Dịch vụ Frame Relay

tching) được xác định trên 2 kỹ thuật cơ bản là Frame relay và Cell relay(ATM). FPS Frame Relay Cell Relay SVC SVC PVC B-ISDN SMDS PVC ATM: asynchonous transfer Mode PVC : Permanent Virtual Circuit SVC : Switched Virtual Circuit Điểm khác biệt đầu tiên giữa ATM và Frame relay là: - Trong khi Frame relay dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước thay đổi (frame) thì Cell relay lại dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước cố định. - Kỹ thuật Frame relay có thông lượng > 2Mb/s - Kỹ thuật Cell relay dựa trên phương thức truyền không đồng bộ ATM có thông lượng > hàng trăm Mb/s Cả hai kỹ thuật này đều có thể cài đặt cho SVC và PVC. Kỹ thuật Frame Relay Trong X25 chức năng dồn kênh đối với các liên kết logic chỉ đảm nhận việc kiểm soát lỗi cho các Frame gửi đi qua giao diện DTE và DCE cục bộ. Do đó làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp thủ tục gữa 2 tầng kề nhau, dẫn tới thông lượng bị hạn chế do tổng chi phí cho xử lý gói tin lớn. Trái lại với kỹ thuật Frame Relay chức năng dồn kênh và chọn đường được thực hiện ở tầng 2 và việc chọn đường cho các Frame rất đơn giản, vì thế thông lượng tăng lên rất nhiều so với chuyển mạch gói. Khuôn dạng tổng quát của Frame dùng trong kỹ thuật Frame Relay. Flag Flag Header Information FCS 8 16 variable 16 8 DLCI : Datalink Connection Identifier CF : Congestion Forward (FECN) CB : Congestion Backward (BECN) DE : Discard Eligibility Trong vùng Header có chứa các tham số sau: - DLIC : Để định danh các liên kết dữ liệu được thiết lập ( mỗi khi một liên kết dữ liệu được thiết lập nó được gán một DLCI và giá trị này luôn được khai báo trong tất cả các Frame dữ liệu và Frame điều khiển liên kết đó) và nó chỉ mang ý nghĩa cục bộ được dùng để chọn đường. - Tại mỗi nút khi nhận được một Frame dữ liệu, chương trình điều khiển (Frame Hander) được cài sẽ đọc DLCI trong Header và kết hợp với số liệu đương truyền vào để xác định đường truyền ra và DLCI ra tương ứng. Giá trị DLCI mới này sẽ được ghi vào phần header của Frame sẽ được đưa vào hàng đợi để gửi tiếp đi trên đường đã chọn. - Do nhiều liên kết dữ liệu logíc có thể đồng thời cùng nhau phân chia một đường truyền vật lý, mặt khác các Frame cùng liên quan đến một liên kết dữ liệu nào đó lại có thể được tạo ra ở các thời điểm ngẫu nhiên. Do đó dẫn đến gây ra tắc nghẽn đường truyền. Khi đó các bit CB, CF, DE trong phần Header được dùng để kiểm soát hiện tượng tắc nghẽn. - Mỗi khi Frame Hander chuyển thêm một Frame vào hàng đợi. Nó kiểm tra kích thước hàng đợi, nếu quá giới hạn thì nó thông báo cho người dùng ở hai đầu liên kết bằng CF ( nếu dữ liệu đi) và bằng CB ( nếu dữ liệu về). Khi Frame Hander trong máy người sử dụng nhận được thông báo tắc nghẽn nó giảm tốc độ gửi Frame cho đến khi không còn tắc. Tuy nhiên nếu tắc nghẽn quá lâu thì Frame Hander tại nút tắc nghẽn sẽ loại bỏ các Frame thông qua bit DE 1. Các chuẩn cho Frame Relay 1.1. Chuẩn ITU-T/CCITT Theo ITU-T thì các khuyến nghị nên có tiền tố là chữ cái, nh quy ớc khuyến nghị có tiền tố thờng cung cấp mô hình cho các dịch vụ giao thức thao tác, trong khi các khuyến nghị có tiền tố Q cung cấp những chỉ định cụ thể đối với từng thao tác nh báo hiệu, giao vận và ứng dụng. FR đợc định nghĩa là một giao diện giữa ngời dùng và dịch vụ mạng Relaying của HDLC. Đầu tiên đợc định nghĩa bởi khuyến nghị I122. Khuyến nghị này đã trở thành một chuẩn phổ biến, đợc áp dụng cho nhiều dịch vụ, trong đó có cả ISDN. Chuẩn ISDN là nền tảng cho các hoạt động giao thức FR> Tất cả các mạng FR tuân theo giao thức ISDN ở tầng thứ 2, tức giao thức LAP-D, dùng một kênh D để truyền tín hiệu điều khiển và dùng kênh B hoặc cả kênh D để truyền thông tin tuỳ theo loại 1 hay loại 2. Theo khuyến nghị I122 thì có 2 loại FR chính, loại 1 là FR riêng và loại 2 là FR công cộng. 1.2. Chuẩn ANSI Trong thực tế, rất nhiều chuẩn của ANSI đợc dùng để bổ sung cho ITU-T. Nó cung cấp cho ngời dùng các chuẩn giao diện cho phép tôvs đọ truy cập DS0, DS1… Cung cấp các quy định cơ bản cho giao diện ngời dùng – mạng (UNI), và giao diện mạng-mạng (NNI). 