7.3 Протокол Frame Relay

Существует еще один способ подключения к глобальным сетям – ретрансляция кадров Frame Relay. Протокол Frame Relay обеспечивает более высокую скорость передачи данных по сравнению с Х.25, но меньшую надежность. Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов через интерфейс между устройствами пользователя и оборудованием сети. В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом, что и Х.25. Однако Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность.

Преимущество протокола Frame Relay заключается в низкой избыточности, высокой емкости при низких задержках и надежности передачи данных. Он разработан для соединения локальных сетей и обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит/с, позволяя потребителю наращивать пропускную способность частями по 56 Кбит/с.

Протокол Frame Relay обеспечивает средства для мультиплексирования большого числа логических информационных диалогов, называемых виртуальными цепями, через один физический канал передачи. Это отличает его от систем, использующих технику временного мультиплексирования. Статистическое мультиплексирование Frame Relay обеспечивает эффективное использование доступной полосы пропускания.

Frame Relay использует два протокольных уровня модели OSI. Остальные уровни должны реализоваться программно. Такая схема удешевляет интерфейс. Протокол обеспечивает каждому приложению гарантированную полосу пропускания. Если приложение не использует полностью выделенную полосу, другие приложения могут поделить между собой свободный ресурс.

Чтобы осуществить подключение Frame Relay, провайдер устанавливает подключение, называемое постоянной виртуальной цепью (Permanent Virtual Circuit — PVC), по цифровым телефон­ным линиям. Но в отличие от выделенных линий, где скорость передачи данных постоянна, скорость передачи по PVC не фиксируется. Это озна­чает, что PVC выделяет ресурсы для передачи по мере необходимости. Каждое соединение PVC имеет 10-битовый идентификатор, включаемый в заголовок кадра. Стандарт Frame Relay описывает протокол и интерфейс "пользователь-сеть" только для таких постоянных виртуальных каналов, поэтому в основном используется в сетях со статическими методами и способами маршрутизации.

Frame Relay является бит-ориентированным синхронным протоколом и использует "кадр" в качестве основного информационного элемента. Протокол предлагает независимую адресацию кадров, и позволяет передавать кадры размером до 4096 байт, что достаточно для пакетов Ethernet и Token Ring, максимальная длина которых составляет 1500 и 4096 байт соответственно. Благодаря этому здесь не предусмотрены накладные расходы на сегментацию и сборку. Кадр имеет различную длину, а его заголовок содержит 10-битовый номер, идентификатор соединения канала данных. Применение инкапсуляции гарантирует транспортировку пакетов других протоколов через сети Frame Relay. Пакет Frame Relay начинается и завершается разграничительным байтом. Он не предусматривает передачу управляющих сообщений. Для передачи служебной информации используется специально выделенный канал сигнализации. Протокол Frame Relay также не имеет механизмов для подтверждения правильно принятых кадров.

В общем случае, сеть Frame Relay состоит из переключателей, объединенных цифровой средой передачи и топология сети представляет ячеистую структуру. Одно из преимуществ ячеистой конфигурации состоит в том, что она обеспечивает определенную степень отказоустойчивости. Если из-за выхода из строя узла, канал становится недоступным, то соседний коммутатор перенаправит соединение по альтернативному информационному каналу. По причине ячеистой конфигурации, коммутаторы могут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают перегрузку.

Основной недостаток технологии следует из того, что она основана на протоколе канального уровня и «не распознает» протоколы вышележащих уровней, а также в сети отсутствует широковещательный доступ.