Frame Relay

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• En el pasado, las redes X.25 dominaron el mercado de las redes de área amplia (WANs).

• Las redes Frame Relay constituyen el siguiente paso de la tecnología de conmutación de paquetes.

Frame Relay

• Las redes de área amplia de conmutación de paquetes han evolucionado en la última década para satisfacer los requerimientos de mayor velocidad de transmisión, conservando su característica de compartición del ancho de banda.

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• Dos características de las líneas digitales han influído considerablemente en el diseño de las redes de conmutación rápida de paquetes:

– la baja probabilidad de error

– la alta velocidad de transmisión

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• La conmutación rápida de paquetes aumenta la velocidad de tránsito a través de una red reduciendo el procesamiento efectuado sobre los paquetes en cada uno de los nodos.

• Los nodos actuan sólo como “relevadores”: reciben paquetes y los envían sobre la línea de salida correspondiente.

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• 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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• En 1988 la Recomendación I.122 introdujo de manera global a Frame Relay dentro del marco de los servicios adicionales de transmisión de paquetes de ISDN.

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• En Frame Relay los canales de datos y de señalización se separan lógicamente en dos planos.

Plano C Plano U Plano U Plano C

Q.933

Q.922 Núcleo de Núcleo de

Q.922

Q.933

Q.922

Estación de usuario S/T

Red

Q.922

I.430 ó I.431 I.430 ó I.431

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• El canal de señalización se utiliza para establecer un circuito virtual y pertenece al plano C.

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• El establecimiento de circuitos virtuales puede realizarse:– estáticamente bajo control del administrador de

la red (PVC), o– dinámicamente por demanda de los usuarios

(SVC) utilizando el protocolo especificado en la Recomendación Q.933 sobre el DLCI 0.

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• Sobre el plano C se define también LMI para accesar funciones de administración que permiten al equipo del usuario:– Ver si la red está activa (mensajes “heartbeat” o

“keepalive”).– Obtener una lista de los DLCIs válidos sobre la

interfaz.– Conocer el estado (congestionado o no) de cada

DLCI.

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• El canal de datos se emplea para transferir información del usuario y pertenece al plano U.

• Los aspectos de transferencia de información se encuentran descritos en la Recomendación Q.922 Anexo A.

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• Las normas de Frame Relay han sido desarrolladas por ITU-T, ANSI y el Foro Frame Relay (FRF).

Acuerdos de Implementación FRF

• 1 UNI

• 2 NNI

• 14 Interfaces de nivel físico.Se incluyen velocidades de

transmisión de: 56/64 Kbps, 1.5, 2, 34, 45, 52 y 155 Mbps.

• 4 SVC

• 10 SVC en NNI

• Se utilizan direcciones– X.121– E.164



• 5 Interworking de red con ATM

• 8 Interworking de servicio con ATM (PVC)

• 18 Interworking de servicio con ATM (SVC)


• 7 Multicast

• 9 Compresión de datos

• 17 Privacidad

• 3 Encapsulamiento multiprotocolo

• 20 Compresión del encabezado IP

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• Sobre el plano U, Frame Relay es una versión aligerada de X.25 que aumenta la velocidad de transferencia a través de una red.

• Se reducen al mínimo los procedimientos de control de errores y de control de flujo, y se deja que las estaciones de los usuarios se encarguen de las tareas de corrección de errores de extremo a extremo.

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• Las redes Frame Relay ofrecen un servicio orientado a conexión basado en el establecimiento de circuitos virtuales.

• En los circuitos virtuales: – se entregan las tramas en secuencia– no se duplican tramas– la probabilidad de pérdida de tramas es pequeña

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UNI

Usuario 1

Usuario 2

Usuario 3

Nodo

Nodo

Nodotramas

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• La información se transfiere en tramas tipo HDLC.

DLCI

DLCI

C/R EA0

EA1DEBECNFECN

Bandera BanderaFCSInformaciónDirección

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• Con 10 bits reservados para el DLCI es posible multiplexar hasta 1024 circuitos virtuales por enlace físico.

• 976 DLCIs están disponibles para el usuario (del 16 al 991), el resto se utiliza para la administración de la red o están reservados.