1.3. Chuẩn mở rộng LMI và các giải pháp độc quyền Trớc khi ITU-T và ANSI đa ra các chuẩn của mình thì đã có 4 nhà sản xuất đã giới thiệu dòng sản phẩm FR của họ. 4 nhà sản xuất này gồm: Stratacom, Digital Equipment Coporation, Cisco system và Northern Telecom. Do nhu cầu doanh thu, họ nhanh chóng hình thành một quy ớc về mặt kỹ thuật chung gọi là mở rộng LMI. Tính năng của kỹ thuật này, dù là độc quyền, nhng vẫn có thể bổ sung thêm các chuẩn của ANSI và ITU-T.Từ nền tảng đó mà dần dần, họ hình thành nên 1 chuẩn phổ biến để kết nối các thiết bị DTE theo giao diện FR. 1.4. Các chuẩn mở rộng LMI Chuẩn mở rộng LMI có các tính năng sau: - Nhắc nhở ngời dùng về tình trạng của PVC - Nhắc nhở ngời dùng về việc thêm, xoá, sửa các PVC - Nhắc nhở ngời dùng về trạng thái của các liên kết vật lý hay logic Chuẩn LMI hỗ trợ: - Kích thớc Frame tối đa là 8196 octet - 1024 địa chỉ DLCI - Các mở rộng thông thờng - Thiết lập các bit FECN/BECN và bit báo tắc nghẽn DE - Hỗ trợ multicasting - Đánh địa chỉ chung - Tối đa 1024 kết nối logic 1.5. Các lựa chọn mở rộng Có 4 lựa chọn mở rộng, gồm: - Khả nămg multicast - Kiểm soát luồng - Quy ớc đánh địa chỉ chung - Cập nhật không đồng bộ Khả năng multicast cho phép các thiết bị nối với nhau bằng một mạng LAN, làm việc với một địa chỉ duy nhất. Tức là, đối với một router trong một nhóm multicast thì thông tin gửi tới là broadcast. Kiểm soát luồng: biểu thị các thông báo tắc nghẽn trên mạng và nhắc nhở cho ngơid dùng biết. Kiểu kiểm soát luồng này tơng tự nh XON, XOFF, nhng chỉ đợc dùng cho dòng dữ liệu một chiều. Quy ớc đánh địa chỉ chung: dựa trên phơng pháp port by port, phơng pháp này dùng một DLCI cho mỗi cổng hoặc thiết bị cuối, sao cho, với một địa điểm mà ngời dùng có thể giao tiếp, sử dụng cùng một DLCI. Cập nhật không đồng bộ: cho phép nhắc nhở ngời dùng về thay đổi trạng thái của kênh DLCI. 2. Các thông số và kích thớc của FR Tốc độ trao đổi thông tin (CIR) và tốc độ truyền thông tin vợt quá giới hạn cho phép (EIR) là phần trọng tâm của tốc độ truy cập FR. CIR và EIR liên kết với nhau và đợc tính toán thông qua chuyển mạch FR. Tốc độ CIR trong các mạng FR công cộng đợc lựa chọn cho mỗi PVC dựa trên mô hình về khả năng tải lớn nhất và nhỏ nhất cho phép, các tham số này đợc thiết lập dựa vào kiến trúc mạng 2.1. Phơng pháp tính CIR và EIR CIR là số đo về chất lợng của dịch vụ. Nó cung cấp tốc độ đợc bảo đảm qua thống kê của thông lợng trên đơng truyền/nhận của một PVC. CIR đợc định nghĩa nh một thông lợng nhỏ nhất có thể đạt đợc trong mọi điều kiện của mạng. CIR là số lợng các bit tính theo kích thớc burst liên kết (Bc) có thể đến đợc đích trong một khoảng thời gian trung bình. CIR = Bc/T Nếu số lợng các bit đến đợc đích trong khoảng thời gian T vợt quá Bc, nhng không vợt quá giới hạn (Bc+Be) thì các frame kế tiếp sẽ bị đánh dấu DE. EIR đợc tính theo công thức: EIR = (Bc+Be)/T Các bit đến đợc đích trong khoảng thời gian T vợt qua giới hạn (Bc+Be) sẽ bị loại bỏ bởi nút FR truy nhập. 2.2. Kích thớc của CIR Tốc độ CIR trong mạng FR công cộng đợc chọn cho mỗi PVC dựa trên khả năng tải cho phép lớn nhất và nhỏ nhất. Phạm vi thực tế của mạng phụ thuộc vào mạng FR đợc load và thiết kế nh thế nào: - Với kiến trúc vòng lặp mở, các frame vợt qúa CIR sẽ bị đánh dấu là DE. - Với kiến trúc vòng lặp đóng, chuyển