frame relay

5/13/2018 Frame Relay - slidepdf.com

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MMA 2002

Frame Relay

Exposé TCOM

Brice ReyValéry Varin

Professeur: Mr Matthieu DUMONT

EPITA



1. RESUME ....................................................................................................................................................... 1

2. INTRODUCTION......................................................................................................................................... 1

2.1. I NTRODUCTION .................................................. ........................................................... ........................... 1 2.2. HISTORIQUE ....................................................... ........................................................... ........................... 1 2.3. POURQUOI LE RELAIS DE TRAME ? ................................................... ........................................................ 1

3. DU X.25 AU RELAIS DE TRAMES........................................................................................................... 2

3.1. LE RELAIS DE TRAME, UN X.25 ALLEGE..................................................... .............................................. 2 3.2. LA COMMUTATION DE NIVEAU LIAISON.................................................... .............................................. 2 3.3. LA COMMUTATION DE TRAME (FRAME SWITCHING) .................................................... ........................... 3 3.4. LE R ELAIS DE TRAMES (R ELAIS DE TRAMES) ..................................................... ..................................... 4 3.5. PRINCIPE DU R ELAIS DE TRAMES (R ELAIS DE TRAMES)......... ........................................................... ....... 6

4. ÉTUDE DE LA TRAME ET DU PROTOCOLE FRAME RELAY ........................................................ 8

4.1. L’INTERFACE PHYSIQUE ......................................................... ........................................................... ....... 8 4.2. FORMAT DE LA TRAME FRAME R ELAY ....................................................... .............................................. 8 4.3. L’ADRESSAGE DLCI ............................................................... ............................................................ ..... 9 4.4. GESTION DES CONGESTIONS................................................... ........................................................... ..... 12 4.5. GESTION DES ERREURS SUR LE RESEAU...................................................... ............................................ 15 4.6. PROCEDURE DE CONNEXION ET MISE EN PLACE DES CIRCUITS VIRTUELS .............................................. 16 4.7. L’INTERFACE LMI .................................................. ............................................................ ................... 16

4.7.1. Signalisation unidirectionnelle...................................................................................................... 18 4.7.2. Signalisation bidirectionnelle........................................................................................................ 19 4.7.3. Signalisation asynchrone .............................................................................................................. 19

4.8. USER NETWORK I NTERFACE ET NETWORK TO NETWORK I NTERFACE ................................................... 20

5. CONCLUSION............................................................................................................................................ 23

6. BIBLIOGRAPHIE ET GLOSSAIRE ......................................................... .............................................. 24 6.1. SITES WEB ......................................................... ........................................................... ......................... 24 6.2. GLOSSAIRE GENERAL ................................................... ........................................................... ............... 25



1. Résumé

Le monde des hauts débits a longtemps été dominé par les réseaux X.25

commercialisés en France par Transpac, filiale de France Télécom et par les liaisonsspécialisées proposées par France Télécom. Aujourd’hui ces solutions sontdépassées en terme de débits. L'enjeu actuel est donc au remplacement de cessolutions par l'ATM ou le Frame Relay (le relais de trames). L'ATM est la technologiethéoriquement la plus performante mais qui tarde à se mettre en place, une placedans laquelle le relais de trames s'est engouffré avec un réel succès. Ses qualitésintrinsèques que l'on développera font que ce standard retarde l'arrivée de l'ATM.Pour beaucoup, le relais de trames est une solution intermédiaire, qui dure et quirisque de durer encore longtemps, à cause des coûts prohibitifs de l'ATM.

Le Frame Relay est en fait un protocole réseau de télécommunication deniveau 2, qui permet de véhiculer des trames de données de formats variables (de

262 à 4096 octets de données utiles) sur des réseaux partagés offrant des débitsde 64 Kbits/s à 40 Mbits/s. Ce protocole peut être comparé au protocole X25, et estsouvent qualifié de X25 allégé car il ne comporte pas de procédure de correctiond'erreur.

En effet, l’introduction des fibres optiques comme support de transmissioncontribue à réduire considérablement le taux d’erreur et permet des reprises detransmissions uniquement de bout en bout.

En comparaison de X.25, les paquets sont transportés de noeud en noeuddans les trames, le relais de trames n’utilise que la couche 2 du modèle OSI. C’està dire le niveau trame. Les reprises en cas d’erreur détectée par un réseau X.25peuvent affecter les fonctions de niveau 3, mais aussi celles de la couche 2 ayantun effet défavorable sur les performances.

