683

Исследование сетей Frame Relay

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

В ходе лабораторной ознакомились с сетями Frame Relay. Определили структуру сети Frame Relay согласно модели OSI Изучили связь структуры модели с назначением сети Frame Relay и областью ее применения, формат пакета канального уровня, методы достижения в сетях Frame Relay более высокой скорости, методы обеспечения безошибочной передачи в сетях Frame Relay, применение Frame Relay.

Русский

2013-01-06

104.5 KB

25 чел.

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Кафедра ОРТ

Отчет

по лабораторной работе

на тему: «Исследование сетей Frame Relay»

Выполнил ст.гр. ИБрту-06-2 Федоренко Д.А.

Проверил Горелов Д.Ю.

Харьков 2011


Цель работы

  1.  Провести сравнение сетей X25 и Frame Relay, используя знания полученные на лекции и дополнительную литературу
  2.  Подробнее ознакомиться с сетями Frame Relay

Ход работы

Frame Relay - способ и оборудование передачи информации в глобальную сеть (WAN), которая разделяет информацию на фреймы или пакеты. Каждый фрейм имеет адрес, который сеть использует, чтобы определить адресат фрейма. Фреймы путешествуют через серию коммутаторов внутри сети Frame Relay и достигают своего адресата.

Frame Relay использует простую форму коммутации пакета, приспособленную к использованию на мощных компьютерах (PC), которые действуют с интеллектуальными протоколами, как например SNA и TCP/IP.

Сеть Frame Relay складывается из оконечных устройств (например, PC, серверы, главные компьютеры), оборудования доступа Frame Relay (например, мосты, маршрутизаторы, главные компьютеры, внешние устройства доступа к Frame Relay) и сетевых внешних устройств (например, коммутаторы, сетевые маршрутизаторы, T1/E1 мультиплексоры).

Имея доступ к сети Frame Relay, используя стандартный интерфейс Frame Relay, оборудование доступа Frame Relay ответственно за доставку фреймов по сети в предписанном формате. Задача сетевого внешнего устройства - скоммутировать или послать фрейм через сеть к соответствующему внешнему устройству пользователя адресата. (Рисунок 1)

Рисунок 1: Сеть Frame Relay

Сеть Frame Relay часто будет изображена, как "сетевое облако", из-за того, что сеть Frame

Relay не есть одиночное физическое соединение между двумя оконечными устройствами. Вместо этого, внутри сети определяется логический маршрут. Этот логический маршрут называется виртуальный канал. Полоса пропускания не предписывается маршруту и неизвестна, пока данные не будут переданы. Кроме того, полоса пропускания внутри сети определяется на основе метода коммутации пакетов.

1. В фрейме Frame Relay, пакеты данных пользователя не изменяются совсем. Frame Relay просто добавляет двухбайтовый заголовок к фрейму. Рисунок 1 показывает более подробно фрейма Frame Relay и заголовка. Рассмотрим наибольшую часть заголовка DLCI.

Рисунок 1 - Структура фрейма и его заголовка для Frame Relay

Заголовок Frame Relay содержит 10-битый номер - идентификатор канала соединения (Data Link Connection Identifier - DLCI). DLCI -это номер виртуального канала Frame Relay (с локальным значением), который соответствует конкретному адресату. (В случае LAN-WAN межсетевого взаимодействия, DLCI означает порт, к которому подсоединяется  адресат LAN.)

2. Frame Relay объединяет статистическое мультиплексирование и совместное использование портов X.25 с максимальной скоростью и низкими задержками коммутации каналов с временным уплотнением. Определенная как служба "пакетного режима", Frame Relay организовывает данные в индивидуально адресуемые элементы, известные, как фреймы скорее, чем размещение их в фиксированные временные слоты. Это придает Frame Relay характеристики статистического мультиплексирования и совместного использования портов. В отличие от X.25, Frame Relay целиком игнорирует все выполнение Уровня 3. Только несколько функции Уровня 2, так называемые "аспекты ядра", используются, как, например контроль для правильного, безошибочного фрейма, но они не требуют повторной передачи, если ошибка найдена. Так, много функций протокола, уже выполняемых в высших уровнях, как, например порядковые номера, сдвиг окна, подтверждение и ненумерованные фреймы, не дублируются внутри сети Frame Relay. Удаление этих функций из Frame Relay существенно увеличивает производительность (т.е., число фреймов, обрабатываемых за секунду для данной стоимости аппаратных средств ), так как каждый фрейм требует меньшей обработки. По той же причине, задержка Frame Relay ниже, чем в X.25, хотя выше, чем в TDM, где вообще нет обработки. Для того, чтобы удалить эти функциональные возможности из сети Frame Relay, конечные внешние устройства должны гарантировать безошибочную сквозную передачу данных. К счастью, большинство внешних устройств, особенно в LAN, имеют интеллект и производительность для выполнения этих функций. Таблица 1 суммирует характеристики сетей с коммутацией каналов (TDM), коммутацией пакетов, и Frame Relay.