mạch sẽ không cho phép frame vợt quá CIR trừ khi đó là giá trị băng thông end-to-end thông qua mạng để truyền frame. Tốc độ CIR thờng đợc chọn dựa vào các phơng thức truyền dữ liệu, các giao thức đợc sử dụng và thời gian đợc yêu cầu để gửi thông tin từ nguồn đến đích. User A User B User D User C FR Network FR SW1,2,3 FR Access Ports 64 kbps FR PVC 32 kbps CIR Frame Relay CIR Sizing Example Hình dới minh hoạ 2 PVC tốc đọ 32Kbps đợc cung cấp qua một router đơn và qua mạch truy nhập vật lý 56 Kbps đơn. Một PVC đợc nối giữa user A và user C, một PVC khác đợc nối giữa user B và user D. User A và B cần gửi một file có kích thớc 200.000 bytes trong khoảng thời gian đã quy định,giả sử 1 phút; thời gian sẽ xấp xỉ 25s nếu user A truyền với tốc độ lớn hơn CIR sang bằng với tốc độ cổng 62Kbps. Nhng khi cả user A và user B đều gửi 2 file có kích thớc 200.000 bytes đồng thời thì các PVC của chúng sẽ chia các mạch truy nhập FR làm đôi và tốc độ Cỉ của mỗi PVC là 32 Kbps và cả 2 file đợc truyền tới đích với thời gian tối thiểu 50s. Đó là kích thớc tốt nhất cho CIR đạt đợc thông lợng tối thiểu mà ta có thể chấp nhận đợc trong điều kiện tắc nghẽn đối với khả năng tới hạn. 2.3. Kích thớc cổng truy nhập FR Các cổng truy nhập FR có rất nhiều tốc độ, từ 56Kbps đến 56/64 Kbps trở lên, bao gồm DS1, DS3, .. Tốc độ CIR của PVC khi vào hoặc ra khỏi cổng FR đều đợc thêm vào một cách riêng biệt. Nó sẽ phối hợp với tốc độ của CIR trong các hớng nên không có CIR nào vợt quá tốc độ cổng ở mọi hớng. HQ Site Rounter A B C D = 64 kbps FR Access Port = Frame Relay Switch FR Port Speed Sizing Example FR Port 64 kbps 128 kbps CIR=32 kbps FR Network Trong hình trên, 4 vị trí từ xa có các PVC để đến HQ và tốc độ của mỗi PVC là 32 Kbps. Mỗi vị trí đó có cổng truy nhập FR 64Kbps Hầu hết các mạng đều không có mô hình truyền dữ liệu gối lên nhau một cách chính xác, và một số mức thuê bao của cổng đi đến HQ của FR có thể thực hiện đợc. Thực tế, sự tận dụng trung bình của những dòng riêng lẻ là 10% - 20%. Nếu có 5 dòng nh vậy chiếm chỗ trên FR access đơn thì tổng tốc độ CIR có thể là 500% đăng ký vợt mức khớp tập hợp CIR với tập hợp các tốc độ cổng dòng riêng lẻ. 2.4. Các PVC theo một hớng duy nhất, không đối xứng, đơn hình Tốc độ CIR đợc gán theo một hớng duy nhất. Mỗi PVC đợc gán 2 CIR, một cho truyền và một cho nhận. Đó đợc gọi là các CIR theo một hớng duy nhất, không đối xứng, đơn hình. PVC PVC CIR=4 kbps CIR=32 kbps User A User B FR Network FR Access Circuit 56 kbps FR Access Circuit 1.544 Mbps Frame Relay Asymmetrical PVC Example Trong hình trên, A trao đổi dữ liệu với B. mạch ghép nối của A đến mạng FR là 56Kbps. B là mạch truy nhập T1 khi hầu hết các yêu cầu từ A đến B và các file gửi từ B đến A,thì PVC giữa A và B có CIR 4 Kbps theo hớng từ A đến B, và có CIR 32 Kbps theo hớng từ B đến A. 2.5. Bursting over CIR Theo thống kê, một trong các u điểm của FR là lợi ích đa thành phần từ việc điều khiển khả năng tải thông cao thông qua các PVC phức tạp. Khả năng này có thể xảy ra ở mọi thời điểm, tại mọi PVC. Các file thờng có kích thớc lớn hơn khả năng có thể truyền qua mạch truy nhập vật lý trong 1s, cho nên có phải truyền từ 2s trở lên. Trong nhiều trờng hợp, thông lợng truyền dữ liệu sẽ vợt quá giá trị CIR đợc gán, khi đó, bursting sẽ đợc yêu cầu. T = 0 1 2 3 4 5 6 T = 0 1 2 3 4 5 6 CIR=32k FR Access Circuit 56kbps FR Switch Port 56kbps CIR=32k FR Access Circuit 56kbps FR Switch Port 56kbps Frame Make “DE” T = 0 1 2 3 4 5 6 CIR=32k FR Access Circuit 56kbps FR Switch Port 56kbps Figure 11.5 Frame Relay Busting Example Trong hình trên, một PVC đơn với tốc độ CIR 2 hớng 32 Kbps đợc cung cấp qua mạch truy nhập 56Kbps. 2.6. Bit DE (Discard Eligible) Có