Frame Relay

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Asignatura: Redes de Banda Ancha

FRAME RELAY

M. Daz y J.L. Gonzlez

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Frame Relay

1. Concepto:Frame Relay es una red de conmutacin detramas orientada a conexin no fiable. Se basaen la utilizacin de circuitos virtuales CVs.Los circuitos virtuales pueden ser:

Circuitos Virtuales Permanentes (PVC). Circuitos Virtuales Conmutados (SVC)

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Frame Relay 1. Concepto

(cont.):

Frame Relay nace como alternativa a X.25 paramejorar el servicio ofrecido.X.25 tiene protocolos de transmisin muy complejos yredundantes para subsanar los errores producidos en latransmisin de la informacin, lo que origina una gransobrecarga (Overhead) :

Informacin de control en los paquetes Muchos paquetes de control introducidos por la red.

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Frame Relay

2. Rasgos ms importantes de X.25:Arquitectura de tres niveles. Red de transmisin de paquetes orientada a conexinutilizando Circuitos Virtuales (CV).Activacin y desactivacin de los CV mediante paquetesde control de llamada utilizando el mismo canal y CVque los paquetes de datos: Sealizacin en lnea.Multiplexacin a nivel 3 de CVs sobre un canal libre deerrores proporcionado por el nivel 2.

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Frame Relay 2. Rasgos ms importantes de X.25

(Cont.):

Duplicidad de control de flujo y errores en N-3 y N-2 ymantenimiento de tablas en cada nodo y para cada CV.La transmisin de un paquete entre nodos no finaliza hastaque se ha realizado correctamente.

PLPLAP-BX.31

PLPLAP-BX.31

PLPLAP-BX.31

PLPLAP-BX.31

Usuario Red Red Usuario

Red deConmu-tacin

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Frame Relay 2. Rasgos ms importantes de X.25

(Cont.):

W=1 (mayor complejidad con W mayores).

Nodo Local

Nodo Intermedio

Nodo Local

Fuente Destino1 2

3 45

6

78 910

11

12

13

14

15 16

Vlido para supuestos de altas tasas de error (10-6): Encaso contrario la sobrecarga es innecesaria y adems sepierde tiempo en cada nodo.

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Frame Relay

3. Rasgos ms importantes de Frame Relay: Red de transmisin de tramas orientada a conexin

utilizando Circuitos Virtuales (CV). Sealizacin fuera de banda: Activacin y

desactivacin de CV mediante paquetes de control dellamada utilizando una conexin lgica diferente a la dedatos de usuario: Los nodos intermedios se ahorran elprocesado de mensajes relativos a control de llamada.

Arquitectura de dos niveles: Desaparece N-3. Multiplexado y conmutacin de conexiones lgicas se

realizan en el nivel 2.

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Frame Relay

3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):

No existe control de flujo ni de errores entre nodosadyacentes: Los nodos se ahorran el mantener tablas deestado (variables de recuento)!

El control de flujo y de errores si lo hay es extremo aextremo, en un nivel superior y es responsabilidad de losusuarios.

Usuario Red Red UsuarioRed deConmutacin

LAPF-CORE

I430/I431LAPF-CORE

I430/I431LAPF-CORE

I430/I431LAPF-CORE

I430/I431S,T S,T

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Frame Relay

3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):

Nodo Local

Nodo Intermedio

Nodo Local

Fuente Destino1 8

2

7

3

6

5 4

Vlido con tasas bajas de error (Redes digitales actuales): Haypoco atraso en los nodos y las tramas tienen poca informacinde control.

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Frame Relay 3. Rasgos ms importantes de Frame Relay (cont.):

Usos esperados: Accesos a ms de 64 Kbps. Aplicaciones de grandes bloques interactivos: Grficos de alta

resolucin (poco atraso y mucha informacin). Transferencias masivas de ficheros (mucha informacin) Aplicaciones multicanal de bajas velocidades: Multiplexacin. trfico interactivo de caracteres: Edicin (tramas cortas, poca

atraso y poca carga).

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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares.

Plano de gestin

Plano C(Control)

Plano U(Usuario) Gesti

n de

Plano

Gesti

n de

Cap

a

Nivel 3

Nivel 2

Nivel 1

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Frame Relay 4. Arquitectura de Frame Relay: Estndares. (Cont.)

Plano de ControL (Plano C): Para sealizacin,establecimiento y liberacin de conexiones lgicas (llamadas).Los protocolos de plano C son entre usuario y red.

