Tecnologias Frame Relay

Tecnologias Frame Relay
Frame Relay constituye un método de comunicación orientado a paquetes
para la conexión de sistemas informáticos. Se utiliza principalmente para
la interconexión de redes de área local (LANs, local area networks) y redes
de área extensa (WANs, wide area networks) sobre redes públicas o
privadas.
Pero hablemos de su funcionalidad: Frame Relay es simplemente un
software programado localizado en la compañía de teléfonos diseñado para
proporcionar unas conexiones digitales más eficientes de un punto a otro.
No es Internet (pero puede facilitar una conexión de Internet a un
proveedor
de
Internet).
Es
una
tecnología
emergente
que
puede
proporcionar un método más rápido y de coste más efectivo para acoplar
un ordenador a una red de ordenadores.
La mayoría de compañías públicas de telecomunicaciones ofrecen los
servicios Frame Relay como una forma de establecer conexiones virtuales
de área extensa que ofrezcan unas prestaciones relativamente altas.
Frame Relay es una interfaz de usuario dentro de una red de conmutación
de paquetes de área extensa, que típicamente ofrece un ancho de banda
comprendida en el rango de 56Kbps y 1.544 Mbps. Frame Relay se originó
a partir de las interfaces ISND y se propuso como estándar al Comité
consultivo internacional para telegrafía y telefonía (CCITT) en 1984.
Características
1) Orientado a conexiones
2) Permite establecer conexiones sobre redes públicas o privadas
3) Paquetes de longitud variable
4) Transmite las tramas en “rafagas” (envía en periodos cortos de
tiempo gran cantidad de datos al tráfico de la red)
5) Velocidad desde 64kbps hasta 2mbps
6) Servicio de paquetes en circuito virtual, tanto con circuitos virtuales
conmutados (se paga en función del uso) como con circuitos
virtuales permanentes (tarifa fija)
7) Varios canales pueden compartir una sola línea de trasmisión
8) Capaz
de
soportar
multiples
protocolos
y
aplicaciones
correspondientes a diversos entornos de comunicación de clientes
9) Utiliza la estructura de la trama estándar de HDLC (high-level data
link control) que es un protocolo punto a punto y punto a
multipunto
Otras características
Alto caudal efectivo (throughput) y bajo retardo: Mediante el uso de las
funciones
de
núcleo
(detección
de
errores,
direccionamiento
y
sincronización) del protocolo de acceso al nivel de enlace para canal D
(LAPD - Link Access Protocol Dchannel), Frame Relay elimina el
procesamiento a nivel de red (nivel 3), con lo que se reduce el retardo
debido al procesamiento de cada trama.
Detección de sobrecarga de red: Cuando se recibe una notificación
explícita de sobrecarga en sentido contrario (BECN - Backward Explicit
Congestion Notification), el router comienza una ralentización controlada
del tráfico de datos para evitar así el colapso total de la red Frame Relay.
Acceso y control de los circuitos de red: Dado que el router aprende
dinámicamente sobre la disponibilidad de los circuitos no configurados,
podrá controlar en todo momento el acceso a dichos circuitos.
Opciones de gestión de red: Dependiendo de las necesidades de su red, el
protocolo Frame Relay podrá utilizar o no las funciones de control de red.
Multiplexión de protocolos: El Router Teldat soporta el tráfico simultáneo
de diversos protocolos en cada PVC (IP, SNA, Bridge, etc.).
Frame Relay no proporciona funciones de corrección de errores o
retransmisión de tramas, ya que estas tareas recaen sobre los diferentes
Host conectados a la red.
Inicialización
La red de Frame Relay consiste en el troncal Frame Relay (formado por los
conmutadores Frame Relay proporcionados por la portadora Frame Relay)
que facilita el servicio Frame Relay. El router actúa como dispositivo de
conexión Frame Relay.
El router encapsula las tramas Frame Relay y las encamina a través de la
red utilizando el Identificador de Conexión del Enlace de Datos (DLCI Data Link Connection Identifier). El DLCI es la dirección del Control de
Acceso al Medio (MAC - Media Access Control) que identifica el PVC entre
el router y el dispositivo de destino conectado a la red Frame Relay.
Las redes Frame Relay se construyen partiendo de un equipamiento de
usuario que se encarga de empaquetar todas las tramas de los protocolos
existentes en una única trama Frame Relay. También incorporan los nodos
que conmutan las tramas Frame Relay en función del identificador de
conexión, a través de la ruta establecida para la conexión en la red.
