49272 (Технологія Frame Relay)

ЗМІСТ

РЕФЕРАТ

СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, ТЕРМІНІВ, СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД СУЧАСНИХ WAN ТЕХНОЛОГІЙ

1.1 Виділені лінії

1.2 По дозвону (dial-Up)

1.3 Frame Relay

РОЗДІЛ 2. ОПИС ТЕХНОЛОГІЇ FRAME RELAY

2.1 Структура мережі Frame Relay

2.2 Технологія передачі даних з використанням VC

2.3 Основні принципи роботи Frame Relay

2.3.1 VC, ідентифікація VC

2.3.2 Структура FR-кадра

2.3.3 Взаємодія DLCI з IP-адресою (Invers - ARP)

2.4 Розширення Frame Relay – LMI

РОЗДІЛ 3. ПЕРЕДАЧА ГОЛОСОВИХ ДАНИХ FRAME RELAY CISCO

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

РЕФЕРАТ

Дана курсова робота має на меті детально описати та проаналізувати метод побудови сучасних корпоративних глобальних мереж, засобами технології Freme Relay для задоволення різнопланових потреб бізнес-підприємств.

Для досягнення мети розв’язувались задачі, пов’язані з поглибленим вивченням технології Freme Relay із зазначенням переваг та недоліків, побудови корпоративних мереж різного типу, опис передачі даних в маршрутизаторах Cisco; аналіз можливостей використання високоефективної, як з точки зору технічної та економічної, технології в сучасних конвергованих мережах.

Курсова робота складається з:

Сторінок – 28

Рисунків – 8

Джерел літератури – 9

Ключові слова: технологія Freme Relay, постійне віртуальне з’єднання (PVC), комутуюче віртуальне з’єднання (SVC), ідентифікатор канального з’єднання DLCI, розширення Frame Relay – LMI.

СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, ТЕРМІНІВ, СКОРОЧЕНЬ

PVC – постійний віртуальний канал,

SVC – комутуючий віртуальний канал,

DLCI – ідентифікатор канального з’єднання,

EA – розширений адрес,

FECN – пряме явне повідомлення про перенавантаження,

BECN – зворотнє явне повідомлення про перенавантаження,

DE – ознака готовності до видалення,

ВСТУП

Технологія Frame Relay була розроблена з метою реалізації переваг пакетної комутації на швидкісних лініях зв’язку глобальних мережах.

Технологія Frame Relay була стандартизована комітетом CCITT - консультативний комітет по міжнародному телефонному і телеграфному зв’язку (ITU-T), як одна із служб мереж ISDN. Технологія ISDN являється першим широкомаштабним проектом по створенню всесвітнтої універсальної мережі, яка надавала всі основні види послуг телефонних мереж і мереж передачі даних. Але на привеликий жаль цей амбіційний проект не досяг поставленої мети. В той же час в ході реалізації проекту було досягнуто декілька хоч і не таких глобальних, але тим не менш дуже важливих цілей. До них можна віднести створення технології Frame Relay, яка сьогодні вже являється незалежною від ISDN.

В рекомендаціях І.122, які вийшли в 1988 році, послуги по передачі входили в число додаткових послуг пакетного режиму ISDN. При перегляді цих рекомендацій в 1992-1993 роках з’явилися стандарти на дві нові послуги: Frame Relay і Frame Relay Switching. Різниця між ними полягає в тому, що Frame Relay Switching забезпечує гарантовану доставку кадрів, а Frame Relay–доставку по можливості.

Проста, але в той же час ефективна для волоконно-оптичних ліній з’язку технологія Frame Relay відразу привернула увагу ведучих телекомунікаційних компаній і організацій по стандартизації. В стандартизації цієї технології крім комітету CCITT активну участь приймали форум по ретрансляції кадрів Frame Relay Forum і комітет T1S1 інституту ANSI. А технологія Frame Switching так і залишилась всього навсього стандартом, який ніколи не був широко розповсюдженим.

