Методы сопряжения протокола Frame Relay c ATM

Нестеров А.Г.
сетевые решения

Стандарты сопряжения протоколов Frame Relay с протоколами других сетевых архитектур

Имеются стандарты, обеспечивающие совместимость сетей Frame Relay с другими сетями и протоколами. 
Разработаны протоколы, описывающие передачу через сеть Frame Relay кадров стека широко используемых в настоящее время протоколов верхнего уровня, а именно протоколов TCP/IP — стандарт IETF 1294 (это значит, что маршрутизаторы от различных фирм-производителей, обеспечивающие инкапсуляцию пакетов TCP/IP в кадры Frame Relay, будут совместимы, если они поддерживают указанный стандарт).
Имеются также стандарты, обеспечивающие совместимость Frame Relay с высокопроизводительными и современными сетями — сетями ATM. Последние из таких стандартов были разработаны совместно форумами Frame Relay и ATM на базе AAL5. Напомним, что ALL5 — т.н. "адаптационный уровень сети ATM" (ATM Adaptation Level), предназначен для адаптации кадров сетей, подключаемых к сети ATM, в режиме работы по сети с установлением соединения. Основная функция этого ALL, а вернее, его "зависящего от службы подуровня" (SSCS — Service Specific Convergence Sublayer), состоит в разбивке поступающих в сеть ATM длинных кадров Frame Relay на короткие, размещаемые внутри ATM-ячеек (cell), при "входе" в сеть ATM, извлечении из ячеек фрагментов кадров Frame Relay и сборе из них полных кадров при "выходе" из сети ATM.
При указанном преобразовании осуществляется отображение таких битов, как DE и BECN, в соответствующие биты заголовков кадров сети ATM.
Наличие данного стандарта, однако, не означает, что в оборудовании ATM, выпускаемом всеми компаниями, реализован этот интерфейс.

Frame Relay и ATM

Frame Relay Forum и ATM Forum разработали широкое соглашение, которое определяет способность к взаимодействию между ATM и Frame Relay. Соглашение предусматривает две модели взаимодействия. В Network Internetworking (NI) ATM выступает в качестве базы (backbone), чтобы передать трафик Frame Relay устройствами Frame Relay. В Service Internetworking (SI) осуществляется фактическое преобразование протокола, так, что пакеты Frame Relay преобразовываются в ячейки ATM и обратно. Таким образом, с помощью SI данные Frame Relay и ATM передаются точно с учетом заголовков.

Network Internetworking

Network Interworking облегчает прозрачную передачу трафика пользователя Frame Relay и трафика сигнализации PVC (LMI) поверх ATM. Это называют туннелированием, то есть многопротокольная инкапсуляция (и другие процедуры верхнего уровня) передаются точно без изменений и потерь. Важное применение это находит в соединении двух сетей Frame Relay через ATM, когда сети Frame Relay пользуются специфическими услугами.
Сеть ATM используется вместо средства передачи (backbone), чтобы соединить две сети Frame Relay. Каждое Frame Relay PVC может быть перенесено на ATM PVC, или все Frame Relay PVCs могут быть мультиплексированы на единственный ATM PVC. Этот метод соединения сетей Frame Relay может обеспечить экономию ресурсов по сравнению с арендованными каналами. Это особенно верно, когда процент использования Frame Relay интерфейса сеть-сеть (NNI) низок.
Следующие услуги Frame Relay поддерживаются:
1. Переменная длина форматирования PDU и ограничение (Variable length PDU formatting and delimiting).
2. Обнаружение ошибок (Error detection).
3. Мультиплексирование соединений (Connection multiplexing).
4. Индикатор приоритета потерь (Loss Priority Indication).
5. Индикатор перегрузок (Congestion Indication (Forward and Backward)).
6. Управление состоянием PVC (PVC Status Management).
Service Internetworking
Service Internetworking применяется для связи между пользователем Frame Relay и пользователем ATM. Связь прозрачная, так что одна сторона не знает, что другая находится в иной сети. Это означает, что пользователь ATM не пользуется ни одной специфической услугой Frame Relay и наоборот. Основная задача состоит в преобразовании одного формата в другой и обратно. 
Пакет Frame Relay преобразовывается в пакет AAL5. Флаги и биты вставки удаляются, заголовок удаляется и некоторые области отображаются в областях заголовка ячейки ATM. Добавляются описание фрейма и 32-битовое CRC уровня AAL5. Указание перегрузки и DE может также отображаться в областях заголовка ячейки ATM.
Есть также спецификация для распределения функций управления PVC для воспроизведения в ATM. Они включают процедуры для проверки целостности связи, новых/удаленных PVCs и активных/неактивных PVCs.. Инкапсуляция протокола верхнего уровня осуществляется двумя путями.
1. Прозрачный способ: когда инкапсулируемый протокол не соответствует стандартам (напр. голос, передаваемый пакетами), инкапсуляция пересылается без изменения.
2. Способ перевода: если метод инкапсуляции соответствует стандарту, определенному в RFC 1493 (для ATM) и Frame Relay Forum (напр. LAN-to-LAN трафик), то распределение битов должно осуществляться одним из двух методов (NLPID для Frame Relay и LLC для AAL5).

