Лекція №20. Структура кадру LAPF. Процедурні характеристики мережі FR

План лекції

1. Адресація і процедури встановлення з’єднання

2. Процедура оброблення кадру у вузлі й керування трафіком

3. Процедура QoS

Процедурні характеристики - це правила виконання дій, запропоно­ваних протоколом. Для протоколу LAPF цей перелік правил дуже прос­тий у порівнянні з протоколом HDLC.

Адресація і процедури встановлення з’єднання. Протокол FR орієн­тований на встановленні з’єднання. Віртуальне з’єднання необхідно установити перш, ніж вузли почнуть обмін інформацією.

Кожне постійне з’єднання PVC (Permanent Virtual Channel) або ко­мутоване SVC (Switched Virtual Channel) ідентифікується за допомогою ідентифікатора каналу передавання даних DLCI. Призначені DLCI ма­ють обмежену сферу діяльності. їхня дія носить локальний характер, тобто використовується для ідентифікації логічних каналів між корис­тувачами і мережею, внаслідок чого різні пристрої можуть повторно використовувати той самий DLCI. Стандарти ANSI, ITU-T розподіля­ють десятибітні двобайтні адреси DLCI між користувачами і мережею у такій послідовності:

За допомогою інтерфейсу UNI організовується один або декілька PVC. Кожний PVC забезпечує логічне з’єднання з конкретним вилуче­ним портом Frame Relay. З погляду користувача PVC аналогічний окремій виділеній лінії. У кожному фізичному каналі може бути органі­зовано декілька PVC, що конфігуруються таким чином, щоб забезпечи­ти певний рівень продуктивності і якості обслуговування. PVC є двонаправленими й у кожному напрямку можуть бути задані різні значення параметрів.

PVC у даний час застосовується досить часто і це пов’язане з:

- простотою організації каналу та його оплати;

- відсутністю обладнання тарифікації;

- можливістю реалізації на PVC закритих груп користувачів і ство­рення незалежних накладних мереж, так званих PVN (Private Virtual Network) - приватних віртуальних мереж, що використовують для ор­ганізації роботи прикладних процесів (наприклад, системи дистанцій­ного навчання, аудіо-відеоконференцій).

SVC - комутований віртуальний канал - встановлюється динамічно і забезпечує за вимогою (запиту абонентів) сервіс-мережі. Маршрутиза- тори мережі FR повинні мати можливість змінювати відповідні записи в маршрутних таблицях після запиту на встановлення і роз’єднання ко­мутованого з’єднання.

Форум FR розробив технічні вимоги до SVC («Угода про реалізацію FRF.4»), в основу якої покладена Рекомендація ITU Q.2931 («Угода про встановлення і роз’єднання з’єднання»). Відповідно до FRF.4 процедура встановлення каналу SVC відбувається трьома етапами: з’єднання, обмін інформацією, роз’єднання. Крім того, у мережі FR передбачено ще дві системи нумерації відповідно до рекомендацій ITU Е.164 або Х.121.

IETF розробила протокол NHRP (Next Hop Resolution Protocol - про­токол дозволу адреси чергового стрибка). Цей протокол відповідає за автоматичний перерозподіл адрес при перетворенні, наприклад, ІР-адрес у SVC-адреси. NHRP виконує динамічне перетворення адрес при зміні конфігурації мережі. При відсутності протоколу NHRP, SVC-адреси, що відповідають кожній ІР-адресі, довелося б вводити вручну.

Для визначення адрес, що відповідають різним системам передавання даних, протокол NHRP використовує сервери перетворення адрес. Сер­вери перетворення адрес виконують перетворення на основі інформації, що зберігається в них, для переходу до визначеної адреси. Вузлове облад­нання запитує адресну інформацію у серверу перетворення адрес. Інфор­мація на цьому сервері підтримується, як правило, мережними операто­рами. Крім адрес, на сервері зберігається інформація про пріоритети, класи обслуговування і політику безпеки для даного з’єднання.

Протокол NHRP знижує інтенсивність трафіка між обладнанням ме­режі. Тепер ці потоки зосереджені, головним чином, між обладнанням і сервером перетворення адрес. Сервер містить інформацію про адреси всієї мережі. Це дозволяє заощаджувати пропускну спроможність у по­рівнянні з використанням широкомовних протоколів, наприклад, OSPF (Open Shortest Path First - першочергове відкриття найкоротших марш­рутів) або IGRP (Interior Gateway Routing Protocol - протокол маршру­тизації внутрішнього шлюзу).

Процедура оброблення кадру у вузлі й керування трафіком. У мережі FR кадр, отриманий вузлом без перешкод, направляється далі за відповідним маршрутом, а кадри з пошкодженням знищуються. Пошкодженим вважається кадр, у якого:

- немає коректного обмеження прапорами;

- є менше 5-ти октетів між прапорами;

- немає цілого числа октетів;

- міститься неіснуючий DLCI;

- перевищено максимальний розмір кадру;

- є помилка в перевірочній послідовності (FCS).

У мережі FR також діє механізм повідомлення про виникнення пере­вантажень і ліквідації перевантажень, що реалізується за допомогою бітів FECN і BECN у заголовку кадру LAPF (рис. 6.5.2). Коли вузол ме­режі FR виявляє, що його вхідні буфери починають переповнятися, то вузлу (джерелу трафіка) передається пакет із встановленим бітом BECN, щоб призупинити надходження даних до вузла.