Основна відмінність мереж Frame Relay від мереж Х.25 полягає в тому, що в них виключена корекція помилок між вузлами мережі. Задачі відновлення потоку інформації покладаються на кінцеве устаткування і програмне забезпечення користувачів, що потребує використання досить якісних каналів зв’язку. Другою відмінністю мереж Frame Relay є те, що сьогодні практично в усіх подібних мережах реалізовано тільки механізм постійних віртуальних каналів (PVC). Це означає, що підключаючись до таких мереж користувачу необхідно заздалегідь визначити, до яких саме вилучених ресурсів він буде мати доступ. А технологія Frame Relay визначає два типи віртуальних каналів – постійні PVC і комутуючі SVC. Це відповідає потребам користувача, так як для з’єднання по яким трафік передається майже завжди більше підходять постійні канали, а для з’єднання потребуючого лише декілька годин в місяць – комутуючі. Однак обладнання підтримуюче комутуючі віртуалні канали, з’явилися на ринку з великою затримкою. Саме тому технологія Frame Relay часто асоціюється тільки з постійними віртуальними каналами. [1, 2].

Отже метою курсової роботи є аналіз методу побудови сучасних корпоративних глобальних мереж засобами технології Frame Relay для задоволення різнопланових потреб бізнес-підприємств.

Для досягнення мети розв’язувались задачі, пов’язані з поглибленим вивченням технології Frame Relay із зазначенням переваг та недоліків побудови корпоративних мереж різного типу; аналіз можливостей використання високоефективної, як з точки зору технічної та економічної, технології в сучасних конвергованих мережах.

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД СУЧАСНИХ WAN ТЕХНОЛОГІЙ

1.1 Виділені лінії

Найбільша проблема в організації високошвидкісного доступу - це забезпечення лінії зв'язку між комп'ютером і провайдером. Є кілька шляхів вирішення цієї проблеми, а саме використати існуючі комунікації:

• телефонні лінії;

• електропроводку;

• системи кабельного телебачення;

• радіо зв’язок;

На привеликий жаль користуватися радіозв'язком не вигідно тому, що необхідно ліцензувати частоту, до того ж на якість радіодоступу можуть впливати перешкоди від інших радіомереж (стільникових, цивільних радіостанцій). Прокладання нових ліній зв'язку - справа також не з дешевих.

До недавніх пір єдиним способом забезпечення високошвидкісного каналу зв'язку з Інтернет було створення виділеної лінії. Виділена лінія підключення до Інтернет необхідна насамперед тим користувачам, які хочуть мати якісний і надійний зв'язок. Зв'язок з Інтернет забезпечується цілодобово.

Виділена лінія - це лінія зв'язку (або іншими словами - канал передачі даних), яка встановлена на постійний або тривалий час. Тобто, користувач раз і назавжди з'єднується з провайдером і позбувається від необхідності дозвонюватися до нього.

У загальному випадку до користувача проводиться окрема лінія, до іншого кінця якої провайдер підключає модем, що обслуговує винятково даного користувача. Виділена лінія має свої переваги та недоліки. По-перше вона дозволяє працювати на більш високих швидкостях. По-друге, дозволяє підключити до Інтернету відразу всю локальну мережу організації, установи, незалежно від кількості комп'ютерів. Передача даних здійснюється за допомогою модемів, встановлених у режимі роботи для виділеної лінії оскільки, у цьому випадку від модему не потрібен традиційний набір багатоканального номера. Він повинен видавати «несучу» частоту, на якій відбувається прийом і передача даних, не очікуючи сигналу в лінії.

Основні переваги використання виділених ліній зв'язку:

• постійний доступ в Інтернет з гарантованою швидкістю при вільній телефонній лінії;

• можливість організувати Web-сервери і інші сервіси (електронну пошту з доменним ім'ям Вашої організації, новини, FTP-архів та інші);

• захист даних і підвищена конфіденційність переданої і прийнятої інформації;

• можливість організації відео-конференцій;

• підключення до мережі Інтернет одночасно всіх комп'ютерів локальної мережі;

• розмежування прав доступу до Інтернет-ресурсів для користувачів мережі;

• побудова захищеної корпоративної мережі за технологією VPN (Virtual Private Network - Віртуальна Приватна Мережа);

Недоліки виділених ліній:

• Висока вартість підключення; [3].

