Frame Relay

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Frame Relay
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Frame Relay (definición)

• Frame Relay es una tecnología de paquetes de
  longitud variable que utiliza multiplexaje
  estadístico para permitir a los usuarios
  compartir ancho de banda en una red de área
  amplia.
• Frame Relay es ideal para aplicaciones tales
  como
• Interconexión de redes LANs.
• Procesamiento de imágenes.
• Conexión de varias oficinas remotas.
• Reducción de congestión en redes basadas en
  ruteadores.
• otras.

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Frame Relay (antecedentes)

• Las redes X.25 y otras de conmutación de paquetes
  fueron desarrolladas en los 70s para operar
  sobre líneas analógicas de baja velocidad y
  mecanismos complejos de detección y corrección de
  errores.
• Dos características tecnológicas han influído en
  el diseño de las WANs modernas por un lado, la
  baja probabilidad de error y por otro, la alta
  velocidad de transmisión en las líneas digitales
  basadas en fibra óptica.

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Frame Relay (características)

• Frame Relay es una versión simplificada de X.25,
  disminuyendo las funciones entre las estaciones
  de usuarios y los nodos de conmutación, elimina
  las funciones de red de X.25.
• Frame Relay ofrece un servicio orientado a
  conexión mediante enlaces virtuales a nivel de la
  capa de enlace.
• Las dos grandes divisiones de la conmutación
  rápida de paquetes son
• Frame Relay (tramas de longitud variable)
• Cell Relay (celdas de longitud fija)
• SMDS
• ATM

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Frame Relay (funciones)

• En Frame Relay, el multiplexaje y enrutamiento
  son realizados a nivel de la capa de enlace
  (trama).
• Las funciones de la capa de enlace se dividen en
  dos grandes grupos
• Las de núcleo.- Funciones básicas de
  transferencia de datos, implementadas por todos
  los equipos de la red.
• Las de elementos de procesamiento (EOP).-
  Implementadas opcionalmente por las estaciones de
  los usuarios, funciones como la corrección de
  errores y control de flujo.

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Conexión de acceso (vía ISDN)
Frame Handler
Circuitos conmutados
TE
NT
ET
ET
FH
S/T
U
Semipermanente
ISDN
Caso A El nodo local no provee servicio de
manejo de tramas.
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Conexión de acceso (vía ISDN)
TE
NT
ET
FH
S/T
U
ISDN
Caso B El nodo local provee servicio de manejo
de tramas.
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Formato de trama
1
2
lt 4096
2
1
Bandera
Bandera
Encabezado
CRC
Info.
6
EA0
C/R
DLCI
DLCI Data link connection identifier C/R Command/r
esponse (no usado) EA Extended address CF Congesti
on forward CB Congestion backward DE Discard
elegibility
EA1
DE
CB
CF
DLCI
4
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Ruteo de tramas (valor DLCI)
Tabla de conexiones
1-2 3-2 1-5 3-6 2-1 3-3
1-5
3-6
3-3
1
Relevador de tramas
3
1-2
2
3-2
2-1
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Control de congestión

• Los bits CF y CB se utilizan para notificar al
  receptor y emisor, un estado de congestión
  moderada de la red.
• Cuando una estación recibe una notificación CB,
  reduce su velocidad hasta que la indicación cesa.
• La respuesta a una notificación CF requiere que
  la estación receptora notifique a la estación
  emisora que debe de disminuir la velocidad.
• Cuando existen condiciones graves de congestión,
  se empieza a descartar tramas (aquellas que
  tengan el bit de elegibilidad DE activado).

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Control de congestión (cont...)

• Cada usuario debe de respetar una velocidad
  promedio de transferencia comprometida (CIR, en
  bps) negociada durante el establecimiento del
  enlace virtual. Si el tráfico excede el CIR,
  entonces el bit DE de todas las tramas es
  activado y podrán ser descartadas en función del
  estado de congestión.
• Si el tráfico del usuario excede el CIR en más de
  una cierta cantidad Be, también negociada, es
  descartada por el nodo de ingreso a la red.
• Los vendedores pueden o no implementar mecanismos
  de limitación voluntaria de tráfico.