Таблица 1: Сравнение сетей с коммутацией каналов (TDM), коммутацией пакета, и Frame Relay

 

Коммутация каналов TDM

Коммутация пакетов X.25

Frame Relay

Мультиплексирование во временных слотах

Да

Нет

Нет

Статистическое  мультиплексирование(виртуальный канал)

Нет

Да

Да

Разделение портов

Нет

Да

Да

Высокая скорость

Да

Нет

Нет

Задержка

Очень низкая

Высокая

Низкая

Frame Relay использует фрейм со структурой переменной длины, которая, в зависимости от данных пользователя, может быть от нескольких символов до более тысячи символов. Это свойство, подобное аналогичному свойству в X.25, существенно для совместимости с LAN и другим синхронным потоком обмена данных, который требует переменного размера фрейма. Это также означает, что задержки (хотя всегда ниже, чем в X.25) меняются в зависимости от размера фрейма. Некоторые типы потока обмена не выносят задержки, особенно переменной задержки. Однако, технология Frame Relay была адаптирована, чтобы передавать даже поток обмена, чувствительный к задержкам, как например голос.

Потери фрейма, вызываемые битовыми ошибками

Если происходит ошибка в фрейме, обычно это вызвано помехой в линии и обнаруживается при получении фрейма с помощью контрольной сумма (FCS). Смотрите Рисунок 4.

В отличие от X.25, узел Frame Relay, обнаруживающий ошибку, не станет просить отправителя исправить ошибку с помощью повторной передачи фрейма. Узел просто отбросит фрейм и продолжит работу дальше, чтобы получить следующий фрейм. Полагаются на интеллект PC или рабочих станций, которые создали данные. Именно они должны распознать, что ошибка произошла и повторно передать фрейм. Из-за того, что стоимость восстановления высшими уровнями велика, этот подход будет иметь гибельное влияние на сетевую эффективность, если линии зашумлены и генерируют много ошибок.

К счастью, большинство магистральных линий базируются на оптоволокне и характеризуются чрезвычайно низким количеством ошибок. Это снижает частоту обновления данных, вызванных ошибками, в конечных точках на линиях и эффективно снимает проблему. Так, Frame Relay хороша для чистых, цифровых линий, которые имеют низкие частоты появления ошибок, в то время, как X.25 требует хорошей работы на линиях с высокими вероятностями ошибок.

Потеря фрейма, вызываемая перегрузкой

Происходит по двум причинам. Во-первых, сетевой узел может получать больше фреймов, чем может обработать. Это называется перегрузка приемника. Второе, сетевому узлу нужно послать больше фреймов через данную линию, чем линия может передать, что называется линейной перегрузкой.

В любом случае, буферы (временная память для поступающих фреймов, ожидающих обработки  или уходящих фреймов, ожидающих отправки) узла заполняются, и узел должен отбрасывать фреймы, пока не освободится место в буфере.

Так как поток обмена LAN чрезвычайно пульсирующий, вероятность возникновения перегрузки высока, если, конечно, пользователь не перегрузит чрезмерно как линии так и коммутаторы и таким образом переплачивает на сетевых издержках. В результате, очень важно, что сеть Frame Relay имеют превосходные свойства управления перегрузкой, чтобы как минимизировать их количество, так и объем перегрузки и, чтобы минимизировать влияние потери фреймов при их возникновении.

Основной поток данных в сети Frame Relay может лучше быть описан в серии ключевых точек:

  •  Данные посылается через сеть Frame Relay, используя идентификатор соединения канала связей (DLCI), которое описывает адресат фрейма.
  •  Если в сети проблема обработки  фрейма из-за ошибок в линии или перегрузки, просто отбрасывают фрейм.
  •  Сеть Frame Relay не исправляет ошибки; вместо этого полагаются на высшие протоколы интеллектуальных внешних устройств пользователя. Целостность данных обеспечивается с помощью повторной передачи потерянных фреймов, но уже более высокими уровнями.
  •  Исправление ошибок высшими протоколами, хотя и автоматическое и надежное, дорого (в единицах задержки, обработки и полосе пропускания); поэтому, требует, минимизации потерь кадров.
  •  Frame Relay требует линий хорошего качества для достижения хорошей производительности.
  •  На чистых линиях перегрузка является наиболее частой причиной потери фреймов; так что способность сети избегать и реагировать на перегрузки является чрезвычайно важной в определении производительности сети.

Frame Relay - высокоскоростная технология, которая используется в сотнях сетей во всем мире, для соединения локальных сетей (LAN), SNA, Internet и даже звуковых приложений.

Просто говоря, Frame Relay есть способ и оборудование передачи информации в глобальную сеть (WAN), которая разделяет информацию на фреймы или пакеты. Каждый фрейм имеет адрес, который сеть использует, чтобы определить адресат фрейма. Фреймы путешествуют через серию коммутаторов внутри сети Frame Relay и достигают своего адресата.

Frame Relay использует простую форму коммутации пакета, приспособленную к использованию на мощных компьютерах (PC), которые действуют с интеллектуальными протоколами, как например SNA и TCP/IP. В результате, Frame Relay предлагает высокую продуктивность и надежность, которая достаточна для множества сегодняшних деловых приложений.