1.2 По дозвону (dial-Up)

Цей тип підключення – самий "старий", але зате і самий розповсюдженіший в нашій країні. Паралельні сигнали, посилаємі комп’ютером, перетворюються модемом в послідовні, спеціальним чином переводяться в звукові сигнали і передаються по телефонним лініям. Максимальна допустима швидкіть при dial-up, складає 56 Кбіт/с, що зовсім не багато. Причому 56 Кбит/с - це ідеальний випадок, зазвичай цей параметер меньше. На швидкість зв’язку при dial-up впливає велика кількість самих різних, як постійних, так і змінюючих з часом факторів. Наприклад, велику роль грає тип АТС. Якщо телефонний номер обслуговується старою покроковою АТС, то максимальна швидкіть зв’язку навряд чи буде перевищувати 28,8 Кбіт/с.

Крім того, важливий стан телефонної лінії до АТС, а також стан кабеля до точки підключення комп’ютера, загрузка станції в данний момент часу, зовнішні завади, швидкість модема і багато іншого.

Недоліки dial-up:

1. Низька швидкість передачі даних;

2. Зайнята телефонна лінія;

3. Низька надійність зв’язку. Проблема заключається в тому, що з’єднання часто переривається по незрозумілим причинам (проблеми на АТС, завади на лінії і т.д.).

Рис.1 Підключення по телефонній лінії.

І все ж, не дивлячись на серйозні проблеми зі швидкістю, dial-up має ряд переваг:

1. Низька вартість підключення, по скільки сам канал зв’яку (телефонна лінія) уже є, то необхідно лише придбати модем;

2. Підключення в найвіддаленіших точках;

3. dial-up – низька вартість оплати за послуги інтернет; [3].

1.3 Frame Relay

Frame relay (англ. «ретрансляція кадрів») — протокол канального рівня мережевої моделі ОSI.

Канальний рівень – це рівень призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні й контролю за помилками, які можуть виникнути.

Мережна модель OSI (базова еталонна модель взаємодії відкритих систем, Open Systems Interconnection Basic Reference Model) — абстрактна мережна модель для комунікацій і розробки мережних протоколів. Представляє рівневий підхід до мережі. Кожен рівень обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структурі спільна робота мережного устаткування й програмного забезпечення стає набагато простіша і прозоріша.

Служба комутації пакетів Frame Relay у цей час широко поширена по всьому світі. Технологія ретрансляції кадрів Frame Relay виникла завдяки потребі сполучення локальних мереж каналами глобальних мереж, поєднання територіально розрізнених локальних мереж корпорації в єдину швидкісну корпоративну мережу, а також впровадженням новітніх досягненнь в технології передачі глобальних мереж. Більш ранні протоколи WAN, такі як Х.25, були розроблені в той час, коли переважали аналогові системи передачі даних і мідні носії. Ці канали передачі даних не надійні в порівнянні з волоконно-оптичним носієм і цифровою передачею даних. У таких каналах передачі даних протоколи канального рівня можуть передувати потребуючи значних тимчасових витрат алгоритма виправлення помилок. Отже, можливі більш продуктивні й ефективні способи для цілісності інформації. Саме ця мета переслідувалася при розробці Frame Relay. Frame Relay можна розглядати і як спрощений варіант Х.25 для надійних мереж та високих швидкостей передачі даних. Головна відмінність цієї мережі від Х.25 - це те, що корекцію помилок виконують не проміжні, а кінцеві вузли.

Вузол мережі Frame Relay виконує такі дві головні функції:

• перевіряє цілісність кадру (якщо кадр спотворений, його відкидають);

• перевіряє правильність адреси (якщо адреса не відома, кадр відкидають);

Завдяки зменшенню часу на опрацювання у проміжних вузлах затримка у вузлі Frame Relay становить близько 3 мс, тоді як аналогічне значення для Х.25 - 50 мс. Швидкість передавання Frame Relay набуває різних значень - від 56 Кб/с до 1.544 Мб/с залежно від пропускної здатності та кількості задіяних каналів. Технологія Frame Relay не накладає обмежень на максимальну швидкість передавання.