Сценарии межсетевого взаимодействия Frame Relay/ATM

Этот раздел описывает Frame Relay Service (FRS) специфические функции включая FR/B-ISDN Interworking Function (IWF — функция межсетевого взаимодействия) которая требуется для поддержки постоянного виртуального соединения (PVC) FRS через B-ISDN. 
Эта IWF соответствует ITU-T Recommendations I.555 (Frame Relaying Bearer Service Interworking) и I.365.1 (Frame Relay Service Specific Convergence Sublayer, FR-SSCS).
На рис. 13 показаны три конфигураций доступа. Взаимосвязь между любым из конфигураций доступа должна поддерживаться. Эта разводка ведет к шести возможным конфигурациям:
1 — из A1 в B1 4 — из A2 в B2
2 — из A1 в B2 5 — из A2 в B3
3 — из A1 в B3 6 — из A3 в B3
Рис. 13 не подразумевает какую-либо конкретную физическую позицию для IWF. Три примера IWF для данного случая проиллюстрированы на рис. 14.
Есть два сценария обеспечения межсетевого обмена, определенных в ITU-T Recommendation I.555, Section 7. Сценарий 1 соединяет две сети Frame Relay/CPE, используя B-ISDN. 
Сценарий 2 соединяет Frame Relay/CPE с B-ISDN/CPE, используя B-ISDN. Эти два сценария покрывают шесть конфигураций описанных выше. Два сценариев описанных в следующих разделах базируются на ATM Forum B-ICI спецификации.
Сценарий 1
Использование B-ISDN сети двумя FR Networks/CPE не видимо для конечного пользователя. IWF обеспечивает все распределение и функции инкапсуляции необходимые, чтобы гарантировать, что услуга предоставленная FR-TE не изменяется при передаче через ATM [I.555]. Конфигурации, поддерживаемые данным сценарием: A1-B1, A1-B2, и A2-B2.
Примечание: Сценарий 1 часто называют как Frame Relay Transport over ATM.
На рис. 15 видно распределение протоколов по уровням при передаче информации между двумя FR Network/CPE через ATM.
Сценарий 2
Использование B-ISDN FR Network/CPE и B-ISDN CPE не видимо для конечного пользователя FR. B-ISDN CPE должно поддерживать FR Service Specific Convergence Sublayer (FR-SSCS) в своем стеке протоколов. IWF обеспечивает все функции необходимые, чтобы гарантировать, что услуга, предоставленная FR-CPE, не изменится при передаче через ATM. В остальном IWF та же, что и в сценарии 1.
Конфигурации поддерживаемые данным сценарием: A1-B3 и A2-B3. Конфигурация Ссылки (A3-B3), B-CPE на B-CPE, явно не покрывается I.555 Network Interworking Scenarios. 
IWF для этой конфигурации в сети не существует. На рис. 16 видно распределение протоколов по уровням при передаче информации между FR Network/CPE и B-ISDN CPE через ATM.