Выводы:

В ходе лабораторной ознакомились с сетями Frame Relay. Определили структуру сети Frame Relay согласно модели OSI Изучили связь структуры модели с назначением сети Frame Relay и областью ее применения, формат пакета канального уровня, методы достижения в сетях Frame Relay более высокой скорости, методы обеспечения безошибочной передачи в сетях Frame Relay, применение Frame Relay.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24690. Класифікація витрат 37 KB
  За центрами відповідальності місцем виникнення Витрати виробництва цеху дільниці технологічного переділу служби. За видами продукції Витрати на вироби типові представники виробів групи однорідних виробів одноразові замовлення напівфабрикати. За єдністю складу витрат Одноелементні витрати і комплексні витрати. Наприклад: одноелементні сировина матеріали прямі витрати на оплату праці; комплексні витрати їх облік ведуть окремо за елементами та статтями: 919293 4.
24691. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ 122 KB
  Принцип действия продольных дифференциальных РЗ основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП.1 а при внешнем КЗ в точке К токи I1 и I11 на концах ЛЭП АВ направлены в одну сторону и равны по значению а при КЗ на защищаемой ЛЭП рис. Следовательно сопоставляя значение и фазу токов I1 и I11 можно определять где возникло КЗ на защищаемой ЛЭП или за ее пределами.
24692. ЗАЩИТA ГЕНЕРАТОРОВ 41.5 KB
  Подобная защита начала также применяться и в отечественной практике. ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКЕ СТАТОРА Назначение и общие принципы выполнения защиты. ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ МЕЖДУ ВИТКАМИ ОДНОЙ ФАЗЫ Защита от витковых замыканий имеет ограниченное применение вследствие отсутствия простых способов ее осуществления. В связи с этим чувствительность защиты должна быть очень высокой и защита должна действовать на отключение.
24693. МАКСИМАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ С РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 557.5 KB
  Выпускаются токовые реле прямого действия мгновенные типа РТМ и с ограниченно зависимой характеристикой РТВ.32 а и б показаны двухфазные схемы МТЗ с реле типа РТВ. Реле РТВ представляет собой электромагнитное реле с втягивающимся якорем рис.
24694. НЕСЕЛЕКТИВНЫЕ ОТСЕЧКИ 45 KB
  Такая отсечка применяется для быстрого отключения КЗ в пределах всей защищаемой ЛЭП. Неселективное действие отсечки при КЗ вне ЛЭП исправляется при помощи АПВ включающего обратно отключившуюся ЛЭП. При этом пускается устройство АПВ которое включает обратно неселективно отключившуюся ЛЭП W1 и восстанавливает питание подстанции В.
24695. УКАЗАТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ 101 KB
  20 показано указательное реле типа РУ21 сигнализирующее действие РЗ на отключение выключателя. При срабатывании РЗ по обмотке реле 3 проходит ток приводящий реле в действие. Ввиду кратковременности прохождения тока в обмотке указательных реле они выполняются так что сигнальный флажок и контакты реле остаются в сработанном состоянии до тех пор пока их не возвратит на место обслуживающий персонал.
24696. НЕОБХОДИМОСТЬ И СПОСОБЫ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ 177 KB
  С ними нельзя не считаться поскольку отказ РЗ или выключателя означает неотключение КЗ а следовательно длительное прохождение токов КЗ и снижение напряжения в сети. Наряду с принятием мер по повышению надежности действия РЗ и выключателей особо важное значение приобретает резервирование отключения КЗ в случае отказа выключателя или действующей на него РЗ. Применяются два способа резервирования: дальнее осуществляемое РЗ и выключателями смежных участков установленными на соседних энергообъектах; ближнее осуществляемое РЗ и...
24697. НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ШИН 380.5 KB
  ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ШИН Дифференциальная РЗ шин ДЗШ рис. Для питания ДЗШ на всех присоединениях устанавливаются ТТ с одинаковым коэффициентом трансформации К независимо от мощности присоединения. Тогда при внешних КЗ X 1пр = 0 и реле не будет действовать а при КЗ в зоне на шинах равна сумме токов КЗ притекающих к месту повреждения и ДЗШ работает. Вторичные токи направлены в обмотке реле одинаково поэтому ток в реле равен их сумме: Так както Выражение показывает что При КЗ на шинах ДЗШ реагирует на...
24698. 34 ЗАЩИТА АД 110 KB
  Наиболее просто токовая отсечка выполняется с реле прямого действия встроенными в привод выключателя. С реле косвенного действия отсечка выполняется с независимыми токовыми реле по схемам на рис.7; Iпуск пусковой ток электродвигателя; k0TC коэффициент отстройки Токовую РЗ электродвигателей мощностью до 2000 кВт следует выполнять как правило по наиболее простой и дешевой однорелейной схеме рис. На электродвигателях мощностью 20005000 кВт токовая отсечка выполняется двухрелейной.