Frame Relay забезпечує можливість передачі даних з комутацією пакетів через інтерфейс між пристроями користувача DTE (наприклад, маршрутизаторами, мостами) і встаткуванням мережі DCE (перемикаючими вузлами). [3,4].

Стандарти Frame Relay визначають два типи віртуальних каналів:

1. PVC, (Permanent Virtual Circuit) постійний віртуальний канал, що створюється між двома обэктами і існує протягом тривалого часу, навіть під час відсутності даних для передачі.

2. SVC (Switched Virtual Circuit) - віртуальний канал, що комутує, створюється між двома обэктакми безпосередньо перед передачею даних і розривається після закінчення сеансу зв'язку.

Принцип технології передачі даних:

Ідея, яка лежить в основі Frame Relay заключається в тому, щоб надати користувачам можливість обмінюватися інформацією між двома DTE пристроями через DCE. На рисунку зображено все необхідне для того, щоб два DTE – пристроя могли встановити зв’язок один з одним.

Ось як це все проходить:

1. Мережеве обладнання користувача відправляє деякий кадр в локальну мережу. В заголовку цього кадру вказується апаратний адрес маршрутизатора (шлюз по замовчуванню).

2. Маршрутизатор отримує цей кадр, вилучає з нього пакет після чого відкидає кадр. Після відкидання кадру він знаходить IP-адрес отримувача, який знаходиться в середині пакету і по таблиці маршрутизації намагається визначити, яким чином можна добратися до мережі отримувача.

3. Потім маршрутизатор відправляє данні через інтерфейс, який як йому здається дозволить знайти видалену мережу. Якщо ж маршрутизатор не в змозі знайти потрібну йому мережу в своїй таблиці маршрутизації, то він відкидає весь пакет. По скільки в даному випадку це буде послідовний інтерфейс, інкапсульований для Frame Relay, то маршрутизатор відправить пакет в адрес мережі Frame Relay у вигляді інкапсульованого кадра для Frame Relay. Він добавить в нього DLCI-номер, який відповідає даному послідовному інтерфейсу. DLCI визначає номер віртуального каналу PVC або SVC, який веде до маршрутизатора і комутатора, який входить в склад мережі Frame Relay.

4. Пристрій обслуговування каналу - (Channel Service Unit, CSU) та пристрій обслуговування даних - (Data Service Unit, DSU) отримують цифровий сигнал і перетворюють його в ту систему цифрових сигналів, яка буде зрозуміла комутатору PSE (Packet Switching Exchange – обмін комутуючих пакетів). PSE отримує цифровий сигнал і витягує отримані по лінії зв’язку одиниці і нулі.

CSU/DSU зв’язаний з демаркаційною (demark) лінією, встановленою провайдером мережевих послуг. Демаркаційною лінією зазвичай служить проста розетка RJ-48S, яка встановлюється неподалік від маршрутизатора CSU/DSU

1. Демаркаційна лінія зазвичай представляє собою виту пару, яка з’єднується з локальною петлею. Локальна петля з’єднується з найближчим центральним офісом (Central Office).

2. СО отримує кадри і пересилає їх через «хмару» Frame Relay отримувачу. Ця «хмара» може складатися з десятків комутуючих офісів. СО намагається визначити IP-адресу і DLCI-номер . Зазвичай вдається визначити DLCI-номер видаленого пристрою із відповідної таблиці IP і DLCI. Для Frame Relay такі таблиці створюються статично провайдером послуг, але можуть створюватися маршрутизатором і динамічно за допомогою IARP (Inverse Address Resolution Protocol – протокол динамічного зворотного перетворення адрес).

3. Після того, як кадр досягає комутуючого офісу він одразу посилається в локальну петлю. Кадр проходить демаркаційну лінію і CSU/DSU. Маршрутизатор в свою чергу витягує з кадру пакет, або дейтаграмму і вміщує цей пакет в новий кадр – кадр локальної мережі, який і доставляється отримувачу. Рухаючись по локальній мережі кадир буде мати в своєму заголовку кінцевий апаратний адрес відправника. Цей адрес вилучається з ARP-кеша. [5].

РОЗДІЛ 2. ОПИС ТЕХНОЛОГІЇ FRAME RELAY

2.1 Структура мережі Frame Relay