Сети с коммутацией пакетов СКП.

В отличие от арендованных линий и соединений с переключением каналов, переключение пакетов не полагается на выделенное, точка-точка соединение через несущую сеть. Вместо этого пакеты данных маршрутизируются в несущей сети на основании адресации, содержащейся в заголовках пакетов или фреймов, шо позволяет провайдеру поддерживать много потребителей на одних физических линиях и коммутаторах.

В сетях с коммутацией пакетов провайдер конфигурирует свою аппаратуру коммутации для создания виртуальных цепей (virtual circuits (VCs)) для обеспечения сквозной связи. Виртуальные цепи могут быть постоянными или могут быть построены

по требованию. Frame Relay является типовой службой по коммутации пакетов в WAN.

Часто используются также технологии ATM и X.25.

Первые СКП строились по протоколу X.25. Так как X.25 был спроектирован для работы на ненадёжных телефонных медных цепях, то он обеспечивает обнаружение ошибок

СКП это сети с множественным доступом, использующие специальное оборудование для доставки пользовательского трафика. Физическим носителем сигналов внутри СКП являются, как правило, высокоскоростные выделенные каналы связи, чаще всего оптические. Для обеспечения требуемого сквозного соединения внутри СКП осуществляется настройка коммутационного оборудования.

СКП предлагают администратору сети меньший контроль, чем соединение точка-точка. Однако, стоимость виртуальной цепи в СКП меньше, чем выделенной линии. Доступ к самой СКП, как правило, осуществляется через синхронный последовательный порт маршрутизатора по единственной выделенной линии Т1 или Т3 и позволяет соединится со многими удалёнными сайтами. При отсутствии СКП потребуется отдельная выделенная линия к каждому удалённому сайту.

Виртуальные цепи Frame Relay предоставляют скорость вплоть до скорости Т3, делая технологию переключения пакетов высокоскоростной эффективной по стоимости альтернативой выделенным линиям. Единственное синхронное последовательное соединение к СКП может поддерживать несколько виртуальных цепей в конфигурациях точка-многоточка (один-ко-многим) и точка-точка (Рис. 2). Процесс комбинирования нескольких передач данных в одной физической линии называется мультиплексированием.

Рисунок 2.

Мультиплексирование становится возможным благодаря тому, шо DTE (как правило маршрутизатор) инкапсулирует данные в пакеты СКП, содержащие адреса СКП. Коммутаторы провайдера используют эти адреса для определения, как и куда доставить отдельный пакет. В случае Frame Relay эти адреса называются DLCI (Data Link Connection

Identifiers). Способность к мультиплексированию означает, шо один порт маршрутизатора вместе с одним устройством CSU/DSU может поддерживать десятки виртуальных цепей, каждая из которых ведёт к отдельному сайту. Следовательно, переключение пакетов делает доступной по цене даже создание полносвязной топологии.

Frame Relay не исправляет ошибок и хорошо приспособлен для работы на высоконадёжных цифровых каналах передачи.

Frame Relay не обеспечивает ту степень надёжности, гибкости и безопасности, которую предоставляют выделенные линии, которые более предпочтительны для критически важного трафика и обмена большим объемом информации.

Другой популярной технологией коммутации пакетов является ATM (Asynchronous Transfer Mode). ATM это международный стандарт для поэлементной передачи, в котором информация различных типов таких, как данные, голос и видео помещаются в ячейки фиксированной длины в 53 байта. Фиксированная длина ячеек позволяет вести их обработку аппаратным способом, шо сокращает временные задержки. ATM спроектирована так чтобы воспользоваться преимуществами высокоскоростных сред передачи E3, T3 и SONET.

Протоколы глобальных сетей

Маршрутизаторы прежде чем передать IP пакеты по каналу связи, инкапсулируют их во фреймы второго сетевого уровня.

Типовые протоколы второго уровня глобальных сетей:

Point-to-Point Protocol (PPP) – протокол сязи маршрутизатор - маршрутизатор и маршрутизатор -хост для синхронных и асинхронных каналов.