Le succès croissant des réseaux relais de trames s'explique par leuradaptation aux besoins du marché des transmissions de données. La gestiondynamique de la bande passante permet une meilleure gestion des rafales detrames envoyées par les réseaux locaux, ce que ni X.25 ni les liaisons spécialiséesn'offraient. Son principal intérêt est d'offrir de la bande passante à la demande(bandwidth on demand) à l'usager par le biais du multiplexage statistique.

Enfin, le relais de trames est transparent aux protocoles, il permet devéhiculer des flux tels que : SNA, X.25, IP, IPX... mais est aussi capable detransporter de la voix.

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2. Introduction

2.1. Introduction

La nécessité croissante de hauts débits a amené la création de protocolesde transferts hauts débits comme le Relais de Trames ou Frame Relay.

Le Relais de Trames à été conçu par l’ITU-T (InternationalTelecommunication Union) comme un protocole dérivé de celui utilisé pour le RNIS.Le but de ce protocole est le transfert rapide de données sur le réseau à faible tauxd’erreur.

Les progrès importants au niveau des supports de transmissions à fibresoptiques ont permis d’augmenter de façon très notable la bande passante des

réseaux de transmission. Les équipements utilisateurs sont aussi devenus trèsperformants et peuvent réaliser des taches qui étaient réalisées par le réseau(contrôle de flux, détection, correction d’erreur etc.). Il est absolument nécessairede redéfinir les protocoles de commutations de paquets traditionnels.

Avant la maîtrise totale de l’ATM (Asynchronous Transfer Mode), le Relaisde Trames constituait une solution intermédiaire pour développer des réseaux detransferts avec des débits supérieurs à 64 Kbits/s.

Les solutions à base de X.25 sont coûteuses par leurs mises en oeuvre, lesliaisons spécialisées (LS) sur de grandes distances sont très chères et mal adaptéesau trafic en rafale. Le Relais de Trames offre une solution d’une complexité réduite

pour des débits allant de 64 Kbits/s à 40 Mbits/s.

Les objectifs du Relais de Trames sont les suivantes :

o Faible Latence, Débit de Commutation Elevé

Pour réaliser ces objectifs le Relais de Trames utilise un protocole de liaisonsimplifié.

o Bande Passante à la Demande

Il est préférable d’avoir une flexibilité d’allocation de la bande passante demanière à optimiser l’utilisation des ressources réseau. La moitié de la bande

passante est allouée à l’établissement de la communication. Par l’intermédiaire d’unprocédé de réservation rapide de la bande passante, l’utilisateur peut renégocier labande passante allouée.

o Partage Dynamique de la Bande Passante

Le partage dynamique des ressources permet d ‘optimiser l’utilisateur de labande passante normalement allouée à d’autres utilisateurs, si celle-ci est libre. Lesutilisateurs dont le trafic en rafales est très important devront avoir une bandepassante suffisante pour assurer les pointes de trafic.

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2.2. Historique

Les premiers travaux ayant conduit à la mise au point de la technique duRelais de Trames datent du milieu des années 80. Ils ont été réalisés par le ITU-T

(International Telecommunication Union) dans le cadre de travaux sur le RNIS.

Au début des années 90, ces travaux ont été repris par un groupement deconstructeurs (DEC, NORTEL, STRATACOM et CISCO) qui ont été rejoint pard'autres pour former le Frame Relay Forum. Le but était d'accélérer les travauxpour disposer d'un standard rapidement commercialisable. Les travaux se sontdonc considérablement éloignés du contexte RNIS mais les principes de base ontété conservés.

En 91 et 92, on assiste à la normalisation par l'ITU-T (InternationalTelecommunication Union) et l'ANSI (American National Standard Institut).

Fin 92, les premiers services publics FR se sont ouverts aux USA et en

Finlande.

2.3. Pourquoi le relais de trame ?

Plusieurs raisons expliquent l'adoption par de nombreux acteurs du mondedes télécommunications du Relais de Trames. Certaines de ces raisons sont d'ordremarketing : la volonté des opérateurs de réseaux partagés d'augmenter leur partde marché face aux liaisons louées, la volonté des constructeurs de matériels derenouveler leur parc en proposant une nouvelle technologie.

D'autres sont d'ordre technique : la nécessité, vers le milieu des années80, de répondre à la demande croissante d'interconnexion des réseaux locauxnotamment dans le cadre d'applications client/serveur. C'est cette dernière raisonqui explique certains choix techniques qui ont été déterminant dans la mise aupoint du protocole FR.

