3.2. Адресация в сетях Frame Relay

Технология Frame Relay охватывает одновременно и физический, и канальный уровни модели OSI . Как таковая, она имеет собственную структуру физической адресации, которая полностью отличается от структуры адресации с управлением доступом к передающей среде ( MAC-адресации).

Адрес Frame Relay называется идентификатором подключения канального уровня ( Data Link Connection Identifier — DLCI ). В отличие от MAC -адресов, идентификаторы DLCI не обозначают физический порт, а, скорее, указывают на логический канал между двумя системами (виртуальный канал). Поэтому каждый физический порт Frame Relay может иметь несколько идентификаторов DLCI , поскольку с этим портом может быть связано несколько виртуальных каналов. Например, на рис. 3.2 показана и логическая, и физическая структура одной из реализаций Frame Relay .

Рис. 3.2. Логическая и физическая структура одной из реализаций сети Frame Relay

В дальнейшем в схемах многих реализаций Frame Relay применяется условное обозначение в виде облака. Не вдаваясь в лишние подробности, отметим, что "облако" Frame Relay обозначает инфраструктуру телекоммуникационной компании, предоставляющей доступ к службе Frame Relay . Она условно обозначается в виде облака, поскольку подробные сведения о ее функционировании от нас скрыты. Кроме того, эти сведения действительно не интересуют пользователя, коль скоро передаваемые им пакеты входят в эту скрытую инфраструктуру и выходят из нее там, где он пожелает, поэтому его не должно интересовать, какие действия при этом выполняются. Тем не менее, ниже приведено краткое описание технологии Frame Relay для того, чтобы лучше представлять себе ее функционирование.

Часть сети Frame Relay , которая на наших рисунках обозначается облаком, фактически представляет собой огромную совокупность коммутаторов Frame Relay и других устройств. Согласно терминологии Frame Relay , все используемые в ней устройства подразделяются на два типа: оборудование передачи данных ( Data Communications Equipment ) или оборудование коммутации каналов данных ( Data Circuit - Switching Equipment ), которое принято обозначать аббревиатурой DCE , и терминальное оборудование канала передачи данных ( Data Terminal Equipment — DTE ). Устройства DCE в этом облаке выполняют роль коммутаторов фреймов, а устройства DTE представляют собой маршрутизаторы. Устройства DCE функционируют на основе тех же базовых принципов, что и маршрутизаторы фреймов, и отличаются от последних только тем, что способны обрабатывать трафик большого количества виртуальных каналов одновременно. Кроме того, устройства DCE предоставляют устройствам DTE так называемые синхросигналы. Синхросигналы необходимы потому, что Frame Relay представляет собой синхронный протокол: прохождение по сети фреймов привязывается к определенным временным рамкам с помощью синхросигналов, поэтому не нужны стартовый и столовый биты. В результате протокол Frame Relay становится немного более эффективным по сравнению с протоколом асинхронной передачи и поэтому более быстродействующим.

Чтобы теперь можно было описать эти понятия в определенном контексте, отметим, что облако на рисунке скрывает путь от отправителя данных к их получателю, состоящий из отдельных участков. Иными словами, для каждого постоянного виртуального канала не выделен отдельный непрерывный кусок кабеля. Вместо этого виртуальный канал проходит по десяткам, сотням или даже тысячам отдельных электрических проводов на пути к его конечному назначению. Это позволяет телекоммуникационной компании избежать необходимости формировать новую магистраль для каждого нового клиента, который заключает с ней договор. В действительности телекоммуникационная компания просто продает услуги, создаваемые ее современной инфраструктурой. На рис. 3.3 показан пример устройства простого фрагмента телекоммуникационной инфраструктуры и применяемых при этом способов коммутации виртуальных каналов.

Рис. 3.3. Упрощенный фрагмент инфраструктуры Frame Relay

Это описание довольно упрощено. Кроме этого, следует учитывать еще одну особенность адресации Frame Relay — локальную значимость идентификаторов. Как показано на рис. 3.3, лишь немногие идентификаторы DLCI , применяемые в сети Frame Relay , имеют глобальную значимость. Вместо этого основная их часть имеет значение только в локальных масштабах. Поэтому для пользователя не важно, как происходит изменение идентификаторов DLCI внутри облака, при условии, что применяемое им устройство DTE и соответствующее ему устройство DCE по-прежнему обозначаются тем же номером DLCI , а для устройства DTE не имеет значения, какой номер используется устройством DCE , установленным на площадке пользователя, в качестве DLCI для соединения с другим устройством DCE в облаке. Для устройства DTE имеет лишь значение, какие функции выполняет присвоенный ему идентификатор DLCI . Например, рассмотрим простую реализацию Frame Relay и покажем, как происходит коммутация идентификаторов DLCI в облаке.

На рис. 3.4 два маршрутизатора (устройства DTE пользователя) взаимодействуют друг с другом через облако Frame Relay , состоящее из трех коммутаторов. В маршрутизаторе А идентификатор DLCI 50 обозначает виртуальный канал к маршрутизатору В. С другой стороны, в маршрутизаторе В идентификатор DLCI 240 обозначает соединение с маршрутизатором А. По мере прохождения фрейма через облако происходят преобразования, позволяющие связать между собой эти два идентификатора DLCI . В этом примере показано, что происходит преобразование идентификаторов DLCI (адресов уровня 2) в другие идентификаторы DLCI , но, в действительности, идентификаторы DLCI преобразуются в адреса уровня 3 (такие как IP -адреса) и для отправки пакета по правильному пути применяется маршрутизация. Но поскольку в этой книге IP -адресация еще не рассматривалась, достаточно остановиться на этом примере. Так или иначе, общий принцип остается тем же самым.

Рис. 3.4. Коммутация DLCI в сети Frame Relay , осуществляемая через облако

Телекоммуникационная компания выделяет пользователю идентификаторы DLCI , которые, скорее всего, не будут одинаковыми на обоих концах соединения, и берет на себя задачу обеспечения коммутации идентификаторов DLCI . Следует отметить, что применение локально значимых идентификаторов DLCI обусловлено в основном той причиной, что нет никакой структуры, которая обеспечивала бы уникальность идентификаторов DLCI в достаточно крупных масштабах. В действительности, попытки добиться глобальной уникальности идентификаторов DLCI привели бы к развалу всей инфраструктуры коммутации фреймов, поскольку большинство провайдеров использует формат фреймов, в котором предусмотрена возможность задавать только 10-битовые значения DLCI . Это означает, что одновременно может быть присвоено только 1024 уникальных значений DLCI (поскольку с помощью десяти битов может быть представлено только 1024 уникальных числа), а количество виртуальных каналов для передачи фреймов намного превышает 1024. При использовании современной локально значимой структуры каждое устройство ОСЕ может иметь до 1024 виртуальных каналов (за вычетом нескольких зарезервированных идентификаторов DLCI ), и каждый из этих виртуальных каналов может отличаться от виртуальных каналов, представленных на каждом прочем устройстве ОСЕ, поэтому структура, в которой используются локально значи­мые идентификаторы DLCI , является более масштабируемой по сравнению со структурой, основанной на использовании глобально значимых идентификаторов DLCI .

Глобально значимые идентификаторы DLCI

Телекоммуникационная компания может отметить идентификаторы DLCI некоторых каналов как глобально значимые. Такая стратегия позволяет использовать сеть Frame Relay как большую локальную сеть, в которой каждый отдельный постоянный виртуальный канал имеет свой собственный статический адрес. К сожалению, такое решение одновременно приводит к снижению масштабируемости облака коммутации фреймов.