FRAME RELAYEs una técnica de comunicación mediante retransmisión de tramas para redes de circuito

virtual. Consiste en una forma simplificada de tecnología de conmutación de paquetes que

transmite una variedad de tamaños de tramas o marcos para datos, perfecto para la

transmisión de grandes cantidades de datos.

La técnica Frame Relay se utiliza para un servicio de transmisión de voz y datos a alta

velocidad que permite la interconexión de redes de área local separadas geográficamente

a un coste menor.

Frame Relay proporciona conexiones entre usuarios a través de una red pública, del

mismo modo que lo haría una red privada punto a punto, esto quiere decir que

es orientado a la conexión. Frame Relay constituye un método de comunicación

orientado a paquetes para la conexión de sistemas informáticos. Se utiliza principalmente

para la interconexión de redes de área local (LANs, local area networks) y redes de área

extensa (WANs, wide area networks) sobre redes públicas o privadas. La mayoría de

compañías públicas de telecomunicaciones ofrecen los servicios Frame Relay como una

forma de establecer conexiones virtuales de área extensa que ofrezcan unas prestaciones

relativamente altas. Frame Relay es una interfaz de usuario dentro de una red de

conmutación de paquetes de área extensa, que típicamente ofrece un ancho de banda

comprendida en el rango de 56 kbit/s y 1.544 Mbit/s. Frame Relay se originó a partir de

las interfaces ISND y se propuso como estándar al Comité consultivo internacional para

telegrafía y telefonía (CCITT) en 1984.

Las conexiones pueden ser del tipo permanente, (PVC, Permanent Virtual Circuit) o

conmutadas (SVC, Switched Virtual Circuit). Por ahora sólo se utiliza la permanente. De

hecho, su gran ventaja es la de reemplazar las líneas privadas por un sólo enlace a la red.

El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores, y

las tramas deben llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a

través de la red, puede manejar tanto tráfico de datos como de voz.

Al contratar un servicio Frame Relay, contratamos un ancho de banda determinado en un

tiempo determinado. A este ancho de banda se le conoce como CIR (Commited

Information Rate). Esta velocidad, surge de la división de Bc (Committed Burst), entre Tc

(el intervalo de tiempo). No obstante, una de las características de Frame Relay es su

capacidad para adaptarse a las necesidades de las aplicaciones, pudiendo usar una

mayor velocidad de la contratada en momentos puntuales, adaptándose muy bien al

tráfico en ráfagas. Aunque la media de tráfico en el intervalo Tc no deberá superar la

cantidad estipulada Bc.

Estos bits de Bc serán enviados de forma transparente. No obstante, cabe la posibilidad

de transmitir por encima del CIR contratado, mediante los Be (Excess Burst). Estos datos

que superan lo contratado, serán enviados en modo best-effort, activándose el bit DE de

estas tramas, con lo que serán las primeras en ser descartadas en caso de congestión en

algún nodo.

Como se observa en la imagen, las tramas que superen la cantidad de Bc+Be en el

intervalo, serán descartadas directamente sin llegar a entrar en la red, sin embargo las

que superan la cantidad Bc pero no Bc+Be se marcan como descartables (DE=1) para ser

estas las primeras en ser eliminadas en caso de congestión.

Para realizar control de congestión de la red, Frame Relay activa unos bits, que se llaman

FECN (forward explicit congestion notification), BECN (backward explicit congestion

notification) y DE (Discard Eligibility). Para ello utiliza el protocolo LAPF, un protocolo de

nivel de enlace que mejora al protocolo LAPD.

FECN se activa, o lo que es lo mismo, se pone en 1, cuando hay congestión en el mismo

sentido que va la trama.

BECN se activa cuando hay congestión en el sentido opuesto a la transmisión. DE igual a

1 indica que la trama será descartable en cuanto haya congestión. Se utiliza el

llamado Algoritmo del Cubo Agujereado, de forma que se simulan 2 cubos con un agujero

en el fondo: Por el primero de ellos pasan las tramas con un tráfico inferior a CIR, el que

supera este límite pasa al segundo cubo, por el que pasará el tráfico inferior a CIR+EIR (y

que tendrán DE=1). El que supera este segundo cubo es descartado.

En cada nodo hay un gestor de tramas, que decide, en caso de congestión, a quien

notificar, si es leve avisa a las estaciones que generan más tráfico, si es severa le avisa a

todos. Siguiendo el algoritmo anterior, podríamos descartar en el peor de los casos el

tráfico que pasa a través del segundo cubo. Este funcionamiento garantiza que se

cumplen las características de la gestión de tráfico.

Por otro lado, no lleva a cabo ningún tipo de control de errores o flujo, ya que delega ese

tipo de responsabilidades en capas superiores, obteniendo como resultado una notable

reducción del tráfico en la red, aumentando significativamente su rendimiento. Esta

delegación de responsabilidades también conlleva otra consecuencia, y es la reducción

del tamaño de su cabecera, necesitando de menor tiempo de proceso en los nodos de la

red y consiguiendo de nuevo una mayor eficiencia. Esta delegación de control de errores

en capas superiores es debido a que Frame Relay trabaja bajo redes digitales en las

cuales la probabilidad de error es muy baja.

Una de las características de Frame Relay es su capacidad para adaptarse a las

necesidades de las aplicaciones, pudiendo usar una mayor velocidad de la contratada en

momentos puntuales, adaptándose muy bien al tráfico en ráfagas. Aunque la media de

tráfico en el intervalo Tc no deberá superar la cantidad estipulada Bc. Estos bits de Bc

serán enviados de forma transparente. No obstante, cabe la posibilidad de transmitir por

encima del CIR contratado, mediante los Be (Excess Burst). Estos datos que superan lo

contratado, serán enviados en modo best-effort, activándose el bit DE de estas tramas,

con lo que serán las primeras en ser descartadas en caso de congestión en algún nodo.

