2015-05-10
552
Лабораторная работа №3
по курсу «IP-телефония и NGN»
Конфигурирование Frame Relay в маршрутизаторах эмулятора Cisco Packet Tracer.
Цель работы: Научиться конфигурировать маршрутизаторы, использующих технологию Frame Relay.
Оборудование: Четыре коммутатора (switch)
Четыре маршрутизатора (router)
Один персональный компьютер (PC)
Один сервер (Server)
Серийные соединители (Serial DTE и Serial DCE)
Прямой патч-корд (Copper Straight-Trough)
Кроссовый патч-корд (Copper Cross-Over)
Одно облако эмуляции глобальной сети (Cloud-PT)
Теоретическая часть
Принципы работы технологии Frame Relay — основные понятия
Frame Relay представляет собой один из наиболее широко применяемых в настоящее время протоколов распределенной сети. Технология Frame Relay частично создана на основе Х.25 (более старая версия высоконадежной сети коммутации пакетов) и частично на основе ISDN. Она является технологией организации высокоскоростной распределенной сети с коммутацией пакетов, которая характеризуется минимальными непроизводительными расходами и предоставляет возможность применять усовершенствованные средства управления каналами. По сути, технология Frame Relay в наибольшей степени подходит для распределенных сетей с коммутацией пакетов, работающих на сравнительно высокой скорости (вплоть до скорости 45 Мбит/с, или скорости канала ТЗ).
Frame Relay — это технология, предназначенная для использования в сетях, состоящих из оборудования разных поставщиков, которые могут выходить за пределы государственных или административных границ. В ней применяется ряд концепций, которые нашли весьма широкое распространение в среде распределенной сети, но редко встречаются в локальной сети. Причиной появления технологии Frame Relay послужило то, что было достигнуто существенное повышение надежности каналов, используемых в соединениях распределенной сети, и в результате значительные непроизводительные расходы и затраты на исправление ошибок, предусмотренные в протоколе Х.25, оказались ненужными и расточительными.
Поэтому потребовался протокол, который мог бы обеспечить достижение более высокой скорости передачи по современным надежным каналам. Протокол Frame Relay был создан на основе технологий, которые существовали в то время, но исключил все дополнительные издержки, которые не были нужны при работе с новыми высокоскоростными каналами [1].
В технологии Frame Relay для установления соединений используются виртуальные каналы. Виртуальные каналы можно сравнить с "воображаемым" кабелем. Такой канал в действительности не существует физически; его существование скорее является логическим. Но так же, как и реальный кабель, виртуальный канал позволяет соединить между собой два устройства. Виртуальные каналы применяются потому, что в крупной компании провайдера Internet, телефонной (телекоммуникационной) компании или даже компании средних размеров прокладка многочисленных физических проводов для создания каждого реального канала может оказаться непродуктивной и слишком дорогостоящей. Это связано с тем, что, как правило, повышение плотности портов на маршрутизаторе ведет к увеличению расходов. Для примера рассмотрим сеть с пятью удаленными офисами, соединенными с центральным офисом компании. Если не применяются виртуальные каналы, то в центральном офисе должен быть установлен маршрутизатор с пятью портами распределенной сети и, по меньшей мере, одним портом Ethernet. Такую конфигурацию нельзя создать с помощью одного маршрутизатора низкого класса, скажем, ряда 2600, поэтому необходимо установить либо два маршрутизатора 2600, либо один маршрутизатор 3620.
Но, используя виртуальные каналы, можно установить один маршрутизатор с пятью виртуальными каналами и одним физическим портом распределенной сети. Даже этот пример (довольно небольшой конфигурации) показывает, что использование виртуальных каналов позволяет сэкономить большую сумму (в данном случае — около 12 тысяч долларов). Иными словами, применение пяти физических каналов обходится примерно в пять раз дороже по сравнению с одной физической линией, в которой созданы виртуальные каналы. К тому же, объединяя каналы в одной физической линии, рассматриваемая компания избавляется от необходимости установки на своей производственной площадке оборудования с большим количеством портов и возлагает такую обязанность на своего провайдера, который в принципе и должен иметь достаточное количество портов.
Виртуальные каналы подразделяются на два типа: постоянные виртуальные каналы (Permanent Virtual Circuit — PVC) и коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Circuit — SVC). В настоящее время коммутируемые виртуальные каналы используются редко или вообще не используются, поэтому в данной лабораторной работе будут рассмотрены постоянные виртуальные каналы [1].
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.
Адрес Frame Relay называется идентификатором подключения канального уровня (Data Link Connection Identifier — DLCI). В отличие от МАС-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 [1].
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 Temiinal 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 стоповый биты. В результате протокол Frame Relay становится немного более эффективным по сравнению с протоколом асинхронной передачи и поэтому более быстродействующим [1].
Также в технологии используется понятие как инкапсуляция. Инкапсуляция - технология передачи данных. Заключается в передаче данных путём инкапсулирования кадров одного сетевого протокола в кадры другого сетевого протокола. В данной лабораторной работе будет использоваться инкапсуляция Frame Relay (encapsulation Frame Relay), означающая преобразование данных IP-протокола в протокол Frame Relay. Иными словами, этой командой мы «говорим» маршрутизатору, что данные нужно перед отправкой в сеть преобразовать в кадры технологии Frame Relay – фрэймы [2].
В технологии Frame Relay используется интересный принцип управления каналом с помощью так называемого интерфейса локального управлении (Local Management Interface — LMI). Интерфейс LMI представляет собой расширение технологии Frame Relay, которое имеет целый ряд преимуществ. Описание этого интерфейса очень объемно, а так как этот тип интерфейса автоматически
установлен на всех маршрутизаторах в данной лабораторной работе, мы не будем останавливаться на нем [1].