Plano de Usuario (Plano U): Para transferencia deinformacin entre usuarios abonados. Los protocolos de planoU son entre usuarios finales (la red no los ve).

Plano de Geston (plano G): Para control y gestin delas operaciones de red.

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RDSI

NT1S,T U

Plano de Control utiliza el canal DPlano de usuario utiliza canal D, B o H.

Q.922

Plano C

I.451/

Q.931

Q.922ncleo

Plano U

Funciones

de

usuario

I430/I431

Q.922Q.922ncleo

Plano C

I.451/

Q.931

Plano U

I430/I431

Implementado enel interfaz pero noen la red

Implementado enel interfaz y en lared

USUARIO RED

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Frame Relay slo llega a N-2 2 para intercambiode informacin de usuario. Ampliacin/mejora del LAP-D I.441/Q.921:

Aade funciones de control de congestin. Nuevo sistema de direcionado. Subnivelde funciones centrales: Q.922 core. Subnivel de funciones superiores: Q.922 upper.

El Q.922 del CCITT/ITU-T 1.992 El plano de usuario utiliza slo las funciones centrales

de Q.922

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El establecimiento de conexiones FR requiere utilizarsobre el plano de control : N-3: Se usa el subconjunto Q.933 de I.451/Q.931. N-2: Todas las funciones de Q.922.

ITU-T considera dos servicios: Frame-Swiching:

Servicio de conmutacin de tramas fiable y completo orientado aconexin ,proporcionado por Q.922 completo

No es ofrececido por casi ninguna red. Frame-Relaying:

Servicio de slo retransmisin de tramas orientado a conexin yproporcionado por Q.922 core.

Ofrecido por muchas redes. Es el que vemos

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Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying:

Ofrecido normalmente por la RDSI. Es proporcionado por Q.922 core. Es un servicio de nivel 2 orientado a conexin:

Transferencia no fiable: las tramas se pueden perder y estropear enla red,

no existe control de flujo a travs del interfaz usuario-red se garantiza que las tramas que llegan en orden.

A Frame-Relaying se accede a travs de canales D, B oH de RDSI.

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Servicio de retransmisin de tramas o Frame-Relaying.

Plano de Usuario: Se encarga de transmitirinformacin entre usuarios

sin control de flujo, preservando el orden, sin duplicidades, con poca probabilidad de perder tramas, sin control de errores y transparentemente.

Estas funciones deben implementarse en nivelessuperiores , si se necesitan

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Plano de Usuario: En Frame Relay slo se utiliza el LAP-F Core!:

Delimitacin, alineamiento y transparencia de tramas. Multiplexado y demultiplexado de tramas utilizando el

campo de direccin. (NUEVO!). Ispeccin de nmero entero de octetos (antes/despues de

la insercin/extraccin de bits) Inspeccin del tamao de trama. Deteccin de errores en la transmisin. Control de congestin. (NUEVO!).

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Plano de control:Se encarga de establecer y terminar conexiones lgicas.Funciones similares a las usadas en servicios de conmutacinde circuitos y de conmutacin de paquetes en RDSI.En acceso a FR en redes RDSI las sealizacin de control serealiza sobre el canal D, para gestionar el establecimiento yterminacin de circuitos de acceso o conexiones virtuales porcanales B, D y H al nodo conmutador de tramas.Emplea los niveles 1, 2 y 3.

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Plano de control:N 3: Se usa el Q.933 (subconjunto de I.451/Q.931) que sirve parala activacin y gestin de conexiones lgicas Frame Relay(Circuitos Virtuales) sobre conexiones en modo circuito comolas gestionadas por el Q.931.N 2: Se usa el Q.922 completo que da a los mensajes decontrol de llamada (sealizacin Q.931/Q.933) un servicio deenlace fiable con control de errores y flujo, similar a LAP-D.N 1: Se usa el ya visto I.430/I.431.

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Frame Relay

5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: Una red Frame Relay es una red que presenta al usuario

una interfaz de acceso FR y suministra lo necesario parasoportar comunicaciones FR entre interfaces FR.

La red internamente puede funcionar o no con tcnicas FR FR se concibi como un servicio RDSI, pero hay redes

RDSI que no lo ofrecen La RDSI puede dar aceso a nodos de conmutacin de

tramas FH (Frame Hadling) de una red FR. Fig. A) La RDSI puede implementar nodos de conmutacin de

tramas FH con funcionalidad FR . Fig. B) Otras redes pueden dar servicios FR.

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Frame Relay 5.Redes Frame Relay y Conexiones de Acceso por RDSI: (cont.)