У прямому напрямку до наступного вузла також може бути переданий пакет із встановленим бітому FECN, щоб запобігти виникненню пробле­ми з трафіком. Біт FECN може бути переданий протоколом вищих рівнів (наприклад, транспортного), що, у свою чергу, може або знизити інтен­сивність підтверджень даних, або зменшити розмір вікна прийому, або задіяти власні механізми обмеження потоку. Описані процедури назива­ють механізмом прямого (explicit) керування навантаженням.

Пристрої доступу до FR мережі і вузлове обладнання реалізують ме­тод часового статистичного мультиплексування кадрів (STDM- Statistic Time Division Multiplexing). Даний метод дозволяє значно під­вищити ефективність використання пропускної спроможності фізичних ліній і каналів зв’язку, а також виключити перевантаження у вузлах ме­режі FR. Метод використовувався в мережі Х.25, але за останні роки він став більш інтелектуальним. Його апаратна реалізація припускає:

- постійне спостереження за потоком заявок від користувачів на передавання даних і контроль завантаження мережі (ліній, каналів (фі­зичних і віртуальних), вузлів);

- перерозподіл вільного ресурсу і ресурсу, що вивільняється, а також перерозподіл пропускної здатності віртуальних каналів відповідно до реальних потреб користувачів, тобто в остаточному підсумку надання ко­ристувачам таких віртуальних каналів, що відповідають їхнім вимогам.

Метод забезпечує синхронне введення даних у високошвидкісний канал зв’язку на основі угоди між абонентом і адміністрацією мережі. При цьому обумовлюється:

- максимальний розмір поля даних у кадрі FR (у байтах);

- пропускна здатність порту, за допомогою якого абонент підклю­чається до мережі FR;

- CIR - гарантована швидкість передавання даних, що дозволяє за­безпечити необхідну якість передавання;

- Be (Committed Burst Size) - гарантований обсяг інформації, що передається при забезпеченні необхідної якості передавання;

- Be (Excess Burst Size) - додатковий обсяг інформації, при цьому якість передавання може зменшуватись.

Угода реалізується в такій послідовності:

1. Абонент вибирає і сплачує пропускну здатність порту і гаранто­вану швидкість передавання даних, наприклад, для PVC.

2. Вузол доступу до мережі FR вимірює реальну потребу абонента в ресурсі пропускної здатності каналу зв’язку.

3. Якщо цей ресурс, відображений в її реальній швидкості передавання інформації не перевищує CIR, то кадри передаються без змін. Якщо ре­альна швидкість перевищує CIR, але відповідає пропускній здатності пор­ту, то біт DE встановлюється в 1, що дає можливість знищувати ці кадри при виникненні перевантажень. Нарешті, якщо перевищена пропускна здатність порту, кадри знищуються незалежно від будь-яких умов.

Слід зазначити, що до угоди входять три основні параметри (CIR, Be, Be), що визначають механізм регулювання потоку трафіка в мережі FR, тому необхідно ще раз акцентувати увагу на цих параметрах.

Параметр Вс визначає максимальний (гарантований) обсяг інформації в бітах, що користувач може передати з даним PVC протягом деякого обмеженого періоду часу. При підключенні до мережі користувач зви­чайно одержує по кожному PVC діючі в ньому значення CIR і Вс. Для користувача це означає, що він може або передавати інформацію з постійною швидкістю, що дорівнює CIR, або з набагато більшою швид­кістю, але протягом обмеженого часу, обумовленого формулою Bc/CIR.

Параметр Be дозволяє задавати додатковий обсяг трафіка, що може бути переданий по даному PVC.

Призначення CIR і Вс являє собою механізм непрямого (implicit) ке­рування навантаженням і дозволяє забезпечити передавання трафіка користувача в межах замовленої ним пропускної здатності.

Слід зазначити, що перевантаження можуть створити серйозні проб­леми для передавання інформації і тому в мережі FR використовується механізм знищення частини трафіка. Для цього використовується біт DE заголовка кадру (рис. 6.5.2). Біт DE встановлюється рівним одиниці для зазначення мережі, що при виникненні проблем даний кадр більше під­ходить для анулювання, ніж ті кадри, де цей біт дорівнює нулю. Якщо біт DE не використовується,- кадри знищуються випадково. У разі знищення кадру протоколи вищих рівнів організують повторне переда­вання кадру.

Процедура забезпечення гарантованої якості обслуговування QoS (Quality of Service). Оскільки мережа FR є мультисервісною мережею (мережею з інтеграцією сервісів), наприклад, FR (IP) - телефонія, ор­ганізація аудіо- і відеоконференцій, то якість передавання даних ін­терактивних і мультимедійних процесів залежить від параметрів, що характеризують роботу кожного прикладного процесу (послуги).

Гарантована якість обслуговування прикладного процесу взагалі за­лежить і визначається трьома основними параметрами: пропускною спроможністью, затримкою і надійністю передавання. Так, наприклад, забезпечення QoS передбачає, що затримка, пов’язана з буферизацією і обробленням пакетів повинна не перевищувати деяких максимальних значень. При цьому мережа зобов’язується дотримувати обмеження по затримці і мінімізувати ймовірність втрати пакетів, якщо прикладний процес відповідає оголошеним параметрам генерованого ним трафіка. Підтримка необхідного (гарантованого) рівня обслуговування (класу обслуговування) є результатом угоди між користувачем і мережею.

Тема 2.4. Віртуальні приватні мережі

Поиск по сайту: