uni fiee rdsi sesion 08a frame relay 1

Facultad de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaIngeniería de Telecomunicaciones

Redes Digitales de Servicios Integrados

(IT526M)

Sesión: 8a

Prof. Ing. José C. Benítez P.

Frame Relay 1

Capitulo. RDSI-BA

�Tecnologías Fast Packet

�Frame Relay

ISDN-BB

Redes Digitales de Servicios Integrados Prof. Ing. José C. Benítez P. 2

�Frame Relay

Tecnología Fast Packet

Concepto:

Los conceptos sobre PS han producido nuevos

servicios de modo paquete de alto rendimiento,


servicios de modo paquete de alto rendimiento,

denominados conmutación fast packet.


Características:

- Infraestructura de una red digital de alta velocidad.

- Baja tasa de error.

- Depende de los sistemas de usuario final para la

corrección de errores (y alguna detección de errores).


corrección de errores (y alguna detección de errores).

Los servicios fast packet al inicio fueron, de hecho,

inestables, las unidades de datos con errores son

desechados por la red, y los usuarios finales no eran

notificados de tal pérdida de datos.


• Frame relay

• Cell relay

Servicios:


• Cell relay


• Es conceptualmente similar a la PS VC.

• Las tramas pueden ser de tamaño variable, como muchos

paquetes en una PSN.

• Los host en una red Frame Relay establecen un VC antes del

Frame Relay

Redes Digitales de Servicios IntegradosProf. Ing. José C. Benítez P. 6

• Los host en una red Frame Relay establecen un VC antes del

intercambio de tramas, y la red desecha las tramas con

errores.

• La diferencia es que los host son responsables de una

comunicación fiable extremo a extremo.

• Frame Relay es un servicio en modo paquete adicional

para RDSI.


• Es diferente a FR y a la PS, y usa una entidad de transmisión de tamaño

fijo denominada celda.

• La utilización de una celda de tamaño fijo permite realizar muchas

optimizaciones en los conmutadores de red y tiene mejores capacidades

de multiplexación estadística, permitiendo el transporte de muchos tipos

Cell Relay


de multiplexación estadística, permitiendo el transporte de muchos tipos

de tráfico, incluyendo voz, video, gráficos y datos

Existen dos tipos:

• Orientado a la conexión (es la base del modo

de transferencia asíncrono - ATM).

• Connectionless (es la base del servicio de

datos multimegabits conmutado - SMDS).

Frame Relay.

• Introducción.

• Tecnología.

• Fundamentos

• Arquitectura X.25

• Arquitectura FR

• Funcionamiento


• Funcionamiento

• Frames

• Funciones

• Estructura

• FR vs X.25

• FR vs SMDS

• Caso práctico

• Contratación

• Ventajas y desventajas

Frame Relay. Introducción

•Frame Relay comenzó como un movimiento a

partir del mismo grupo de normalización que dio

lugar a X.25 y RDSI: El ITU (entonces CCITT).

•Sus especificaciones fueron definidas por ANSI,


•Sus especificaciones fueron definidas por ANSI,

fundamentalmente como medida para superar la

lentitud de X.25, eliminando la función de los

conmutadores, en cada "salto" de la red (control

de errores y de flujo).


•Frame Relay se define, oficialmente, como un servicio

portador RDSI de banda estrecha en modo de

paquetes, y ha sido especialmente adaptado para

velocidades de hasta 2 Mbps, aunque nada le impide

superarlas.


superarlas.

•Hasta hace algún tiempo, X.25 se ha venido utilizando

como medio de comunicación para datos a través de

redes telefónicas con infraestructuras analógicas, en las

que la norma ha sido la baja calidad de los MT, con una

alta tasa de errores.


•Esto justificaba los abundantes controles de errores y

sus redundantes mecanismos para el control de flujo,

junto al pequeño tamaño de los paquetes. En resumen,

se trataba de facilitar las retransmisiones para obtener

una comunicación segura.


una comunicación segura.

•Frame Relay, por el contrario, maximiza la eficacia,

aprovechándose para ello de las modernas

infraestructuras, de mucha mayor calidad y con muy

bajos índices de error, y además permite mayores

flujos de información.


•Frame Relay, o "transmisión de tramas“, también ha sido

denominado "tecnología de paquetes rápidos" (fast

packet technology) o "X.25 para los 90´s“.

•Primera tecnología normalizada, con enlaces activos entre

ciudades norteamericanas, europeas y asiáticas.


ciudades norteamericanas, europeas y asiáticas.

•Frame Relay es similar que SMDS, un servicio público para

interconexión de redes de alta velocidad y bajo retraso.

•La diferencia entre ambos es que SMDS es un servicio sin

conexión ("connectionless"), mientras que Frame Relay

esta orientado a conexión ("connection oriented").


• Gracias a los esfuerzos principalmente del Frame Relay

Forum y compañías tales como Cisco, Digital Corp. y

otras; así como organismos ANSI y la ITU, Frame Relay

se ha convertido en una de las soluciones más

adecuadas para la interconexión de LANs.


adecuadas para la interconexión de LANs.

• Frame Relay fue inicialmente concebido como un

protocolo para utilizar sobre interfaces RDSI y como

sucesor a los servicios basados en líneas dedicadas (T1

en EEUU y E1 en Europa).


• Las propuestas iniciales fueron entregadas por el

Sector de Estandarización de la ITU-T (International

Telecommunication Union - Sector Telecommunication

formalmente el CCITT (Comité Consultivo Internacional

Telegráfico y Telefónico) en 1984.


Telegráfico y Telefónico) en 1984.

• Ya a principios de los 90 se entregan soluciones para un

servicio de datos multiplexados que permite la

conectividad entre el equipo del usuario y equipos de

red (p.e. switches).


• El trabajo sobre Frame Relay fue también tomado por

ANSI (American National Standards Institute) acreditado

por el comité de estándares T1S1 en los Estados Unidos.

• Debido al auge del número de dispositivos que

incorporan las tecnologías de conmutación X.25 , Frame


incorporan las tecnologías de conmutación X.25 , Frame

Relay y RDSI en una misma “caja” (FRAD: Multiprotocol

Frame Relay Access Devices), el número de usuarios de

esta tecnología creció enormemente.

• Actualmente se especifica en el estándar ITU-T I.233.

Frame Relay. Tecnología

• Frame Relay permite comunicaciones de datos por PS a

través del interfase entre dispositivos de usuario (por

ejemplo routers, bridges y hosts) y equipos de red (por

ejemplo los nodos de conmutación).

• Los dispositivos de usuario generalmente se conocen como


• Los dispositivos de usuario generalmente se conocen como

equipos terminales de datos (DTE), mientras los equipos de

la red, que hacen de interfaces con los DTEs, se les conoce

como equipos de terminación del circuito de datos (DCE).

• A esta interface se le denomina FRI: Frame Relay Interface.

• Esta interface esta basado en la estructura de la trama LAP-D

del canal D de señalización de la RDSI.


•La red que soporta el FRI puede ser o una red

pública/privada por portadora o una red de equipos

de propiedad del usuario sirviendo a la empresa.

•Generalmente se hace uso de una operadora que


•Generalmente se hace uso de una operadora que

disponga de dicho servicio por cuestiones prácticas.

•El término “Relay” implica que la trama de datos de la

capa 2 es conmutada en los nodos y procesada en los

puntos extremos de cada enlace de red .


•Dado que las LAN’s son "connectionless", podría

parecer que SMDS es más apropiado para cumplir

el cometido de la interconexión de las mismas.

•Sin embargo, la realidad es que, a pesar de que las


•Sin embargo, la realidad es que, a pesar de que las

LAN’s, por si mismas, son "connectionless", se

emplean routers para su interconexión.

Frame Relay. Fundamentos

•Dichos routers suelen comunicarse mediante líneas

punto a punto, bien mediante circuitos o canales físicos,

mientras que en ATM, por ejemplo, en lugar de canales

físicos, se emplean conexiones.

•En Frame Relay, al ser un SOC, dichas conexiones son


•En Frame Relay, al ser un SOC, dichas conexiones son

totalmente equivalentes y coincidentes e incluso más

apropiadas, que los circuitos basados en redes de

routers y por tanto que las proporcionadas por SMDS.

Frame Relay. Fundamentos

•Frame Relay proporciona conexiones entre usuarios

a través de una red pública, del mismo modo que lo

haría una red privada con circuitos punto a punto.

•Su gran ventaja es la de reemplazar las líneas


•Su gran ventaja es la de reemplazar las líneas

privadas por un sólo enlace a la red.

•El uso de conexiones implica que los nodos de la red

son conmutadores, y las tramas deben de llegar

ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el

mismo camino a través de la red.

