3 Αναμετάδοση Πλαισίου (Frame Relay)

Η αναμετάδοση πλαισίου είναι μια υπηρεσία μεταγωγής πακέτου στην οποία ο έλεγχος λαθών γίνεται μόνο από κόμβο σε κόμβο και σε επίπεδο πλαισίων. Τα πλαίσια που λαμβάνονται με λάθη απλά απορρίπτονται. Ο έλεγχος ροής εκτελείται από πρωτόκολλα υψηλότερων επιπέδων.

Για την αναμετάδοση πλαισίου έχει καθοριστεί από το ΙTU το πρότυπο Q.922μ, το οποίο ορίζει τη συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγηση του πλαισίου,  την απόρριψη των πλαισίων που περιέχουν λάθη, την πολυπλεξία και τη δρομολόγηση στο επίπεδο 2 του OSI μοντέλου και τη διαχείριση της κυκλοφορίας.

Λειτουργεί στο Επίπεδο 2 του OSI μοντέλου σε αντίθεση με το Χ.25, το οποίο λειτουργεί στο Επίπεδο 3.

Ένα τυπικό δίκτυο που χρησιμοποιεί αναμετάδοση πλαισίου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

1.1 Συσκευές σε δίκτυα αναμετάδοσης πλαισίου

Ένα δίκτυο αναμετάδοσης πλαισίου αποτελείται από συσκευές αναμετάδοσης πλαισίου. Αυτές είναι: συσκευές πρόσβασης στην υπηρεσία αναμετάδοσης πλαισίου, δηλαδή συσκευές συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγης του πλαισίου (Frame Relay Access Devices-FRAD, Frame Relay Assembler/ Disassembler), συσκευές δρομολόγησης πλαισίων (frame routers), γέφυρες και διακόπτες.

Οι δρομολογητές πλαισίων μεταφράζουν τα υπάρχοντα επικοινωνιακά πρωτόκολλα για μετάδοση σε δίκτυο αναμετάδοσης πλαισίου, και στη συνέχεια δρομολογούν την κυκλοφορία στο δίκτυο σε έναν άλλον δρομολογητή πλαισίου ή σε άλλη συμβατή συσκευή.

Παρόμοια με το Χ.25 οι συσκευές χωρίζονται σε τερματικού εξοπλισμού (data terminal equipment- DTE και συσκευές τερματισμού κυκλώματος (data curcuit-terminating equipment-DCE). Η σύνδεση αποτελείται από ένα στοιχείο του φυσικού επιπέδου και ένα του επιπέδου διασύνδεσης δεδομένων. Το πρώτο καθορίζει τις μηχανικές, ηλεκτρικές, λειτουργικές και διαδικαστικές προδιαγραφές για τη σύνδεση των συσκευών. Το δεύτερο ορίζει το πρωτόκολλο που θα εδραιώσει τη σύνδεση μεταξύ μιας DTE συσκευής (router) και μιας DCE συσκευής (switch).

3.1 Εικονικά Κυκλώματα μεταγωγής Πακέτου (Frame Relay Virtual Circuits)

Η επικοινωνία με μεταγωγή πακέτου είναι προσανατολισμένη προς σύνδεση. Δηλαδή η επικοινωνία υπάρχει μεταξύ κάθε ζεύγους συσκευών και οι συνδέσεις συνδυάζονται με έναν αναγνωριστή σύνδεσης (connection identifier).

Η παραπάνω διαδικασία εκτελείται με τα εικονικά κυκλώματα μεταγωγής πακέτου, η οποία είναι η λογική σύνδεση που δημιουργείται μεταξύ δύο συσκευών DTE σε ένα frame relay μεταγώγιμο δίκτυο.