APLICACIONES Y BENEFICIOS

Reducción de complejidad en la red. elecciones virtuales múltiples son capaces de

compartir la misma línea de acceso.

Equipo a costo reducido. Se reduce las necesidades del “hardware” y el

procesamiento simplificado ofrece un mayor rendimiento por su dinero.

Mejora del desempeño y del tiempo de respuesta. penetración directa entre

localidades con pocos atrasos en la red.

Mayor disponibilidad en la red. Las conexiones a la red pueden redirigirse

automáticamente a diversos cursos cuando ocurre un error.

Se pueden utilizar procedimientos de Calidad de Servicio (QoS) basados en el

funcionamiento Frame Relay.

Tarifa fija. Los precios no son sensitivos a la distancia, lo que significa que los clientes

no son penalizados por conexiones a largas distancias.

Mayor flexibilidad. Las conexiones son definidas por los programas. Los cambios

hechos a la red son más rápidos y a menor costo si se comparan con otros servicios.

Ofrece mayores velocidades y rendimiento, a la vez que provee la eficiencia de ancho

de banda que viene como resultado de los múltiples circuitos virtuales que comparten

un puerto de una sola línea.

Los servicios de Frame Relay son confiables y de alto rendimiento. Son un método

económico de enviar datos, convirtiéndolo en una alternativa a las líneas dedicadas.

El Frame Relay es ideal para usuarios que necesitan una conexión de mediana o alta

velocidad para mantener un tráfico de datos entre localidades múltiples y distantes .

ARQUITECTURA DEL PROTOCOLO FRAME RELAY

La figura describe la arquitectura de protocolo que soporta el servicio en modo bearer. Se

deben considerar dos planos separados de operación: el plano de control (plano-C), que

tiene que ver con el establecimiento y liberación de conexiones lógicas, y el plano de

usuario (plano-U), responsable de la transferencia de los datos de usuario entre los

suscriptores. En consecuencia, los protocolos del plano-C se aplican entre un suscriptor y

la red, en tanto que los protocolos del plano-U proveen funcionalidad extremo-a-extremo.

Figura 1. Arquitectura del protocolo en la interfase Usuario-Red

Plano de Control

El plano-C para los servicios en modo bearer utiliza un canal lógico separado para la

información de control. En la capa de enlace de datos se emplea LAPD (Q.921) para

proporcionar un servicio de control de enlace de datos confiable (con control de flujo y

control de errores) entre el usuario (TE) y la red (NT) sobre un canal D. Este servicio de

enlace de datos es usado para el intercambio de mensajes de señalización de

controlQ.933.

Plano de Usuario

Para la transferencia de información entre usuarios finales se utiliza LAPF (Q.922), que es

una versión mejorada de LAPD. En FR sólo se utilizan las funciones LAPF núcleo (LAPF

core) para realizar las tareas de:

Delimitación, alineación y transparencia de tramas

Multiplexación y demultiplexación de tramas utilizando el campo Address

Inspección de la trama para asegurar si la misma consta de un número entero de

octetos antes de la inserción de zero bit o luego de la extracción de zero bit

Detección de errores de transmisión

Funciones de control de congestión

Las funciones LAPF núcleo en el plano-U conforman una subcapa de la capa de enlace

de datos. Proveen el servicio de transferencia de tramas desde un suscriptor a otro, sin

control de errores ni control de flujo. Además, el usuario puede optar por la inclusión de

funciones adicionales de enlace de datos (equivalentes a funciones entremo-a-extremo de

la capa de red) las cuales no son parte del servicio FR.

Empleando las funciones núcleo, la red ofrece un servicio de conmutación de tramas

orientado a conexión que opera en la de capa de enlace con las siguientes propiedades:

Preservación del orden de transferencia de tramas desde un extremo a otro de la

red.

Baja probabilidad de pérdida de tramas.

Los campos Flag y Frame Check Sequence (FCS) funcionan igual que en LAPD y

LAPB.El campo Information transporta datos de la capa superior. Si el usuario selecciona

la implementación de funciones de control de enlace de datos extremo-a-extremo

adicionales, entonces este campo contendrá una trama de enlace de datos; una selección

común será el uso del protocolo LAPF completo (conocido como protocolo de control

LAPF), para realizar funciones por encima del protocolo LAPF núcleo. Debemos observar

que el protocolo implementado de esta manera se aplica estrictamente entre los

suscriptores finales y es transparente para la red FR.

El campo Address posee una longitud default de 2-octetos y se puede extender a 3 y 4-

octetos.El mismo transporta un identificador de conexión de enlace de datos (DLCI - data

link control identifier) de 10, 17 o 24 bits, respectivamente. El DLCI cumple la misma

función que el número de circuito virtual en X.25: permite que múltiples conexiones

lógicas FR sean multiplexadas sobre un único canal. Como en X.25, el identificador de

conexión sólo tiene significado local: cada extremo de la conexión lógica asigna su propio

DLCI del pool de números local no utilizados, y la red se deberá encargar de asociar uno

con otro. La alternativa de utilizar el mismo DLCI en ambos extremos podría requerir de

algún tipo de administración global de los valores de DLCI.

Los bits EA (address field extension) determinan la longitud del campo Address y, en

consecuencia, del DLCI.

El bit C/R es específico de la aplicación (el protocolo estándar FR no lo utiliza).