Este equipo se denomina FRAD o "Ensamblador/Desensamblador Frame
Relay" (Frame Relay Assembler/Disassembler) y el nodo de red se
denomina FRND o "Dispositivo de Red Frame Relay" (Frame Relay Network
Device).
Estructura OSI de la red Frame Relay
Las tramas y cabeceras de Frame Relay pueden tener diferentes
longitudes, ya que hay una gran variedad de opciones disponibles en la
implementación, conocidos como anexos a las definiciones del estándar
básico.
Formatos Frame Relay
La información transmitida en una trama Frame Relay puede oscilar entre
1 y 8.250 bytes, aunque por defecto es de 1.600 bytes.
Célula Frame Relay
Lo más increíble de todo, es que, a pesar del gran número de formas y
tamaños Frame Relay funciona perfectamente, y ha demostrado un muy
alto grado de interoperabilidad entre diferentes fabricantes de equipos y
redes. Ello es debido a que, sean las que sean las opciones empleadas por
una determinada implementación de red o equipamiento, siempre existe la
posibilidad de "convertir" los formatos de Frame Relay a uno común,
intercambiando así las tramas en dicho formato.
En Frame Relay, por tanto, los dispositivos del usuario se interrelacionan
con la red de comunicaciones, haciendo que sean aquellos mismos los
responsables del control de flujo y de errores. La red sólo se encarga de la
transmisión y conmutación de los datos, así como de indicar cuál es el
estado de sus recursos. En el caso de errores o de saturación de los nodos
de la red, los equipos del usuario solicitarán el reenvío (al otro extremo) de
las tramas incorrectas y si es preciso reducirán la velocidad de
transmisión, para evitar la congestión.
Formato
Flags (indicadores): Delimitan el comienzo y la terminación de la trama.
El valor de este campo es siempre el mismo y se representa con el número
hexadecimal 7E o el número binario 01111110.
Cabecera
Formatos de la trama Frame Relay
Flag (bandera) dos campos de flag identifican el inico y fin de la trama.
DLCI (data link connection identifier): Esta compuesto por dos campos que
dan como total a 10 bits, son circuitos virtuales que permiten a los
switches frame relay tomar la decisión de enrutamiento
CR (Command Response): No se utiliza en frame relay, se utiliza en otros
protocolos para identificar una solicitud o una respuesta.
EA (Extended Address): Permite ampliar el numero de DLCIs, ampliando el
campo de direccionamiento.
FECN
(Forward
Explicit
Congestion
Notification):
Trabaja
como
identificador cuando existe congestión en la red, además le indica al host
destino que existe congestión en el sentido que viaja la trama.
BECN (Backward Explicit Congestion Notification): Funciona igual al
FECN, pero en esta ocasión le indica al host destino que existe congestión
en el sentido contrario que viaja la trama
Datos: Los datos contienen información encapsulada de las capas
superiores. Cada trama en este campo de longitud variable incluye un
campo de datos de usuario o carga útil que varía en longitud y podrá tener
hasta 16,000 bytes. Este campo sirve para transportar el PDU (Paquete de
Protocolo de las Capas Superiores) a través de una red Frame Relay.
FCS (Secuencia de verificación de tramas): Asegura la integridad de los
datos transmitidos. Este valor calculado por el dispositivo de origen y
verificado por el receptor para asegurar la integridad de la transmisión.
Caso Práctico de red Frame Relay
Si el usuario "A" desea una comunicación con el usuario "B", primero
establecerá un Circuito Virtual (VC o Virtual Circuit), que los una. La
información a ser enviada se segmenta en tramas a las que se añade el
DLCI.
Una vez que las tramas son entregadas a la red, son conmutadas según
unas tablas de enrutamiento que se encargan de asociar cada DLCI de
entrada a un puerto de salida y un nuevo DLCI.
En destino, las tramas son reensambladas.
En la actualidad las redes públicas sólo ofrecen Circuitos Virtuales
Permanentes (PVC o Permanent Virtual Circuit). En el futuro podremos
disponer de Circuitos Virtuales Conmutados (SVC o Switched Virtual
Circuit), según los cuales el usuario establecerá la conexión mediante
protocolos de nivel 3, y el DLCI será asignado dinámicamente.
Red Frame Relay
Arquitectura
•Plano de Control (Plano C): Para
señalización,
establecimiento
y
liberación de conexiones lógicas
(llamadas).Los protocolos de plano
C son entre usuario y red.
•Plano de Usuario (Plano U): Para
transferencia de información entre
usuarios abonados. Los protocolos
de plano U son entre usuarios
finales (la red no los ve).