Les flux qui transitent entre réseaux locaux et qui sont générés par desapplications informatiques et bureautiques (messagerie, base de donnéesréparties...) ont pour particularité de nécessiter des débits élevés pendant decourtes périodes (rafales ou burst) et de ne générer qu'un trafic faible voireinexistant pendant de longues périodes. Ceci induit que les réseaux où la bande

passante est réservée de façon statique (Liaison Louée par exemple) sont peuoptimisés pour ce type de flux.

La solution recherchée au travers du Relais de Trames a donc été d'utiliser,sur réseau partagé, un multiplexage statistique des différentes rafales des réseauxdes entreprises utilisatrices. Le calibrage du réseau se fait alors non pas sur lasomme des débits maximaux des utilisateurs mais sur le trafic moyen del'ensemble de ceux-ci. Pour le client, l'avantage est de disposer d'un débit variabledans le temps avec un minimum garanti et un maximum pouvant théoriquementaller jusqu'au débit d'accès.

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3. Du X.25 au relais de trames

3.1. Le relais de trame, un X.25 allégé

Le Relais de Trames (Frame Relay) a été initialement conçu par l’UIT-Tpour être utilisé sur un réseau RNIS. Cette désignation décrit un réseau decommutation de paquet de données à l’instar des réseaux X25. Tout comme cedernier, le Relais de Trames décrit une interface d’accès, le réseau interne pouvantêtre de n’importe quelle nature. On trouve également les notions ETTD, ETCD et deCircuits Virtuels.

Ce protocole est généralement qualifié de « X25 allégé » car le format despaquets ainsi que les procédures d’échanges apportent une simplification dûe à laréduction des erreurs de transmissions sur les lignes. Le Relais de Trames prendacte du fait que les supports de transmission sont aujourd’hui plus fiables qu’àl’époque où le X25 a été conçu. De ce fait, le protocole a été débarrassé de toutesles fonctions de corrections d’erreurs et de contrôles de flux qui se sont reportéesau niveau de la couche supérieure. La fonction de détection d’erreurs est cependantconservée afin de garantir l’intégrité des données. De même, le contrôle de flux aété remplacé par un mécanisme plus simple de détection de congestion.

L’autre différence fondamentale avec le X25 est que ce dernier décrit deuxprotocoles, un de niveau 2 et un de niveau 3, alors que le Relais de Trames agitcomme un protocole de niveau 2. L’overhead dû à l’encapsulation des trames deréseau local (IP) est ainsi supprimé. Un seul niveau d’encapsulation subsiste la ouune trame IP était encapsulée dans un paquet X25.

3.2. La Commutation de Niveau Liaison

Le but d’une commutation au niveau de la liaison, qui se décline encommutation de trames et Relais de Trames, est d’améliorer en performance lacommutation de paquets, en simplifiant le nombre de niveaux de l’architecture àprendre en compte. En reportant la commutation au niveau 2 de l’architecture, onsimplifie considérablement le travail des noeuds.

En effet, dans les commutations de paquets, on attend de recevoircorrectement une trame, avec des retransmissions potentielles, puis on travaille sur

le paquet. Un acquittement est envoyé vers le noeud précédent et on garde unecopie tant que le noeud suivant n’a pas fait parvenir un acquittement positif. Unautre avantage du Relais de Trames est l’introduction d’une signalisation séparéedu transport de données. La mise en place de la connexion de niveau 2 s’effectuerapar une connexion logique différente de celle de l’utilisateur. Les nœudsintermédiaires n’ont donc pas à se préoccuper de maintenir cette connexion.

Les contrôles d’erreurs et de flux sont reportés aux extrémités de laconnexion. La simplification du travail effectué par les noeuds intermédiaires esttrès importante.

La principale recommandation technique se trouve dans le document Q922

que l’on retrouve aussi dans la recommandation I.441. Cette recommandationlimite à 2Mbits/s cette technique de relayage. Dans les faits, rien n’empêche d’allerbeaucoup plus vite. Cette limitation peut s’expliquer par un manque de vue à long

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terme concernant cette technique. En effet, la technique de transfert à terme estl’ATM (Asynchronous Transfer Mode) et le Relais de Trames n’est vu que commeune étape transitoire capable de combler un trou de quelques années entre lacommutation de paquets et la commutation de cellules.