TE: Equipo TerminalNT1: Terminacin de Red 1LT: Terminacin de lnea en el Conmutador RDSIFH: Manipulador de tramas FR.LS: Conmutador Local RDSI

TE NT1 FHLTS,T U

RDSILS

NT1TE LT/LE FHLSS,T U RDSI

A) Nodo de acceso RDSI sin funcionalidad FR

B) Nodo de acceso RDSI con funcionalidad FR

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Conexiones de Acceso:

El usuario FR no se conectadirectamente a un FH. Lo hace a su conmutador localRDSI , que puede ofrecer o no servicio de Frame Relay.

La conexin entre el usuario (TE) y el FH se llamaConexin de Acceso y es previa a toda conexin FR.

Se realizan sobre canales fsicos B, H o D. Conexiones de acceso semipermanentes. Conexiones de acceso solicitadas Proceso de llamada

por canal D mediante I.451/Q.931. Cuando ya hay Conexin de Acceso al FH se pueden crear

mltiples conexiones lgicas Frame Relay multiplexadassobre la conexin de acceso hasta el FH.

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Conexiones FR : Tambin se llaman CV-FRPara activar un Circuito Virtual o conexin lgica FrameRelay primero es necesario activar una conexin de acceso. Por la conexin de acceso pueden establecerse conexionesFR por canales B y H para el caso A) en que el FH LS, opor B, H y D para el caso de que el FH LSLas conexiones FR pueden ser:

Semipermanentes. Por demada.

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Circuitos Virtuales CV-FR o conexiones FR pordemada:Se inician por canal D con mensajes Q.933 (subconjuntos deI.451/Q.931 con parametros para FR) en el campo deinformacin de tramas LAP-D de SAPI=0Se inician por canal B o H con mensajes Q.933(subconjuntos de I.451/Q.931 con parametros para FR) en elcampo de informacin de tramas FR de DLCI=0.Sobre un mismo canal B, D o H pueden multiplexarse variosCV-FRTodo esto es similar a los circuitos virtuales X.25 sobreRDSI, pero en FR los CVs se estavblecen a nivel 2

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Setup

Setup

Setup

Setup

Connect Connect

ConnectConnect

Connect ACK Connect ACK

Connect ACKConnect ACK

TE TERDSIRed Frame Relay

FH

Disconnect DisconnectRelease

ReleaseComplete

Release

ReleaseCompleteDisconnect

ReleaseDisconnect

ReleaseRelease

CompleteRelease

Complete

Envo de mensajes Q.931por el canal D para elestablecimiento de uncanal B con el FH

Envo de mensajes Q.933por el canal B (o D) parael establecimiento de unaconexin lgica (CV)Frame Relay

Envo de mensajes Q.931por el canal D para laterminacin del canal Bcon el FH

Envo de mensajes Q.933por el canal B (o D) parala terminacin de laconexin lgica (CV)Frame Relay

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Frame Relay

6. Formato de las trama FR:El protocolo LAP-F es similar a LAP-B y LAP-D, delque se considera una extensinSe usa para intercambio de tramas de informacinentre usuarios finales.LAP-F Core ofrece un servicio de transferencia nofiable.Formato de trama de LAP-F Core:

FLAG Direccin Informacin FCS FLAG

1 2-4 Variable 2 1Bytes uoctetos

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Frame Relay 6. Formato de las trama FR. (cont.)

La trama Frame Relay no tiene campo de control porlo que existe un nico tipo de trama que se utiliza para eltransporte de datos de usuario.

No se realiza sealizacin en banda, una conexin lgicaslo sirve para la transmisin de datos de usuario.

Como la trama no tiene nmero de secuencia no esposible realizar ni control de flujo ni control de errores:no hay ACKs ni retransmisiones..

La Red detecta errores y descarta tramas, pero no losrecupera.

Si se desean estas funciones, deben ser implementadasen los equipos terminales.

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Delimitador o flag: Es 01111110 como en LAP-B y LAP-D. Delimitacin en principio y final de la trama. Transparencia por tcnica de insercin/extraccin de ceros.

Secuencia de verificacin de trama (FCS): Ocupa dos octetos que contienen la redundancia ciclica obtenida

con el polinmio CRC del CCITT :

Permite la deteccin de errores y desechar las tramas erroneas. Informacin: Contiene datos de usuario de nivel superior

o si se desea implementar controles extremo-extremo denivel 2 puede contener tramas LAP-D, LAP-B, etc.