Τα εικονικά κυκλώματα προσφέρουν ένα αμφίδρομο επικοινωνιακό μονοπάτι από μια DTE συσκευή σε μία άλλη και προσδιορίζονται μοναδικά από έναν data-link connection identifier (DLCI). Ένας αριθμός VC μπορεί να πολυπλεχτεί σε ένα φυσικό κύκλωμα για μετάδοση δεδομένων στο δίκτυο. Η δυνατότητα αυτή ελαττώνει τον εξοπλισμό που απαιτείται για τη διασύνδεση των DTE συσκευών.

Σε ένα εικονικό κύκλωμα μπορούν να υπάρχουν πολλές ενδιάμεσες DCE συσκευές οι οποίες βρίσκονται μέσα στο frame relay packet switched network (PSN).

Και στην περίπτωση αυτή τα VC χωρίζονται σε μεταγώγιμα (switched ) και μόνιμα (permanent), τα οποία λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο όπως και στο X.25.

3.2 Data Link Connection Identifiers (DLCI)

Τα DLCI είναι προσδιορισμένα από τον παροχέα της υπηρεσίας μεταγωγής πακέτου (frame relay service provide), π.χ. την εταιρία τηλεφώνου. Η σημασία του είναι τοπική, δηλαδή οι τιμές τους δεν είναι μοναδικές στο δίκτυο. Δύο DTE συσκευές που συνδέονται με ένα VC μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικά DLCI για να αναφερθούν στην ίδια συσκευή. Αυτό φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

3.3 Μηχανισμοί Ελέγχου Συμφόρησης

Η διαδικασία frame relay μειώνει το φόρτο του δικτύου χρησιμοποιώντας απλούς μηχανισμούς ενημέρωσης. Επειδή συνήθως η μεταγωγή πακέτου εκτελείται σε αξιόπιστα δικτυακά μέσα, δεν θυσιάζεται η αξιοπιστία των δεδομένων, αφού ο έλεγχος αφήνεται σε πρωτόκολλα που βρίσκονται σε υψηλότερα επίπεδα.

Στη διαδικασία μεταγωγής πακέτου χρησιμοποιούνται δύο διαδικασίες: η forward explicit congestion notification (FECN) και η backward explicit congestion notification (BECN).

Οι παραπάνω διαδικασίες ελέγχονται από ένα bit το οποίο περιέχεται στην επικεφαλίδα του πακέτου frame relay. Η ίδια επικεφαλίδα περιέχει και ένα discard eligibility bit (DE), το οποίο χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει ποια πακέτα μπορούν να μην αποσταλούν σε περίπτωση συμφόρησης.

Το FECN bit είναι μέρος του πεδίου διευθύνσεων της επικεφαλίδας frame relay. Ο μηχανισμός ελέγχου αρχίζει να λειτουργεί όταν μία DTE συσκευή στείλει πακέτα στο δίκτυο. Αν το δίκτυο είναι φορτωμένο, οι DCE συσκευές θα θέσουν το FECN bit 1. Όταν τα πακέτα φτάσουν στην DTE συσκευή προορισμού, το πεδίο διευθύνσεων ενημερώνει ότι υπήρχε συμφόρηση στη διαδρομή. Η πληροφορία αποστέλλεται σε ένα πρωτόκολλο υψηλότερου επιπέδου για επεξεργασία.

Το BECN bit είναι επίσης τμήμα του πεδίου διευθύνσεων. Η τιμή του τίθεται 1 από τις συσκευές DCE στα πακέτα που πάνε αντίθετα με εκείνα στα οποία το FECN είναι 1. Αυτό ενημερώνει την DTE συσκευή προορισμού ότι ένα μονοπάτι έχει συμφόρηση. Και εδώ οι πληροφορίες αποστέλλονται σε πρωτόκολλο υψηλότερου επιπέδου για επεξεργασία.

3.4 Έλεγχος Λαθών

Για τον έλεγχο λαθών χρησιμοποιείται το cyclic redundancy check (CRC), στο οποίο δύο τιμές συγκρίνονται για να καθοριστεί αν υπάρχουν λάθη κατά τη μετάδοση των δεδομένων από τον αποστολέα στον παραλήπτη.