•Plano de Gestión (plano G): Para
control
y
gestión
de
las
operaciones de red.
Control de Información
Las tramas y cabeceras de Frame Relay pueden tener diferentes
longitudes, ya que hay una gran variedad de opciones disponibles en la
implementación, conocidos como anexos a las definiciones del estándar
básico.
CRC (también llamado FCS): Código de detección de errores. Es un código
cíclico. Es necesario, ya que cuando se detecta una trama con error, se
descarta.
Funcionamiento:
El Frame Relay funciona de la siguiente manera como en la siguiente
figura:
1. Se ordena el servicio Frame Relay a un proveedor de servicio, o se crea
una nube Frame Relay privada.
2. Cada router, ya sea directamente o a través de un CSU/DSU, se conecta
al switch Frame Relay.
3. Cuando se habilita el router CPE, éste envía un mensaje de información
de estado al switch FR. El mensaje notifica al switch acerca del estado del
router, e interroga al switch acerca del estado de la conexión de los otros
routers remotos.
4. Cuando el switch FR recibe la solicitud, responde con un mensaje de
estado que incluye los DLCIs de los routers remotos a los cuales el router
local puede enviar datos.
5. Por cada DLCI activo, cada router envía un paquete de solicitud de ARP
inverso presentándose y solicitando a cada router remoto que se
identifique respondiendo con su dirección de capa de red.
6. Por cada DLCI que conozca el router a través de un mensaje de ARP
inverso, se crea una entrada de asignación dentro de la tabla de
asignación FR del router. (DLCI local, dirección de red del router remoto y
estado de la conexión)
7. Cada 60 segundos. Los routers intercambian mensajes ARP inversos.
Las aplicaciones típicas del Servicio Frame Relay son:
 Intercambio de información en tiempo real, dentro del ámbito
empresarial.
 Correo electrónico.
 Transferencia de ficheros e imágenes.
 Impresión remota.
 Aplicaciones host-terminal.
 Aplicaciones cliente-servidor.
 Acceso remoto a bases de datos.
 Construcción de bases de datos distribuidas.
Aplicaciones de CAD/CAM.
Dado el alto grado de informatización que han alcanzado las empresas en
los últimos años, es muy común la convivencia de varias de las
aplicaciones citadas y otras similares en el entorno de un mismo cliente, lo
que hace aún más provechosa la utilización del servicio Frame Relay como
medio de transporte único.
Optimización de los costes de telecomunicaciones: Con el servicio Frame
Relay los usuarios podrán transportar simultáneamente, compartiendo los
mismos
recursos
de
red,
el
tráfico
perteneciente
a
múltiples
comunicaciones y aplicaciones, y hacia diferentes destinos.
Solución Personalizada de Red: Según las necesidades del cliente, tras un
estudio personalizado de las características del mismo, Telefónica
Transmisión de Datos realiza el diseño de la red de comunicaciones Frame
Relay.
Servicio gestionado extremo a extremo: Telefónica Transmisión de Datos se
ocupa de la configuración, administración, mantenimiento, supervisión y
control permanente durante las 24 horas del día, los 365 días del año de
los elementos de red.
Tecnología punta y altas prestaciones: Frame Relay proporciona alta
capacidad de transmisión de datos por la utilización de nodos de red de
alta tecnología y bajos retardos como consecuencia de la construcción de
la red (backbone) sobre enlaces a 34 Mbps. y de los criterios de
encaminamiento de la Red UNO.
Flexibilidad del servicio: Frame Relay es una solución adaptable a las
necesidades
cambiantes
del
cliente,
basada
en
circuitos
virtuales
permanentes (CVP). Sobre un interfaz de acceso a la red se pueden
establecer simultáneamente múltiples circuitos virtuales permanentes
distintos, lo que permite una fácil incorporación de nuevas sedes a la Red
de Cliente.
Servicio Normalizado: Frame Relay es un servicio normalizado según los
estándares y recomendaciones de ITU-T y ANSI con lo que queda
garantizada la interoperatividad con cualquier otro producto Frame Relay
asimismo normalizado.
Se distinguen tres fases en la provisión del servicio: de oferta o preventa,
de instalación y de prestación o post-venta. En cada una de estas fases se
identifican en Telefónica Transmisión de Datos unos procedimientos y
unos interlocutores que garantizan la calidad del servicio y una completa
atención al cliente.
Frame Relay es un servicio de tarifa plana que incluye una cuota de alta
inicial y cuotas mensuales fijas independientes del tráfico cursado.