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• Cada usuario debe respetar una velocidad media de transferencia de información (CIR, Commited Information Rate) negociada durante el establecimiento del circuito virtual.

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• El CIR se mide sobre un intervalo de tiempo T que es proporcional al rafagueo (burstiness) de la fuente de información.

AR

s T

AR velocidad de accesos duración de las ráfagasT tiempo entre ráfagas

Bc = AR*sCIR = Bc/T

Frame Relay

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• El tamaño de las ráfagas Bc (commited burst size), negociada durante el establecimiento del circuito virtual, es el número máximo de bits que la red se compromete a transportar sobre cualquier intervalo de tiempo T.

AR

s T

Bc

Frame Relay

Frame Relay

• Si el tráfico de un usuario excede su CIR (Bc bits en T segundos), el nodo de acceso a la red enciende el indicador de elegibilidad para ser descartado (bit DE) de todas las tramas en exceso.

AR

s T

Bc

Frame Relay

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• Si hay congestión grave, una función correctiva en la red comienza a descartar tramas.

• Se descartan primeramente las tramas que tienen el bit DE encendido.

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• Finalmente, el tráfico de un usuario que exceda Bc en más de una cierta cantidad Be (excess burst size, también negociada al establecer el circuito virtual) durante un intervalo de tiempo T, es descartado por el nodo de acceso a la red.

AR

s T

Bc Be

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• La compartición estadística de recursos permite el uso eficiente de la red pero no garantiza la ausencia de condiciones de congestión.

• Frame Relay proporciona indicaciones que pueden usarse para resolver un problema de congestión en la red.

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• Los bits FECN y BECN se utilizan para notificar explícitamente al receptor y al emisor, respectivamente, de un estado de congestión moderada con la esperanza de que los usuarios reduzcan las transmisiones.

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• El control de la congestión es un problema que enfrentan las redes Frame Relay ya que dependen de la reducción voluntaria en el flujo de información por parte de los usuarios.

• En una red pública se tiene poco control sobre el comportamiento de las estaciones de los usuarios.

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• Las redes Frame Relay ofrecen servicios de circuitos virtuales permanentes y cubren el espectro de velocidades entre las redes X.25 y las redes ATM.

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• Las redes Frame Relay compiten en el mercado de transmisión de datos con los enlaces dedicados.

• En un enlace dedicado el usuario puede transmitir a máxima velocidad durante todo el tiempo.

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• En un circuito virtual pueden enviarse ráfagas a máxima velocidad, pero la velocidad media de transferencia de información debe permanecer por abajo de un nivel predeterminado.

• En contrapartida, el costo de un circuito virtual es inferior al de un enlace dedicado.

Voz sobre Frame Relay

• Los fabricantes de FRADs han creado productos que permiten transmitir voz sobre Frame Relay, a pesar de los retardos de propagación variables que sufren las tramas a través de la red (VFRADs).


• Se eliminan los periodos de silencio en las conversaciones para transmitir tramas de voz sólo cuando se detecta actividad en la comunicación.

• Se utilizan algoritmos sofisticados de codificación de voz para reducir la velocidad de transmisión necesaria en las comunicaciones.


• Se agrega un buffer en el FRAD receptor para suavizar la variabilidad en el retardo de propagación de las tramas.

FRAMERELAY

CODIFICADOR

FRADVOZ

VOZ CONRETRASO

FRAD

DECODIFICADOR PBXPBX


• Se da prioridad a la transmisión de las tramas de voz sobre las tramas de datos en los FRADS.

VOZ

FRAMERELAYFRAD

PBX

DATOS


• Se limita el tamaño de las tramas de datos transmitidas por los FRADs.

VOZ

FRAMERELAYFRAD

PBX

DATOS

• 11 Voz

• 12 Fragmentación

• 13 Definiciones de nivel de servicio

SLA: retardo

razón de entrega de tramas disponibilidad


Frame Relay

• Inicialmente fue usado como sustituto de enlaces dedicados para la interconexión de LANs.

• Ahora, también transporta tráfico sensible al retardo: voz y SNA, e incluso video.

• Existen implementaciones propietarias que ofrecen diferentes calidades de servicio.

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