Un autre organisme a un impact important sur le Relais de Trames : Le

Relais de Trames Forum ou FR Forum. Né au départ du regroupement de quatreconstructeurs, DEC Northern Telecom, Cisco et Stratacom, le FR Forum a surtoutspécifié les recommandations provenant de l’UIT-T en modifiant parfois quelqueséléments sans changer les principes de base. La différence de base est plutôtl’utilisation du Relais de Trames indépendamment du RNIS.

Deux modes, dénommés FRF1 et FRF2, sont décrits dans la normalisation.Dans le mode FR1, le contrôle de flux et la reprise sur erreur sont laissés à lacharge de l’équipement terminal. Dans le mode FRF2, le contrôle de flux et lareprise sur erreur sont effectués aux extrémités par le réseau. Il faut voir le Relaisde Trames comme une amélioration du réseau X25 en simplifiant fortement lesfonctionnalités dans les noeuds intermédiaires. On retrouvera cependant, le même

type de service, et finalement des caractéristiques assez proches.

Le Relais de Trames sera approprié pour les transferts de fichiers grandsvolumes, les applications interactives par blocs, comme les applications graphiquesde CAO, d’images ou les transports de voies hautes vitesses multiplexant un grandnombre de voies basses vitesses

3.3. La Commutation de Trame (Frame Switching)

Dans la commutation de trames, il s’agit de transporter des trames d’unbout à l’autre du réseau sans avoir à remonter au niveau paquet. Pour cela, il faututiliser un protocole de liaison suffisamment puissant pour posséder un adressagemultipoint, un adressage de niveau réseau et les fonctionnalités remplies par lacouche réseau. De plus, les fonctions du niveau 2 doivent être prises en compte. Letaux d’erreurs en ligne a été très fortement diminué durant ces dernières années,devenant acceptable puisque négligeable. Cette dernière propriété sera utiliséedans le Relais de Trames qui n’est autre qu’une simplification supplémentaire desservices rendus aux noeuds intermédiaires.

La norme, qui a été retenue dans la commutation de trames, est la mêmeque celle rencontrée sur les canaux D du RNIS : Le LAP-D. Cette recommandation

respecte les fonctionnalités demandées par le modèle de référence ; on y trouve,en particulier, la détection et la correction des erreurs.

Dans la commutation de trames et dans le Relais de Trames, il estnécessaire de retrouver les grandes fonctionnalités du niveau 3 reportées dans leniveau 2 telles que l’adressage, le routage et le contrôle de flux.

On utilise l’adressage du niveau trame pour effectuer le routage sans avoirà remonter au niveau 3 comme le préconise le modèle de référence. Cet adressagene correspond plus à une norme internationale : c’est l’adressage que l’on pourraitqualifier de privé. En ce qui concerne le routage, il est lié à l’adressage et denombreux algorithmes peuvent être utilisés. Enfin, le contrôle de flux peut utiliserles trames RNR (Received Not Ready) qui permet d’arrêter le flux à la demande du

récepteur.

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Dans les noeuds de commutation, on cherche l’adresse du niveau 2autorisant le routage de la trame vers le destinataire. Dans le cas présent, la zonede correction d’erreurs dans la trame est examinée à chaque noeud du réseau.Dans le cas d’une détection d’erreurs, la trame sera retransmise à partir du noeudde commutation précédent.

On considère souvent que le débit du commutateur de trames, avec des

trames longues, sera multiplié par 5 approximativement par rapport à ce qu’ilpourrait supporter en commutation de paquets.

3.4. Le Relais de Trames (Relais de Trames)

Le Relais de Trames est une simplification supplémentaire de lacommutation de trames. Dans les noeuds intermédiaires on commuté les tramessans tenir compte d’erreurs potentielles à l’intérieur de la trame et d’une éventuellereprise sur erreurs, du séquencement, du temporisateur de reprise, etc. Toutes cesfonctionnalités sont laisses sur l’initiative d’un niveau supérieur.

La normalisation du Relais de Trames s’appuie sur la recommandationQ922 (et plus particulièrement sur le noyau de base de cette recommandation :Core 922). On utilise les fonctionnalités complètes aux extrémités de la connexionet celles du noyau dans les nœuds intermédiaires. Les fonctionnalités de cetterecommandation sont les suivantes :

o Délimitation, alignement et transparence des trames ;

o Multiplexage et démultiplexage des trames en utilisant le champadresse ;

o Inspection de la trame pour vérifier qu’elle possède un nombre

entier d’octets avant insertion ou après extraction de la trame pourvérifier qu’elle est ni trop courte ni trop longue ;

o Détection des erreurs de transmissions et demande deretransmission dans les éléments de la connexion ;

o Fonction de contrôle de flux de bout en bout.