Frame Relay. Arquitectura X.25


Frame Relay. Arquitectura FR


Frame Relay. Arquitecturas


Frame Relay. Funcionamiento

FRAD y FRND:

•Las FRN se construyen partiendo de un

equipamiento de usuario (UE) que se encarga de

empaquetar todas las tramas de los protocolos

existentes en una única trama Frame Relay.


existentes en una única trama Frame Relay.

•Las FRN también incorporan los nodos que

conmutan las tramas (NN) Frame Relay en función

del identificador de conexión, a través de la ruta

establecida para la conexión en la red.

Frame Relay. Funcionamiento

FRAD y FRND:

El UE se denomina FRAD (Frame Relay

Assembler/Disassembler o "Ensamblador/Desensamblador

Frame Relay" ) y el NN se denomina FRND (Frame Relay

Network Device o "Dispositivo de Red Frame Relay" ).


FRAD FRND

FRND

FRND

FRND FRAD

FRI FRI

Frame Relay. Frames

Longitud de Tramas:

• Las tramas y cabeceras de

FR pueden tener

diferentes longitudes, ya

que hay una gran variedad

de opciones disponibles en


de opciones disponibles en

la implementación,

conocidos como anexos a

las definiciones del

estándar básico.

• La información transmitida

en una trama Frame Relay

puede oscilar entre 1 y

8.000 bytes, aunque por

defecto es de 1.600 bytes.

Frame Relay. Frames

Interoperatibilidad:

•A pesar del gran número de formas y tamaños FR

funciona perfectamente, y ha demostrado un muy alto

grado de interoperatibilidad entre diferentes

fabricantes de equipos y redes.


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 FR a uno común,

intercambiando así las tramas en dicho formato.

Frame Relay. Funciones

Resumen:

En FR:

• Los dispositivos del usuario se interrelacionan con la red de

comunicaciones.

• Los UD son los responsables del control de flujo y de errores.

• La red sólo se encarga de


En el caso de errores o de saturación de los

nodos de la red, los UD solicitarán al otro

extremo, el reenvío de las tramas incorrectas y

si es preciso reducirán la velocidad de

transmisión, para evitar la congestión.

• La red sólo se encarga de

• la transmisión y conmutación de los datos,

• indicar cual es el estado de sus recursos.

Frame Relay. Estructura

Connected oriented: • Las FRN son CON, como X.25,

SNA e incluso ATM.

• El identificador de conexión

(CI) es la concatenación de dos

campos de HDLC (High-level

Data Link Control), en cuyas

especificaciones originales de


especificaciones originales de

unidad de datos se basa FR

(protocolo de la capa 2).

• Entre los dos campos HDLC

que forman el "identificador

de conexión de enlace de

datos" o DLCI (Data Link

Connection Identifier), se

insertan algunos bits de

control (CR y EA).


Control de flujo y congestión:

• Dado que los nodos conmutadores FR carecen de una estructura de

paquetes en la capa 3, que por lo general es empleada para

implementar funciones como el control de flujo y de la congestión

de la red, y que estas funciones son imprescindibles para el

adecuado funcionamiento de cualquier red, se decidió emplear,


adecuado funcionamiento de cualquier red, se decidió emplear,

para ello, algunos bits de la cabecera.

• Los tres más esenciales son:

•DE o "elegible para ser rechazada" (Discard Eligibility),

•FECN o "notificación de congestión explícita de envío" (Forward

Explicit Congestion Notification), y

•BECN o "notificación de congestión explícita de reenvío"

(Backward Explicit Congestion Notification).




• DE o "elegible para ser rechazada" (Discard Eligibility),

• FECN o "notificación de congestión explícita de reenvío"

(Forward Explicit Congestion Notification), y

• BECN o "notificación de congestión explícita de envío"

(Backward Explicit Congestion Notification).


Control de flujo y congestión: • DE: para identificar tramas que

pueden ser rechazadas en la red

en caso de congestión.

• FECN: con protocolos de sistema

final que controlan el flujo de

datos entre en emisor y el


datos entre en emisor y el

receptor, como el mecanismo

"windowing" de TCP/IP; en teoría,

el receptor puede ajustar su

tamaño de "ventana" en respuesta

a las tramas que llegan con el bit

FECN activado.

• BECN: con protocolos que

controlan el flujo de los datos

extremo a extremo en el propio

emisor.



•La FRN es capaz de detectar errores, pero no de

corregirlos (en algunos casos podría llegar tan solo a

eliminar tramas).


eliminar tramas).

