Frame Relay Formation

Objectifs Concepts généraux Trame Conclusion

Objectifs Répondre aux besoins nouveaux nécessitant l'utilisation de bande passante plus large (ex : interconnexion de LAN avec du trafic de type "Bursty" ). Résoudre les problèmes croissants qui se manifestent par la multiplication des circuits et la sous-utilisation de la bande passante. Pouvoir traiter, de manière transparente, plusieurs protocoles de liaison et fournir en même temps des services de routage. Améliorer les temps de réponse du côté opérateur et permettre ainsi une augmentation du débit.

Généralités Le Relais de trames ou Frame Relay est défini pour la seule transmission de données. Objectifs : Transfert de fichiers de grand volume Application de CAO ou d’image Multiplexage de voies basses vitesse en voies hautes vitesse (bandwith on demand) Solution intermédiaire entre ATM et X 25

Opérateurs haut débit France Télécom British Telecom Cégétel (filiale Compagnie Générale des eaux) Siris (filiale d’Unisource) Air France Télécom MFS Axone (IBM France) Equant TMI (Tele Media International)

Normalisation (exemple) ANSI (American National Standard Institute) T1.602 ISDN – Data link layer signalling specification for application at the User Network Interface, 1990 ITU (International Telecommunication Union) Q922 ISDN data link layer specification for frame mode bearer service, 1998 FRF (Frame Relay Forum) FRF.11 Voice over Frame Relay implementation agreement IETF (Internet Engineering Task Force) RFC 1490 Multiprotocol interconnect over Frame relay

Frame Relay Concepts généraux Formation

Commutation de trames Adressage multipoint Adressage de niveau réseau (adressage privé) Fonction de niveau 2 : LAP D Adressage Routage Contrôle de flux

Relayage de trame Délimitation et transparence des trames Multiplexage et démultiplexage des trames en utilisant le champ d’adresse Vérification des trames Longueur Nombre entier d’octet Fonction de bout en bout (Q922) Détection des erreurs Contrôle de flux

Commutation de paquet X.25 Comparaison Commutation de paquet X.25 Commutation de trames Relayage de trames Transparence OUI Existence d’un CRC Contrôle d’erreurs NON Contrôle de flux Reprise et redémarrage

Architecture La réalisation d’un réseau FR peut varier d’un opérateur à l’autre, seule l’interface Usager / Réseau est normalisée. NNI NNI = Network to Network Interface UNI UNI = User to Network Interface

Architecture 3 2 1 Il existe deux plans à l’interface UNI Q 921 Q 933 Plan de contrôle Plan utilisateur Plan utilisateur Q 921 Q 933 Plan de contrôle 1 2 3 Fonctions utilisateur Q 922 Core Q 922 Core I 430 I 431 Q 922 Core I 430 / I 431 I 430 / I 431

Architecture Le plan usager Le plan de contrôle Fonction de transfert de données d’usager Utilise un sous ensemble de la norme Q 922 : Core Function Le plan de contrôle Permet l’établissement ou la libération des circuits virtuels Signalisation identique au RNIS BE Gestion de trames Préservation de l’ordre des trames Elimination des trames trop courtes Probabilité négligeable de perte de trames

Architecture Nœud pas à pas (Store and Forward) Le nœud attend d’avoir reçu complètement la trame entrante avant de la ré-émettre vers le port de sortie correspondant. Vérification de la validité de la trame (FCS et longueur). Trame détruite en cas de problème. Nœud en continu (Pipeline, On the fly, Cut through) Le nœud commence à ré-émettre la trame entrante vers la sortie dès qu’il a interprété l’en-tête de la trame. Diminution des temps de traversée des nœuds. Une trame invalide peut être ré-émise.

Liaisons virtuelles Le FR a été initialement défini comme étant un protocole orienté connexion. Etablissement de liaisons virtuelles (Q933) Liaison virtuelle à la demande ou permanente (SVC ou PVC) La liaison virtuelle est caractérisée par un identificateur de lien logique : DLCI (Data Link Connection Identifier) Conclusion : Similitude X 25 - 3 et FR - 2 Similitude Sous couche MAC et FR - 2

Liaisons virtuelles B 2 A 1 C 3 1 X  2 W 2 W  1 X 1 Y  3 Z 3 Z  1 Y Y Z B 2 A 1 C 3

Gestion du trafic Le FR offre la possibilité d’écouler les pics de charge (burst) des usagers (LAN). Négociation de divers paramètres (QoS) entre le prestataire de service et le client. Le CIR (Committed Information Rate) représente le débit moyen, garanti par le prestataire, sur un intervalle de temps donné. Le Bc (Committed Burst size) : pic de charge autorisé (EIR) Le Be (Excess Burst size) : pic de charge en excès Respect des informations de congestion.