rất nhiều cách để giới hạn phạm vi của băng thông đợc cung cấp cho User tại bất kỳ một thời điểm nào. Điều này có thể là một nhân tố khó thực hiện trong quá trình gặp tắc nghẽn, khi có nhiều các user yêu cầu các băng thông cao hoặc thấp tranh giành tài nguyên bị giới hạn. Một phơng pháp định ranh giới băng thông để lựa chọn user theo thứ tự u tiên là thông qua việc sử dụng các bit DE. Các frame của user có DE = 1 sẽ bị loại bỏ đầu tiên, user có u tiên cao hơn có DE đợc gán bằng 0. Bit DE đợc thiết lập tuỳ ý hoặc thông qua mạng. Nếu nút mạng bị tắc nghẽn, nó sẽ loại bỏ các frame có DE = 1. 2.7. Oversubscription (OS) Có hai phơng pháp để thiết lập CIR. - Phơng pháp thứ nhất là regular booking, tổng các CIR không vợt quá tốc độ truy nhập - Phơng pháp thứ hai là over booking, tổng các CIR vợt quá tốc độ dòng truy nhập. Trong regular booking, các CIR đợc thêm vào các router chính, kết quả đợc đoán trớc, điều đó đợc thực hiện tại thời điểm PVC bị giới hạn trên các CIR của PVC trong suốt quá trình tắc nghẽn Trong over booking, sự thực thi trên trục chính trở thành thống kê, mặc dù mỗi PVC riêng lẻ có thể đợc cung cấp với tốc độ CIR cao hơn trong trờng hợp regular booking khi tổng các CIR của PVC có thể vợt quá tốc độ dòng truy nhập. Vì vậy, OS là khả năng để đăng ký các CIR quá mức đi qua cổng truy nhập vật lý đơn. 2.8. PVC reroute capability Trong các mạng FR, nếu một đờng truyền vật lý đã có PVC sử dụng bị hỏng thì các chuyển mạch FR ở cả hai điểm đầu và cuối của đờng truyền vật lý có thể gửi PVC thông qua một chuyển mạch thay thế khác đến đích. Toàn bộ sự gián đoạn này chỉ xảy ra trong vòng vài ms. Khả năng này không có trong UNI mà chỉ có trong cơ Cấu chuyển mạch FR. 3. Việc kiểm soát tắc nghẽn và lu thông của Frame Relay Phần này chúng ta thảo luận chi tiết về việc kiểm soát đụng độ của FR. Việc kiểm soát luồng dữ liệu đợc thực hiện ở hai mức: Mức ngầm định ở lớp giao vận và lớp ứng dụng ; mức hiện ở giao thức FR thông qua FECN, BECN và CLLM. 3.1. Định nghĩa sự tắc nghẽn trên mạng FR Đụng độ gia tăng khi gia tăng lu lợng dữ liệu truyền trên mạng. Tắc nghẽn sẽ xảy ra khi cố gắng truyền 1 lợng dữ liệu qua một số vị trí đặc biệt của cơ cấu mạng mà lại lớn hơn khả năng băng thông của nút đó. Thông thờng các thiết bị phần cứng tham gia vào việc truyền dữ liệu trên mạng đều có bộ đệm dữ liệu, nhng khi dữ liệu đợc gửi đến vợt quá dung lợng của bộ đệm thì sẽ xảy ra tắc nghẽn. Trong việc truyền dữ liệu thông thờng trong mạng FR, nếu có một điểm xuất hiện đụng độ , nó sẽ tiến hành chọn các frame để xoá: Đầu tiên là các Frame có bit DE trong header =1, các frame có u tiên cao hơn thì DE của nó đợc gán =0 , nhng sau khi đã xoá hết các Frame có DE=1 mà vãn còn tắc thi nó tiếp tục xoá đến cả các frame có DE=0. Khi có đụng độ trên mạng là các chơng trình điều khiển phải chọn các Frame để xoá , khi đó các thiết bị truy nhập mạng hoặc ngời sử dụng phải có các giao thức thông minh lơp cao hơn để hỗ trợ việc khoanh vùng lỗi ở các điểm cuối và sửa lỗi hoặc truyền lại các Frame bị mất. Có hai dạng kiểm soá tắc nghẽn đợc sử dụng để quản lý việc truyền các frame trong mạng FR , đó là thông báo tắc ngầm định và thông báo hiện. - Thông báo tắc ngầm định : Hỗ trợ cho việc sử dụng các giao thức ở tầng 4 nh: DoD TCP,SNA của ABM trong thiết bị mạng hoặc là trong các thiết bị ngời dùng. Những giao thức đó làm việc tơng tự nh việc truyền và nhận các cửa sổ trong chuyển mạch gói X25, nhng việc quản lý truyền các gói ở các nút kề nhau đợc thay bằng các Frame. TCP tự động giảm kích cỡ cửa sổ, hoặc tự động giảm số gói tin đợc truyền theo việc trì hoãn mạng hoặc mất Frame. Nó cho phép những ngời dùng cuối (hoặc các thiết bị truy nhập mạng) thích