G(x) = x + x + x + 116 12 5

G(x) =x16 +x12 +x5 +1

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Direccin utilizada en LAPF-Core:

EA: Extended Address.C/R: Command ResponseBit.FECN: Forward ExplicitCongestion Notification.BECN: Backward ExplicitCongestion Notification.DLCI: Data Link ConnectionIdentifier o Identificador dela conexin FR o circuitovirtual (CV)

8 7 6 5 4 3 2 1DLCI

(High order) C/REA0 A) Campo de Direccin

DLCI(Low order)

FECN

BECN DE

EA1

de 2 octetos (por defecto)

8 7 6 5 4 3 2 1DLCI

(High order) C/REA0 B) Campo de Direccin

DLCIFEC

NBEC

N DEEA0

de 3 octetos

DLCI(Low order)

EA1

8 7 6 5 4 3 2 1DLCI

(High order) C/REA0 C) Campo de Direccin

DLCIFEC

NBEC

N DEEA0

de 4 octetos

DLCIEA0

DLCI(Low order)

EA1

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EA: Indica si es el ltimo octeto del campo de direccin dela trama (1) o continua el campo de direccin (0).

C/R: No usdo en FR, pero puede ser usado por lasaplicaciones.

FECN y BECN: Se se utilizan para control de congestiny los veremos despus . Hay o no campo de control? Esto es control aunque mnimo!

DLCI: Campo de direccin que contiene el identificadorde CV Encada nodo de conmutacin FR se crean tablas de relacin entre

DLCI de cada enlace de entrada y el enlace y DLCI de salida.

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Frame Relay 6. Formato de las trama FR.

DLCI (cont.) Es de significado local a cada extremo y a cada nodo DLCIs globales requeririan gestin global mediante trfico de

control. El DLCI esta formado por 10, 17 o 24 bits que identifican

localmente un CV. Permite multiplexar varios CVs sobre un mismo canal. Si se construye el CV por canal D se asume el campo de direccin

de 2 octetos y los DLCI posibles estan en el rango 480-1007. Esto supone tener SAPIs 32-62 en 6 bits del primer octeto. Las tramas LAP-D y LAP-F se pueden multiplexar juntas en el canal

D y se distinguen por los SAPIs usados

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Frame Relay

7. Funcionamiento de la red. Funcin de retransmisin de tramas como las vistas en una red

FR consiste su encaminado a traves de los nodos deconmutacin (Manejadores de tramas FH) segn su DLCI.

Indica trama a conDLCI=1Seala un CV-FREs un enlace

2 fsico entreTE y el FH

TABLA DE ENCAMINAMIENTO DELMANEJADOR DE TRAMAS FRENTRADA SALIDA

ENLACE DLCII ENLACE DLCIO1 2 3 2

5 62 1 2 3

3 2 1 23 2 16 1 5

I 0 MANEJADOR

a,1

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Frame Relay7. Funcionamiento de la red. (cont.)

Observar: Movimiento de tramas, Cambio de DLCI, Tramas con DLCI=0

van al FH, para elcontrol de llamada

Multiplexacinsobre un mismocanal fsico

CONMUTADOR DE TRAMASFH

(Frame Handler)

TABLA DEENCAMINAMIENTO

Punto de Control

TE

B

h,0 d,1 c,1

2

f,1

TE

A

i,0 b,5 a,2

1

e,2 g,5

TE

C3

j,0 g,6 f,3 e,2

d,3 c,3 b,6 a,2

i,0 i,0 i,0

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Imaginar el encaminadocon con varios FH. Otras funciones:

Anlisis de FCS Descarga de tramas erroneas (recuperacin por usuarios finales)

La siguiente figura muestra lo mismo desde la perpectivade las conexiones individuales Subniveles comunes: Fsico y FR. N-2 sobre FR segn aplicaciones (FR no lo sabe!): DLCI=i N-2 con Q.922 y N-3 con I.451 para llamadas FR al FH: (DCLI=0 N-2 con Q.922 y niveles superiores para gestin FR: DLCI=8.191

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SUBNIVEL FRAME RELAY

I.451

Q.922

Funcionesde Gestin

Q.922

NivelesSuperio-

res

N-2 a)

NivelesSuperio-

res

N-2 b)

NivelesSuperio-

res

N-2 c)

(DCLI=0)

(DCLI= i) (DCLI= j) (DCLI=k)

(DCLI=8.191)

NIVEL FSICO N-1

N-2

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Frame Relay

Aadir comparaciones de Stallings sobre comparacin detcnicas (comienzo tema 17)

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