу. В результате характеристики передачи лишь несколько ухудшатся. Кроме того, благодаря такой ячеистой конфигурации коммутаторы могут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают значительную перегрузку.
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 вмешательства в конфигурацию сети и будет предоставлена дополнительная пропускная способность 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 переконфигурировать 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—использовать для каждого из них свое виртуальное соединение, что, впрочем потребует дополнительных расходов на второе виртуальное соединение. Среди прочих проблем можно назвать операции IP-мультикастинга, отсутствие широковещательного множественного доступа (Non-Broadcast Multiple Access NBMA) и др.
КЛЮЧЕВЫЕ ДОКУМЕНТЫ СТАНДАРТА FRAME RELAY
ANSI TI. 602
ISDN-Data-Link Layer Signaling Specification for Application at the User-Network Interfaceопределяет процедуру доступа к связи на D-канале (LAPD). FR использует подмножество 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 Service 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 - Signaling Specification for Frame-Relay Bearer Service. Определяют требования к сигнализации для FR SVC и PVC сервиса. ПОЛОЖЕНИЕ СЕТЕЙ FRAME RELAY НА РЫНКЕ
ПОЧЕМУ FRAME RELAY ?
У авторов всех статей, публикуемых по тематике FR, факт того, что FR любим конечными пользователями и, что традиционным операторам сетей и альтернативным поставщикам 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 общие сетевые расходы на 25-50%. Напомним, что FR—наиболее эффективная технология (дешевая и простая в управлении) для передачи очень неравномерного трафика ЛВС и организации 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 самом деле не эффективны. Позволяя обслужить большое число пользователей с помощью одной линии связи, технология FR дает возможность операторам в полной мере использовать емкость своих сетей. Разделение полосы пропускания между множеством виртуальных соединений FR снижает стоимость доступа к сети и уменьшает требуемую среднюю полосу пропускания. Большинство приложений загружают сеть очень неравномерно, поэтому разделяемое использование высокоскоростного канала имеет значительные преимущества (по производительности) перед применением низкоскоростного выделенного канала. Для альтернативных поставщиков услуг связи технология FR имеет еще больше преимуществ. С ее помощью они могут предложить услуги передачи данных, которые практически отсутствовали во многих странах. По мере завершения Форумом FR разработки стандартов, касающихся сигнализации, сжатия и маршрутизации речевого трафика, альтернативные 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 построении корпоративной сети на базе технологии FR, как правило, рассматриваются три основных варианта ее организации.
Частная сеть на базе выделенных линий. Компания арендует линии связи и приобретает необходимое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы или мультиплексоры). Построенная на их базе сеть является собственностью 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, фирма создает частную корпоративную сеть с использованием услуг сетей FR общего пользования 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 дорогостоящей и сложной эксплуатацией корпоративных сетей, так и глобальной экспансией телекоммуникационных операторов, которые постоянно расширяют спектр предоставляемых услуг.
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА
Независимо от способа создания сети FR, компании необходимо иметь представление об имеющемся на рынке операторском и абонентском оборудовании FR. Многие поставщики предлагают устройства доступа к сетям FR (Frame Relay Access Device - FRAD) с интеграцией речи и данных. При выборе FRAD необходимо учитывать размер сети и перспективы 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 высокоскоростную 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 скорости передачи. Так MCI уже обеспечивает в объединенном канале FR скорости передачи 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 рекомендуется устанавливать интеллектуальные FRAD с интеграцией речи и данных, способные одновременно выполнять функции IP-маршрутизатора, аутентификации пользователя 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 промежуточного 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 передачу 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 корпоративной сети.
Универсальность решений и возможность наращивания:
один поставщик —начиная от решения малого офиса до коммуникационной платформы 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 использовать максимум пропускной способности сети;
поддержка магистрального канала с высокой пропускной способностью (от n*64 Кбит до 2 Мбит/с).
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 автоматическая 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).
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.
Управление.
Установленные в устройстве программы-агенты SNMP и приложение сетевого администрирования должны в полной мере обеспечивать конфигурирование, диагностику и непрерывный контроль с центральной консоли управления. 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 репитеров такие каналы обеспечивают связь на расстоянии до 16 км. Причем дальность связи обратно пропорциональна диаметру провода и скорости передачи. На оптоволокне при помощи 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 необходимо применение качественных профессиональных модемов, постоянное слежение за состоянием каналов, а так же оптимизация топологии сетей. При построении сети FR на базе каналов ТЧ следует избегать топологий с большим количеством промежуточных узлов, иначе FR будет работать неэффективно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Конечно, FR не может гарантировать качество обслуживания на том уровне, который способна предоставить АТМ, и не имеет развитых механизмов управления пропускной способностью, свойственных АТМ. Тем не менее существует немало причин (частично приведенных выше), определяющих успех развития сетей FR и гибридных сетей АТМ-FR. Существует даже мнение, что в настоящее время развитие сетей АТМ отчасти связано с существованием технологии FR, которая дает для них потоки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Журнал “Сети”, 5/97
Журнал “Сети и системы связи”, 3/97
Журнал “Сети и системы связи”, 5/97
Журнал “Сети”, 6/97
Журнал “LAN”, том 3, No610/97
Журнал “Технологии и средства связи”, No2, август-сенябрь/97 + разный Интернет
Страницы: 1, 2