nghi đợc với việc tắc nghẽn mạng và tránh phải xoá các Frame , đồng thời tránh việc phải truyền lại . Nhng cũng phải nói rằng ngời sử dụng nên có sự tơng tác đối với việc quản lý kiểm soát tắc nghẽn. Vì vậy dòng điều khiển sẽ đợc điều chỉnh bởi TCP với sự xác nhận các thông tin tắc nghẽn từ mạng FR. Đối với SNA, các thông báo RNR đợc gửi từ FRAD tới thiết bị SNA trong suốt quá trình tắc nghẽn. Ghánh nặng trên các giao thức đó có thể đợc giảm một phần thông qua việc sử dụng u thế về băng thông của mạch ảo PVC trong CPE. Một số CPE có thể u tiên một số PVC trong mạch chuyển mạng , cho phép 1 số PVC giảm bớt sự ảnh hởng do trạng thái tắc nghẽn trong khi 1 số PVC khác lại phải chịu ảnh hởng rất lớn. - Thông báo tắc nghẽn hiện: thông báo dạng này đợc thể hiện thông qua FECN, BECN, CLLM. Chuẩn ANSI định nghĩa rất rõ ràng việc kiểm soát tắc nghẽn thông qua FECN /BECN /CLLM. 3.2 FECN và BECN Thông báo tắc nghẽn đợc cung cấp trong trờng địa chỉ của FR thông qua 2 bit FN và BN. Bit FN đợc đặt =1 ở các nút mạng khi chúng bị tắc nghẽn, và nó báo cho giao thức kiểm soá luồng phía nhận tình trạng tắc nghẽn. Trong khi đó bít BN lại đợc thiết lập ở các Frame theo hớng truyền để báo cho giao thức kiểm soát luồng phía phát về tình trạng tắc nghẽn. (0) F Addr Field control User’s data FCS F DLCLmsb CR FN DLCLlsb BN DE (0) EA/0 D/C DLCLmsb DLCLlsb D/C EA/1 Sự gia tăng tần suất các bit BN và FN là một dấu hiệu tốt nhằm báo cho biết tắc nghẽn trên mạng đang gia tăng. Hiện tại kỹ thuật này ít đợc sử dụng ở các điểm cuối và các hệ thống liên phơng tiện. Điều đó là bởi thời gian FN và BN đến đợc điểm kiểm soát cuối thì trạng thái tắc nghẽn có thể không còn ở nút tại đó nó gửi đi thông báo tắc nghẽn. Điểm đáng lu ý chính là khi thông báo FN và BN đợc trao cho CPE router , nơi mà không phải là nguồn chính của việc kiểm soát lỗi. Gần đây không có kỹ thuật nào hỗ trợ cho việc CPE router truyền thông báo EN, BN tới TCP hoặc 1 ứng dụng có thể cung cấp việc kiểm soát lỗi. 3.3. Quản lý các lớp đợc liên kết (CLLM): Dạng thứ hai của việc quản lý tắc nghẽn đợc định nghĩa bởi ANSI là chức năng quản lý các lớp liên kết đợc kết hợp. CLLM lu trữ một trong số các địa chỉ DLCI trên 1 giao diện FR để việc kiểm soát luồng truyền thông thông báo với các tiết bị ngời dùng khi có tắc nghẽn ( ngay cả khi không có Frame nào đợc truyền đi) . Thông báo CLLM là một thông báo tình cờ về tắc nghẽn phía ngoài kiến trúc tập tin theo quy ớc tới ngời dùng , trong khi không có chuẩn nào quy định cho các Frame trống ( Frame mà chỉ chứa ttông tin về kiểm soát tắc nghẽn ). CLLM có thể chứa một danh sách các DLCI có liên kết với các kết nối có chứa các Frame bị tắc nghẽn. Nhiều thông báo CLLM có thể đợc truyền trong một mạng với nhiều DLCI yêu cầu thông báo tắc. Chú ý rằng : cả ANSI và LMI đều sử dụng DLCI 1023 để thông báo tắc nhng chúng không thể dùng đồng thời mà chỉ mang tính chất hỗ trợ nhau. 4. Dịch vụ trên mạng FR công cộng. FR đã tràn ngập trên thị trờng mạng công cộng và mạng riêng. Phần cứng FR đi kèm bao gồm từ card giao diện PC, bộ dồn kênh, các router phục vụ cho tìm đờng, các chuyển mạch Cell... . IXC có nguồn gốc từ các nhà cung cấp dịch vụ inter-LATA, và các RBOC là từ các nhà cung cấp intra- LATA. Đầu tiên ngời sử dụng lựa chọn giữa lợi nhuận truy cập một mạng FR cộng cộng hoặc là xây dựng một mạng riêng. Nếu chọn mạng công cộng thì ngời sử dụng phải tiếp tục chọn giữa IXC (nhà cung cấp dịch vụ mạng thông tin không phụ thuộc) và dịch vụ RBOC. Quyết định này đợc đa ra là dựa trên giá cả và khả năng truy nhập LATA nội bộ và truy nhập liên LATA. Giá cả tuân theo khả năng biến đổi băng thông và phơng thức truy nhập, bao gồm cả tốc độ truyền tin, truy nhập nhập dịch vụ, khoảng cách truyền, và đôi khi còn là cả số lợng mạch ảo PVC. Việc dùng các SVC cũng là một lựa chọn có giá trị khác. Ngoài ra còn một số yếu tố cũng rất quan trong khác là: kiến trúc đờng trục chính, . . . Ngày nay với việc trao đổi quốc tế ngày càng tăng, cũng nh gía cao khi kết nối các mạch quốc tế thì FR đợc coi nh là một lựa chọn có lợi về băng thông. 