Les deux dernières fonctions ne font pas partie du noyau et ne sont doncentreprises qu’aux extrémités de la connexion.

En d’autres termes, le Relais de Trames a pour but de diminuer aumaximum le temps passé dans les commutateurs, en n’effectuant qu’un travail

minimal tel qu’ici l’examen de l’adresse de niveau 2 et son relais vers la liaisonsuivante.

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L’architecture d’un Relais de Trames est représentée ci dessous.

Le noyau de recommandation Q922 décrit les fonctions de base (Q922Core), la délimitation de la trame, la transparence par rapport aux délimiteurs, lemultiplexage des trames sur les liaisons physiques par un numéro DLCI (Data LinkConnexion Identifier), la vérification du nombre d’octets qui doit être un entier, etla vérification de la longueur totale de la trame.

En fait, dans le Relais de Trames, le contrôle s’effectue en dehors du planutilisateur par un plan spécifique, le plan de contrôle La supervision du réseau enRelais de Trames doit être assurée par un environnement distinct de celui duréseau utilisateur, même si l’infrastructure de ce dernier est utilisée.

L’architecture d’un Relais de Trames au niveau extrémité est représentéeci-dessous.

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Le plan de contrôle, utilisé sur les parties extrémités du réseau, àl’interface S ou T, les émissions sur le canal D suivant les recommandations Q.921et Q.933 pour les niveaux 2 et 3. Du coté du plan utilisateur, les différents canauxaccessibles par l’utilisateur (B, D, H) peuvent être utilisés en implantant le noyaude la norme Q.922. Les deux plans utilisent les mêmes recommandations pour lapartie physique I.430/I.431.

Sur la connexion mise en place par ce plan de contrôle (la liaison virtuelle),le service Relais de Trames doit comprendre :

o Une préservation de l’ordre des trames ;

o Une élimination des trames dupliquées ;

o Une probabilité négligeable de perte des trames.

On peut comparer les trois types de commutation utilisés pour le transportdes données informatiques. Les caractéristiques sont données dans le tableausuivant. Par comparaison, on voit bien que le Relais de Trames s’avère le plusefficace mais seulement si le taux d’erreurs en ligne est tout à fait négligeable Lesretransmissions de niveau 2 sont obligatoirement effectuées de bout en bout ; eneffet, on ne s’occupe de la zone de détection d’erreur qu’au niveau du noeud desortie du réseau.

Ce Relais de Trames n’a d’ailleurs de signification que parce que lesprogrès sur la réduction du taux d’erreurs en ligne ont été considérables cesdernières années.

3.5. Principe du Relais de Trames (Relais de Trames)

Le Relais de Trames est défini par les avis de l’UIT-T et de l’ANSI(AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUT) comme un protocole entre un noeudde réseau public ou privé et une extrémité utilisateur.

Le noeud de réseau a trois fonctions principales :

o Multiplexage et commutation au niveau 2

o Relayage de trames

o Détection des erreurs de niveau 2

Les fonctions de base sont définies dans l’avis I.122 et l’UTI-T. Les trames

sont rejetées sans indication si le noeud est surchargé ou la trame incorrecte.

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La simplification du protocole permet d’obtenir, dans les noeuds de réseau,une plus grande rapidité de transfert, donc un délai total plus court. L’interface derelais de trames comprend une couche physique et une couche logique. La couchephysique indique les débits et interfaces physiques utilisées. Il y a deux types derelais de trames :

o FRF1 :

La partie haute de la couche est totalement définie par l’utilisateur

o FRF2 :

La partie haute de la couche 2 est une extension de la procédure LAP-DI.441/Q921. Il s’agit d’un sur-ensemble de la norme LAP-D et d’un sous-ensemblede l’avis I.441. Le noyau fonctionnel inclut la délimitation des trames, le bourrage,le multiplexage et démultiplexage par le champ adresse, la taille minimale etmaximale d’une trame ainsi que la correction d’erreurs. Le mécanisme de contrôlede flux et le séquencement sont exclus. Toute trame erronée est rejetée. Un

service de contrôle d’erreur et de flux de bout en bout peut être utilisé.