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Control de congestión (CIR)
CIR (committed Information Rate)
Máxima transmisión
Transmitir si es posible
Descartar el exceso
Transmisión garantizada
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Parámetros de congestión
Descartar
Descartar
BcBe
BcBe
DE1
DE1
Bc
Bc
Razón de acceso
Razón de acceso
DE0
DE0
CIR
CIR
T0
T0 T
T0
T0 T
F1
F2
F3
F1
F2
F3
F4
A) Todas las tramas dentro del CIR
B) Una trama elegible para descarte
Descartar
BcBe
DE1
Bc
Razón de acceso
DE0
CIR
C) Una trama elegible para descarte, una trama
descartada
T0
T0 T
F1
F2
F3
F4
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Algoritmo Leaky-Bucket
Limita C a BcBe, elimina cualquier dato mientras
C está en su valor límite
Be tamaño de ráfaga en exceso (DE y forward)
C contrador se incrementa con la llegada de datos
Bc tamaño de ráfaga comprometida (forward)
Decrementa C a MIN C, Bc cada Tc unidades de
tiempo, CIR Bc/Tc
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Normas

• Desarrolladas internacionalmente por el CCITT.
• Recomendaciones denominadas I y Q. En 1988 la
  recomendación I.122 introdujo Frame Relay dentro
  del marco de los servicios adicionales de ISDN.
• Las funciones de núcleo y de EOP, están en la
  recomendación Q.922, básicamente es una evolución
  del protocolo LAPD (Q.921) usado para el canal D.

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Arquitectura de protocolos
C
U
C
U
Q.931 / Q933
Q.931 / Q933
EOP
Q.922
Q.922
Núcleo Q.922
Núcleo Q.922
I.430 o I.431
I.430 o I.431
Red
Estación de usuario
D(Q.931)
B(Q.933)
ISDN
FR
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Protocolo Q.922

• El protocolo Q.922 es una versión mejorada de
  LAPD, aunque para el plano U únicamente las
  funciones de núleo son las utilizadas tales como
• Alineación y delimitación de tramas.
• Multiplexaje y demultiplexaje de tramas.
• Inspección de la trama para asegurar un número
  entero de bytes y que no sea una trama muy larga
  o muy corta.
• Detección de errores.
• Control de congestión.

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Comparación entre X.25 y Frame Relay
X.25
Frame Relay
Características
Velocidad de acceso Tipos de servicio Entrega
de datos Garantía de entrega extremo-extremo Ret
ransmisión en caso de pérdida Control de
congestión
Hasta T1/E1 PVC y SVC En secuencia Sí Sí Ve
ntana deslizante
Hasta T3/E3 PVC y SVC En secuencia No No No
tificación de congestión
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Comparación entre X.25 y Frame Relay
X.25
Solo implementado por la interfase
Capa superior Q.922
LAPB o LAPD
Núcleo Q.922
Implementado por la interfase y la red
Capa física
Capa física
X.25
Frame Relay
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Protocolo LMI (Local Managment Interface)

• LMI es un protocolo de señalización, usado para
  comunicar el estado de enlaces PVC entre las
  estaciones de usuario y dispositivos de red.
• El DLCI1023 es reservado para este protocolo.
• LMI provee entre otros los siguientes servicios
• Mensajes de estado de los PVC
• Mensajes de multicast
• Control de flujo simple (XON/XOFF)
• Direccionamiento con significado global
• La siguiente generación de LMI llamado Anexo D y
  Anexo A agrega características que proveen
  información de estado de la red.

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Frame Relay actualmente

• En EU compañías como ATT, Sprint, entre otras
  ofrecen enlaces virtuales con velocidades desde
  56 Kbps hasta 1.544 Mbps.
• Las redes Frame Relay ofrecen actualmente sólo el
  servicio de enlaces virtuales permanentes (PVC).
• En México existen redes que ofrecen y ofrecerán
  servicios de Frame Relay, como son
• Intervan de Intersys (feb. 95)
• Uninet de Telmex (ene. 96)
• Telepac de Telecom
• Frame Relay Service de Avantel