4.1. Các dạng dịch vụ của FR FR đợc nói đến nh một dịch vụ dữ liệu công cộng dạng Frame, cho phép tốc độ truy nhập đờng truyền lên tới 1.544Bbps từ một thiết bị khách nh : router, brigde, hay các thiết bị truy nhập FR trong mạng FR công cộng. Đờng trục của mạng có tốc độ từ 50 kbps đến 45Mbps. Thậm trí FR còn đợc thiết kế nh là 1 giao thức mạng riêng, nó cung cấp một số khả năng bảo mật mạng cơ bản ,trong đó dữ liệu gốc và dữ liệu đầu cuối đợc giới hạn kết nối qua các mạch ảo của dờng truy nhập đó. Các dịch vụ FR công cộng đề cập đến các vấn đề :tỉ lệ đờng truyền CIR , DE, quản lý mạng khách, báo cáo thực hiện, quản lý thông tin và cấu hình. . .Tất cả những vấn đề này là do các nhà cung cấp dịch vụ đề xuất. 4.2. Public versua Private Bây giờ thì ngời sử dụng dã coi FR nh là một kỹ thuật truyền nằm trong vùng chon lựa. Nhng nh thế thì họ sẽ sử dụng FR riêng hay là chấp nhận một dịch vụ FR công cộng? Quyết định này đợc đa ra dựa trên các mặt nh : hiệu năng, việc quản lý các thao tác mạng, dịch vụ luân phiên và các sản phẩm đi kèm. Một số công ty vẫn đang duy trì mạng riêng để truyền dữ liệu tiếng nhằm che dấu việc truyền dữ liệu tới các Frame công cộng và các dịch vụ cell-Relay. Một số khác thì vẫn bàn một số các quy ớc là vẫn dùng mạng riêng nhng đang chuyển dần một cách chậm chạp sang FR và các dịch vụ dựa trên kỹ thuật Cell Relay. Dịch vụ FR cung cấp sự hợp nhất việc đan xen các đờng riêng = sự dan xen thông qua các mạch ảo PVC với mạng FR và yêu cầu ngời dùng phải có một mạch truy nhập đơn tới mạng công cộng. Mạng FR riêng đợc thiết kế dựa trên 3 kiểu kỹ thuật sau: - Dồn kênh DS1?DS3 dùng kỹ thuật FR chuyển mạch gói nhanh và các card giao diện. - Cầu, router dùng các liên kết mặc định cho mạng FR - Chuyển mạch gói nhanh DS3./DS1 Ba kỹ thuật này là rất rộng, việc quyết định lựa chọn kỹ thuật nào chủ yếu là phụ thuộc vào thiét bị mà khách hàng sẵn có. Các nhà quản lý thiết kế và các kỹ s thờng cân nhắc chi tiết trớc khi quyết định xem sử dụng kỹ thuật nào để phát triển 1 mạng FR. 4.3. Các tham chiếu dịch vụ FR công cộng. Có 3 nhóm chính cung cấp các dịch vụ FR công cộng là ICX, RBOC& LEC, và các nhà cung cấp truy nhập mạng. Vào những năm 1996 các nhà cung cấp thờng tạo ra các dịnh vụ cộng thêm để thêm vàoquá trình giao vận nh : các dịch vụ tiếng, các lợc đồ giá linh hoạt, tốc độ truy nhập linh hoạt và cao hơn. Với IXC có thêm các dịch vụ nh: - Truy nhập mạng công cộng khắp nơi - Vốn đầu t yêu cầu qua net - Chuyển mạch đờng trục và các kiến trúc phân phối. - Mở rộng băng tần IXC - Linh động việc định vị truy nhập và tốc độ truy nhập. - Kết hợp FR với các dịch vụ chuyển mạch khác. Lợi nhuận tăng thêm ở các mạng công cộng vợt xa các mạng riêng. Phần lớn các dịch vụ của FR đợc thiết lập trên các chuẩn ANSI và LMI . Nó mở rộng các khả năng sau: - PVC và SVC - Tốc độ truy nhập ở các mức DS0,DS1,E . . . - PVC,CIR có tốc độ + 4kbps - Tốc độ truy nhập tơng tự tăng. - Có thêm điều khiển truy nhập frame trống trong tắc nghẽn DLCI 1023 - Cỡ khung dạt 4096 octets - Có hỗ trợ các bit FN, BN,DE cho kiểm soát lỗi hiện - Đánh địa chỉ địa phơng và toàn cục - Trễ giữa các nút < 250ms - Mở rộng hơn các tuỳ chọn đánh địa chỉ - Tỉ lệ lỗi thấp và các thích ứng cao - . . . . Ngày nay các nhà cung cấp dịch vụ net thờng dùng cả hai kỹ thuật FR và ATM 4.4. Mạch ảo chuyển