•Es importante destacar que, en estos aspectos, Frame

Relay es incluso más avanzado que ATM, que carece de

capacidades explícitas FECN y BECN.

•Por otro lado, el bit CLP de ATM puede ser fácilmente

empleado para proporcionar la funcionalidad del bit DE.



•No se ha normalizado la implementación de las acciones de

los nodos de la red ni del emisor/receptor, para generar y/o

interpretar estos tres bits. Por ejemplo, TCP/IP no tiene

ningún mecanismo que le permita ser alertado de que la FRN


ningún mecanismo que le permita ser alertado de que la FRN

esta generando bits FECN ni de como actuar para responder

a dicha situación.

•Las acciones y funcionamiento de las redes empleando estos

bits permanecen como temas de altísimo interés y actividad

en el "Frame Relay Forum" (equivalente en su misión y

composición al "ATM Forum").

Frame Relay. X.25 vs FR

•El protocolo X.25 opera en la

capa 3 e inferiores del RM-OSI,

mediante la PS, a través de una

red de conmutadores, entre

identificadores de conexión.


•En cada salto de la red X.25 se

verifica la integridad de los

paquetes y cada conmutador

proporciona una función de

control de flujo.


•La función de control de flujo

impide que un conmutador X.25

envíe paquetes a mayor velocidad

de la que el receptor de los

mismos sea capaz de procesarlos.


•Para ello, el conmutador X.25

receptor no envía

inmediatamente la señal de

reconocimiento de los datos

remitidos, con lo que el emisor de

los mismos no envía más que un

determinado número de paquetes

a la red en un momento dado.


•FR realiza la misma función, pero

partiendo de la capa 2 e

inferiores.

•Para ello, descarta todas las

funciones de la capa 3 que

realizaría un conmutador de


realizaría un conmutador de

paquetes X.25, y las combina con

las funciones de trama.

•La trama contiene así al

identificador de conexión, y es

transmitida a través de los nodos

de la red en lugar de realizar una

"conmutación de paquetes".


•Lógicamente, todo el control de

errores en el contenido de la

trama, y el control de flujo, debe

de ser realizado en los extremos

de la comunicación (nodo origen

y nodo destino).


y nodo destino).

•En la conmutación de paquetes

en X.25, un proceso de 10 pasos,

se convierte en uno de 5 pasos, a

través de la transmisión de

tramas.


•El procedimiento de control de errores y de flujo

empleado en Frame Relay, implica que los mismos

se realizan para el beneficio de la red misma, y no

para el de los usuarios.


•Si se hallan errores, la trama es rechazada. Es un

claro cambio de prioridades comparado con X.25.


•Actualmente, y como consecuencia de trabajos del

"Frame Relay Forum", se ha logrado definir unas

especificaciones de "interfaz de nodo de red" o NNI

(Network Node Interface).


•Una vez más, se demuestra que el uso de la

tecnología va siempre por delante de las propias

especificaciones y normalizaciones de la misma,

como en el caso de ATM.

Frame Relay. Análisis

Fácil y eficiente:

•La clave para que Frame Relay sea aceptado, al igual que

ocurrió con X.25, y también ocurrió con RDSI, es su gran

facilidad, como tecnología, para ser incorporado a equipos ya

existentes: routers, ordenadores, conmutadores,

multiplexores, etc., y que estos pueden, con Frame Relay,


multiplexores, etc., y que estos pueden, con Frame Relay,

realizar sus funciones de un modo más eficiente.

•Frame Relay es una solución ampliamente aceptada,

especialmente para evitar la necesidad de construir mallas de

redes entre routers, y en su lugar se multiplexan muchas

conexiones a lugares remotos a través de un solo enlace de

acceso a la red Frame Relay.

Frame Relay. SMDS vs FR



•El futuro de Frame Relay aparece como brillante, especialmente

si lo comparamos con el de SMDS, a pesar de que ambos están

destinados al mismo tipo de usuarios y comparten muchos

puntos en común.

•Frame Relay es un estándar, y SMDS no;


•SMDS requiere un hardware dedicado, y Frame Relay puede ser

implementado en software (por ejemplo en un router), y por

tanto puede ser mucho más economico;

•Frame Relay esta orientado a conexiones, como la mayoría de

las WAN’s y SMDS no lo esta, como los routers o las propias

LAN’s (pero a costa de mayor gasto y complejidad);


•Frame Relay puede "empaquetar" tramas de datos de cualquier

protocolo de longitud variable, mientras que en SMDS la

unidad de datos es una célula de longitud fija;

•La "carga del protocolo" (overhead) SMDS es muy alta, en torno

al 20%, frente a menos de un 5% en Frame Relay.