Gestion du trafic Le réseau FR surveille si le flux de trafic de l’utilisateur respecte son contrat : utilisation de l’indicateur DE (Discard Eligibility) Quantité d’information Capacité du lien Pic de charge en excès Bc + Be Pic de charge autorisé Bc CIR Bande passante garantie temps Trame détruite DE=0 DE=0 DE=1 T

Contrôle de congestion Lors d’un problème de congestion (charge de nœud trop élevée), les mémoires tampon sont saturées. Le contrôle de la congestion est de garantir une bonne qualité de service pour les usagers. Dans un réseau FR le contrôle de la congestion est basé sur l’alerte des usagers en cas de congestion ou de possible congestion à l’aide des bits FECN et BECN FECN = Forward Explicit Congestion Notification BECN = Backward Explicit Congestion Notification

Contrôle de congestion En cas de trafic non équilibré, l’émetteur peut ne pas être prévenu d’une congestion possible. Mis en place d’un mécanisme optionnel développé conjointement par l’ANSI et l’UIT. Utilisation de trames de signalisation CLLM (Consolidated Link Layer Management) DLCI spécifique : 1023 (pour un adressage sur 2 octets) Messages CLLM définis dans la spécification du LMI (Local Management Interface)

Signalisation Les mécanismes de signalisation informent l’usager sur le statut et la configuration du réseau, permettant ainsi de contrôler les PVC. Signalisation hors bande : canal sémaphore. La signalisation est définie par la recommandation Q 933. Les services offerts sont définis dans le LMI ,et utilisent le DLCI 0 Exemple : le LMI peut signaler un ajout, une disparition, une présence, ou l’intégrité d’un PVC.

Frame Relay La trame Formation

(longueur variable  8192 octets) Trame Structure des trames (Q 922) C’est la trame du LAP-D du RNIS (offrant la possibilité de fonctionner en multipoint), légèrement modifiée pour tenir compte du contexte du relayage de trame. Drapeau EA=1 DE BECN FECN DLCI EA=0 C/R Adresse Champ de données (longueur variable  8192 octets) FCS FCS Drapeau

Trame DLCI = 10 bits = 1024 adresses Structure des trames (Q 922) Le champ d’adresse peut avoir trois longueurs : 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI C/R FE CN BE DE DLCI = 10 bits = 1024 adresses

Trame DLCI = 16 bits = 65 536 adresses Structure des trames (Q 922) Le champ d’adresse peut avoir trois longueurs : 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI FE CN BE DE C/R DLCI = 16 bits = 65 536 adresses

Trame DLCI = 23 bits = 8 388 608 adresses Structure des trames (Q 922) Le champ d’adresse peut avoir trois longueurs : 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI FE CN BE DE C/R DLCI = 23 bits = 8 388 608 adresses

DLCI Tableau des assignations de numéros de DLCI Valeur DLCI FONCTIONS 2 octets 3 octets 4 octets Canal de gestion de l’interface locale (LMI, Local Management Interface) 1 à 15 1 à 1023 1 à 131 071 Usage réservé 16 à 991 1024 à 63 487 131 072 à 8 126 463 Disponible pour les circuits temporaires ou permanents 992 à 1007 63 488 à 64 511 8 126 464 à 8 257 535 Réservé pour la gestion du réseau FR 1008 à 1022 64 512 à 65 534 8 257 536 à 8 388 606 1023 65 535 8 388 607 Réservé aux messages de gestion des couches supérieures et CLLM

Trame En cas d’anomalie, les nœuds du réseau sont autorisés à détruire les trames pour corriger le problème. Exemple de trames invalides : Moins de 5 octets entre les fanions FCS invalide Adresse non valide DLCI non supporté Longueur supérieure à la négociation usager / réseau Absence de header ou de FCS

Trame de signalisation Un des avantages du relais de trame est l’introduction d’une signalisation séparée du transport de données. La signalisation FR est définie par la recommandation Q 933. Utilisation de DLCI spécifiques pour véhiculer la signalisation Disponible à l’UNI, le LMI (Local Management Interface) fournit : Notification de l’addition, la suppression ou la présence de PVC Notification de la disponibilité d’un PVC pré-configuré Mécanisme de polling

Protocole LAP-F (FRF.4 Implementation agrement) Le protocole LAP.F, issu du LAP.D est utilisé pour transporter les informations LMI. Niveau 3 Q.933 Niveau 2 Q.922 / LAP.F Niveau 1 Physique Message Niveau 3 Fanion Commande Niveau 2 Adresse DLCI

Trame de signalisation Drapeau 1 08 (LMI) ou 09 (SVC) 00 (PVC) Type de message E.I. FCS Trame non numérotée Identificateur de protocole Référence d’appel

Trame de signalisation Drapeau 1 08 (LMI) ou 09 (SVC) 00 (PVC) Type de message E.I. FCS Trame non numérotée Identificateur de protocole Référence d’appel

Trame de signalisation Type de message Type de message Valeur Établissement de l’appel SETUP CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT ACK 05 02 07 Libération DISCONNECT RELEASE RELEASE COMPLETE 25 2D 3A Message LMI STATUS STATUS ENQUIRY 7D 75

Trame de signalisation E.I. 1 Identificateur d’E.I. Identificateur d’E.I. Longueur de l’E.I. en octets Contenu de l’élément d’information

Frame Relay Conclusion Formation

Conclusions Le FR diminue le temps de travail des commutateurs du réseau et donc les temps de transit dans ceux-ci. Le FR apporte une flexibilité des débits en terme de raccordement. La technologie FR proche du X25 facilite la transition avec ce protocole, dominant encore le marché des interconnexions des RLE. Coût de déploiement faible (par rapport à l’ATM). De nombreuses perspectives de déploiement (FRF) : Voice Over FR Multiprotocol interconnect over FR (RFC 1490)

Marché X25 et FR (France) Revenus en millions d'euros

Marché X25 et FR (Europe) Revenus en millions d'euros