mạch SVC Cả ANSI và TTU-T đều đa ra các chuẩn cho SVC. Những chuẩn đó địng nghĩa một giao diện tín hiệu để xây dựng một mạch ảo chuyển mạch. Các dịch vụ SVC đa ra cho user những cơ hội tuyệt vời : - Kết nối ngắn, dung lợng <, . . . - …. SVC cho phép 1 DTE phía gửi truyền đi địa chỉ của DTE phía nhận kèm theo dữ liệu. Khi chuyển mạch đầu tiên nhận đợc địa chỉ và dữ liệu đó thì nó lập tức thiết lập một kết nối ảo hớng liên kết tới phía nhận. Phơng thức này loại đi đợc việc phải thiết lập lại cấu hình cho PVC . Một số chức năng có thể có trên SVC là: Kiểm soát DLCI và ghán lợc đồ địa chỉ, điều chỉnh kênh ngời dùng, điều chỉnh tham số dịch vụ( nh kích cỡ cực đại của Frame, lợng dữ liệu truyền, độ trễ đờng truyền. . .) Tất cả các khả năng trên đều do dịch vụ SVC đảm nhận. Chính việc thực hiện nhiều nhiệm vụ làm cho tốc độ xử lý của SVC bị chậm.sự chận chạp này là do sự phức tạp trong quản lý SVC, các chuẩn đợc đa ra sau, các yêu cầu về bảo mật và quả lý rất nghiêm ngặt. 4.5. Giao diện giữa các mạng (NNI) Giao diện giữa các mạng NNI đợc địn nghiã thông qua các chuẩn nh là một phơng thức cho 2 mạng FR liên kết với nhau thông qua lu thông và quản lý kết nối PVC , có sự khởi nguồn từ việc kết nối 1 mạng FR với các trạm. UserA giao tiếp với RBOC1 thông qua 1 NNI RBOC1 giao tiếp với IXC thông qua 1 NNI Cuối cùng mạng RBOC2 giao tiếp với user B thông qua 1 NNI UserA và user B xem kết nối giữa họ nh là một kênh ảo PVC giữ CDE của họ. Mỗi nhà cung cấp FR đều có khả năng nhìn, đợi và giao tiếp hai chiều trên các thiết bị đầu cuối hoặc chuyển mạch sang các mạng kế bên thông qua các NNI. Các mạch NNI cũng đợc dùng để liên kết các dạng chuyển mạch không giống nhau, thờng là ở các trờng hợp giữa các dịch vụ FR khác nhau. 5. Các kiến trúc mạng Frame Relay công cộng Trong một mạng Frame Delay, kiến trúc sử dụng trong các chuyển mạch Frame Delay sẽ có ảnh hởng rất lớn đến trễ end-to-end, điều khiển lu thông của CIR ,DE và các giao thức tầng cao nh TCP/IP và TPX Hiện tại có hai loại kiến trúc chính đợc dùng là kiến trúc vòng đóng và kiến trúc vòng mở. Hai kiến trúc này đợc đa ra giúp cho việc giải quyết vấn đề tắc nghẽn trên mạng và làm cho mạng Frame Delay hoạt động có hiệu quả hơn. Kiến trúc vòng đóng thờng đợc dùng ở các chuyển mạch FR hoàn toàn là các frame thuần tuý, tức là toàn bộ frame sẽ đợc đọc vào chuyển mạch trớc khi gửi nó ra cổng ra hoặc một chuyển mạch FR khác. Kiến trúc vòng mở thờng đợc dùng trong các chuyển mạch ô (cell –switching), ở đó mỗi frame sẽ đợc chia nhỏ thành các ô có kích thớc cố định ngay sau khi có đủ dữ liệu để điền đầy một ô. Điều này sẽ làm giảm trễ end-to-end đối với các frame có kích thớc lớn. 5.1. Kiến trúc vòng mở. Các hệ thống thuật toán vòng mở hoạt động dựa trên khái niệm điều khiển tắc nghẽn sau khi tắc nghẽn bắt đầu xuất hiện. Trong kiến trúc vòng mở , mỗi user (PVC) đợc chỉ định một kích thớc burst thoả thuận hoặc CIR . Khi đó các user có thể truyền toàn bộ khả năng tải của họ và không một frames nào bị đánh dấu DE nếu burst thoả thuận (CIR ) không bị vợt quá. Nếu CIR bị vợt quá giá trị quy định thì trớc hết các frames bị đánh dấu DE sẽ bị loại bỏ trong suốt quá trình tắc nghẽn . Bất cứ việc truyền frame nào mà bị vợt quá cả CIR và tốc độ burst giới hạn sẽ bắt đầu bị loại bỏ tự động cho đến khi mức độ tắc nghẽn giảm xuống tới vị trí mà các frames thiết lập DE bị loại bỏ và các frames không có DE thì đợc truyền qua. Sau đó các ứng dụng sẽ sử dụng một vài phơng thức để back off và truyền lại dữ liệu khi mạng đã thoát khỏi tắc nghẽn. Vì vậy user cần sử dụng các buffer có kích thớc lớn để lu trữ dữ liệu mà các ứng dụng đã chuyển từ CPE tới mạng, nhng cha chuyển từ mạng tới CPE đích do tắc nghẽn