Serial Line Internet Protocol (SLIP) – предшественник PPP, используемый для последовательного соединения точка-точка по протоколу TCP/IP.

High-Level Data Link Control (HDLC) – является собственностью Cisco и используется для соединения двух устройств Cisco.

X.25/LAPB – это стандарт, который определяет способ соединения между DTE и DCE устройствами при удалённом терминальном доступе и компьютерных коммуникациях в публичных сетях данных.

Frame Relay – высокопроизводительный протокол, используемый на многих сетевых интерфейсах

Рисунок показывает, какие протоколы связи данных используются в каждой из трёх типов соединений в WAN

Рисунок 3.

Frame Relay

В настоящее время Frame Relay заменяет X.25 как технология переключения пакетов. Стандартизированный в 1990, Frame Relay упрощает функции канального уровня

и обеспечивают только проверку на ошибки, но не их исправление. Такой малоизбыточный подход к коммутации пакетов увеличивает производительность и эффективность. Современные волоконнооптические каналы связи и цифровые средства обслуживания передачи обеспечивают намного меньше ошибок, чем их медные предшественники. По этой причине, использование как в X.25 механизмов надежности на канальном уровне теперь вообще расценивается как ненужное. Исправление ошибок осуществляется в протоколах более высокого уровня, например TCP.

Frame Relay - ITU и ANSI стандарт. ITU-T - International Telecommunications Union (Международный Союза Телесвязи) и ANSI - American National Standards Institute (Американский Национальный Институт Стандартов). Стандарты определяют процесс для передачи данных по сети с коммутацией пакетов. Frame Relay это ориентируемая на соединение технология связи данных, которая оптимизирована, чтобы обеспечить высокое быстродействие и эффективность.

Современные сети телекоммуникаций характеризуются относительно свободной от ошибок цифровой передачей и высоконадежной инфраструктурой. Frame Relay полагается почти полностью на протоколы верхнего уровня, чтобы обнаружить и исправить ошибки. Frame Relay не имеет механизмов повторной передачи, которые используются в X.25. Без механизмов исправления ошибки Frame Relay выигрывает у X.25 по скорости. В результате Frame Relay приемлем для использования там, где требуется высокая

производительность, как в локальных сетях. Физическая сеть, на которой развёрнут Frame Relay, может быть или общественной или частной сетью и иметь различную физическую природу: оптика, спутниковые каналы связи, выделенные линии.

Frame Relay определяет процесс взаимосвязи между DTE клиента, типа маршрутизатор, и DCE провайдера. Как только трафик достигает коммутатора провайдера, Frame Relay не определяет способ, по которому данные передаются в пределах сети Frame Relay. Поэтому, провайдер Frame Relay может использовать разнообразные технологий, типа ATM или PPP, чтобы перемещать данные с одного конца его сети к другому.

Устройства Frame Relay

Устройства, присоединённые к глобальной сети Frame Relay могут быть либо DTE либо DCE устройствами. Устройства DTE рассматриваются как оконечное оборудование

и обычно располагаются на территории клиентов - потребителей услуг Frame Relay. Примерами DTE устройств являются маршрутизаторы и устройства доступа FRAD (Frame Relay Access Devices). FRAD это специальное устройство для связи между LAN и Frame Relay.

Внутрисетевые устройства DCE принадлежат провайдеру. Они обеспечивают синхронизацию и/или услуги коммутации пакетов в сети и обеспечивают действительную передачу данных в WAN.

Рисунок 4.

Сеть Frame Relay строится с помощью коммутаторов (switch) Frame Relay, выступающих в роли DCE. Внутри сети Frame Relay могут использоваться различные технологии передачи данных, например ATM. Физические каналы связи также не регламентируются - это может быть оптика, спутниковые каналы связи, выделенные линии.

Не взирая на технологию внутри сети Frame Relay, связь между потребителем и провайдером Frame Relay осуществляется по протоколу Frame Relay.