•En contra, podemos decir que Frame Relay sólo ha sido definido

para velocidades de hasta 1.544/2.048 Mbps. (T1/E1), mientras

que SMDS lo ha sido para hasta 45 Mbps. (T3).

•En cualquier caso, SMDS y Frame Relay NO soportan

aplicaciones sensibles al tiempo, al menos de forma estándar.

Frame Relay. Caso práctico

• 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


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 el destino, las tramas son

reensambladas.

• En la actualidad las redes

públicas sólo ofrecen Circuitos

Virtuales Permanentes (PVC o

Permanent Virtual Circuit).


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.

Frame Relay. Contratación

• Vt (la velocidad máxima del acceso),

que dependerá de la calidad o tipo de

línea empleada.

A la hora de contratar un enlace Frame Relay, hay que tener en

cuenta varios parámetros:


línea empleada.

• CIR (velocidad media de transmisión o

Committed Information Rate), es la

velocidad que la red se compromete a

servir como mínimo. Se contrata un

CIR para cada PVC o bien se negocia

dinámicamente en el caso de SVC’s.


•Bc (El Committed Burst Size) es el

volumen de tráfico alcanzable

transmitiendo a la velocidad media

A la hora de contratar un enlace Frame Relay, hay que tener en

cuenta varios parámetros:


transmitiendo a la velocidad media

(CIR).

•Be (La ráfaga máxima o Excess Burst

Size ) es el volumen de tráfico

adicional sobre el volumen alcanzable.


Para el control de todos estos

parámetros se fija un intervalo de

referencia (tc).

Así, cuando el usuario transmite

tramas, dentro del intervalo tc, a la

velocidad máxima (Vt), el volumen

de tráfico se acumula y la red lo


de tráfico se acumula y la red lo

acepta siempre que este por debajo

de Bc.

Pero si se continúa transmitiendo

hasta superar Bc, las tramas

empezarán a ser marcadas mediante

el bit DE (serán consideradas como

desechables).


Por ello, si se continúa

transmitiendo superando

el nivel marcado por

Bc+Be, la red no admitirá

ninguna trama más.


Por supuesto la tarificación

dentro de cada volumen

(Bc/Be) no es igual, puesto

que en el caso de Be, existe

la posibilidad de que las

tramas sean descartadas.

Frame Relay. Ventajas y desventajas

•Su ventaja, como servicio público es evidente.

•El ser un servicio público también llega a ser un inconveniente, desde el punto de vista de la percepción que el usuario puede tener de otros servicios como X.25, y que han llevado, en los últimos años, a las grandes compañías, a crear sus


últimos años, a las grandes compañías, a crear sus propias redes, con sus propios dispositivos (fundamentalmente multiplexores, conmutadores y routers) y circuitos alquilados.


•El inconveniente de esas grandes redes, además de su alto coste por el número de equipos necesario, es el número de circuitos que pueden llegar a suponer y el intrincado laberinto que ello conlleva; por otro lado, se pueden llegar a generar cuellos de botella en determinados puntos, y grandes congestiones en toda la red.


grandes congestiones en toda la red.

•Frame Relay permite una mayor velocidad y prestaciones, y permite que un mismo circuito sirva a varias conexiones, reduciendo, obviamente, el número de puertos y circuitos precisos, y por tanto el coste total.


•Frame Relay sigue siendo una tecnología antigua, ya que

no inventa nuevos protocolos ni mejora los dispositivos de

la red, sino que se limita a eliminar parte de la carga de

protocolo y funciones de X.25, logrando mejorar su

velocidad.


velocidad.

•El resultado es una red más rápida, pero no una red

integrada.

•Además, dado que Frame Relay está orientado a

conexión, todas las tramas siguen la misma ruta a través

de la red, basadas en un identificador de conexión.


•Pero las redes orientadas a conexión son susceptibles

de perderla si el enlace entre el nodo conmutador de

dos redes falla.

•Aún cuando la red intente recuperar la conexión,


•Aún cuando la red intente recuperar la conexión,

deberá de ser a través de una ruta diferente, lo que

cambia el retraso extremo a extremo y puede no ser lo

suficientemente rápido como para ser transparente a

las aplicaciones.

uni fiee rdsi sesion 08a frame relay 1

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