ở trong mạng hoặc ở cổng đi ra . Việc ép buộc truyền dữ liệu sẽ đợc thực thi trên tất cả các user cho đến khi tối thiểu hoá hoặc không còn tình trạng tắc nghẽn trở lại. Để hiểu rõ kiến trúc trên chúng ta sẽ xét một ví dụ trình bày trong hình dới, ở đây FR CPE 1 đang giao thiệp với FR CPE 2 qua một mạng Frame Relay công cộng. CPE 1 có cổng UNI 64 kbps mà đợc cung cấp một PVC đơn với 32 kbps CIR .Tốc độ CIR là nh nhau theo cả 2 hớng. Bây giờ giả sử burst CPE 1 có đủ dữ liệu tới CPE 2, nên nó có thể điền đầy mạch 56 kbps trong 7 giây. Trong thuật toán vòng mở , lối vào chuyển mạch Frame Relay A cho phép user phát ra lớn hơn CIR đã đợc ấn định để điền đầy tốc độ cổng. Chuyển mạch Frame Relay A sẽ đánh dấu các frame khác đủ điều kiện bị loại bỏ (DE). Do mỗi một chuyển mạch không kiểm soát đợc những đờng đi mà có tình trạng tắc nghẽn ở bất cứ nơi nào khác trong mạng. Nó thấy rằng tắc nghẽn có thể xẩy ra trong kết nối B-C (chỉ cho phép hiệu quả thông lợng 32 kbps đối với PVC này) ở cùng một thời điểm khi chuyền mạch Frame Relay A đang chấp nhận tất cả dữ liệu của user với tốc độ 56 kbps. Do đó nếu tình trạng tắc nghẽn vẫn tồn tại ở thời điểm chuyển mạch B truyền dữ liệu tới chuyển mạch C, thì một nửa dữ liệu của user (các frames đã bị đánh dấu DE) có thể bị mất. Các chuyển mạch thuần tuý chỉ toàn các frame thờng sử dụng thuật toán tắc nghẽn vòng mở. Các chuyển mạch Frame Relay này sẽ đọc toàn bộ frame vào các buffers trớc khi truyền nó tới user hoặc tới chuyển mạch kế tiếp. Công nghệ của các kiến trúc vòng mở cũng là duy nhất, ở đó mỗi lối ra chuyển mạch, hoặc mạng, kênh phải có đủ băng thông dự trữ cho cả khả năng truyền tải CIR thông thờng và một vài phần trăm khả năng truyền tải bị đánh dấu DE. Dù vậy cần phải thấy đợc nguy cơ của việc loại bỏ các frames bị đánh dấu bởi bít DE trong một thời gian dài mạng bị tắc nghẽn. Tất cả dữ liệu đã bị loại bỏ phải đợc truyền lại, song song với việc truyền những dữ liệu mới yêu cầu. Các ứng dụng mà phản ứng lại bằng việc truyền lại những frames đã bị mất sẽ là nguyên nhân tắc nghẽn sẽ tăng trong tơng lai. Các giao thức điều khiển dòng kích thớc cửa sổ nh TCP có thể đợc sử dụng để làm giảm số lợng frame phải truyền lại, và giãn ra việc nạp dữ liệu trong một khoảng thời gian lớn hơn. Điều này làm chậm hiệu yêu cầu nạp và làm giảm thông lợng cho đến khi tắc nghẽn bị xoá Ví dụ thuật toán vòng mở 5.2. Kiến trúc vòng đóng Kiến trúc vòng đóng đợc sử dụng trong các chuyển mạch mà biến đổi các frames thành các ô có kích thớc cố định trên đờng truyền backbone . Những chuyển mạch này ngay lập tức chia các frames thành các ô và truyền dữ liệu, do đó làm giảm tình trạng trễ dây truyền. Kiến trúc vòng đóng tạo ra một môi trờng đóng, trong đó các chuyển mạch trong cấu trúc mạng Frame Relay đều biết đợc tình trạng tắc nghẽn từ điểm nguồn đến đích. Kiến trúc này ngăn chặn việc mất dữ liệu do tắc nghẽn đến ngời sử dụng bằng cách giảm băng thông truyền tải sẵn có từ user đến mạng FR (UNI) tới tốc độ CIE xác định trớc. Sự ngăn chặn tắc nghẽn này đợc sử dụng để thay cho việc cho phép user tiếp tục burst và đánh dấu DE các frames , chú ý rằng việc loại bỏ và truyền lại các frames là điều không tránh khỏi. Kiến trúc vòng đóng dùng để tránh tắc nghẽn và điều này là tốt hơn việc điều khiển tắc nghẽn . Ví dụ là thuật toán Foresight của StrataCom dùng để tăng, giảm dần dần sự lu thông vào mạng. Điều này cho phép giảm việc đánh dấu DE các frames và đảm bảo việc hạn chế chễ end-to-end. Để hiểu rõ kiến trúc trên chúng ta sẽ xét một ví dụ trình bày trong hình dới, ở đây FR CPE 1 đang giao thiệp với FR CPE 2 qua một mạng Frame Relay công cộng. CPE 1 có 64 kbps cổng mà đợc cung cấp một PVC đơn với 32 kbps ._.