Les spécifications du RNIS ont été étendues pour intégrer ce mode detransfert de trames. Les spécifications suivantes sont rajoutées :

I.233 Service de transferts de trames

Q.922 Spécifications au niveau liaison pour le service I.233(Structure des trames)

Q.933 Signalisation spécifique au service I.233, base sur la

recommandation Q.931 Définition de l’établissement des connexions et circuitsvirtuels

I.370 Gestion des congestions sur RNIS pour le service I.233

I.372 Interface Réseau à Réseau pour le service I.233

I.555 Interfaces de réseau entre les différents services FRF1 FRF2,X25 et commutations de trames.

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4. Étude de la trame et du protocole Frame Relay

4.1. L’interface physique

Le Frame Relay est issu des travaux sur le RNIS : l’interface physique estdonc l’interface d’accès classique ou primaire du RNIS. Malgré tout, le Frame RelayForum permet d’utiliser de multiples interfaces telles :

V.35G.703 et G.704X.21

Toutes ces interfaces autorisant uniquement un débit de 2,048 Mbits/s ; lanorme UNI (User to Network Interface) Frame Relay (FRF1) a été amendée enJanvier 96 pour ajouter le support des interfaces plus rapides suivantes (normeFRF1.1) :

HSSI (High Speed Serial Interface) 52Mb/sDS3 Interface 44Mb/s E3 Interface 34Mb/sV36 et V37 (2 à 10 Mbits/s)

4.2. Format de la trame Frame Relay

La plupart des protocoles proches de SNA ou X25 utilisent une tramedérivée de SDLC (Synchronous Data Link Control) ou de HDLC (High Level DataLink Control). Le protocole LAP-D -niv2 (Link Access Protocol on D Channel) qui est

dérivé du HDLC est présent dans le RNIS. Le Frame Relay issu de ces travauxcomporte donc un format de trame très proche de HDLC.

Document : Format d’une trame Frame Relay

Les champs DELIMITEUR (Flag )

Toutes les trames commencent et se terminent par un flag. Le fanion apour motif 0x7E (01111110). Pour éviter de retrouver le pattern des flags n’importeou dans la trame, il a été mis en place la « Technique d’insertion de zéros àl’émission » et « la désinsertion de zéros à la réception ». Ceci permet d’être surqu’il n’y a pas de pattern 0x7E dans la séquence de bits à transmettre entre le flag

du début et celui de la fin.

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Le champ DLCI (Data Link Connexion Identifier )

Le Champ DLCI (Data Link Connexion Identifier) identifie le numérode voie logique entre ETTD et ETCD de 1 à 1023. Le commutateur associe lenuméro de voie logique à une destination pour créer ainsi un circuit virtuel avec unautre correspondant. A l’instar de ce que permet X25, plusieurs d’entre eux

pouvant être multiplexés sur un même support, physique. De la même manière, leDLCI n’a qu’une signification locale utilisée par convention entre un ETTD et sonETCD de rattachement. Il peut y avoir plusieurs connexions virtuelles sur le mêmesupport physique.

Le champ C/R

Commande Réponse, ce bit n’est pas interprété par les nœuds duréseau mais peut éventuellement l’être par les systèmes utilisateurs situés àchaque extrémité.

Les bits « FECN » et « BECN »

Le bit FECN est positionné à 1 par un réseau pour indiquer à l’ETTDrecevant la trame qu’une congestion a été détectée de la source vers ledestinataire. Le bit BECN indique au même ETTD qu’une congestion a été détectéedans l’autre sens. Ces bits peuvent être utilisés par les couches de niveau 3 pourcontrôler le flux soit du récepteur, soit de l’émetteur.

Le bit « DE »

Il est positionné à 1 par ETTD pour indiquer au commutateur que latrame à moins d’importance que les autres et peut être détruite si le réseaumanque de ressource (CPU ou mémoire…), notamment dans le cas descongestions. Inversement, les commutateurs du réseau peuvent d’office positionner

ce bit à « 1 » pour indiquer à la station qu’elle rengorge le réseau et que les tramessuivantes risquent d’être détruites.

Le bit « EA »

Il indique que l’adresse DLCI est étendue au-delà de 2 octets de base.

Le champ « DONNEES »

Ce champ contient les données à transporter. La longueur maximumpeut être négociée au moment de l’établissement de circuit virtuel. La taille pardéfaut est de 262 octets mais il est recommandé que le réseau puisse supporterdes tailles de trames de 1600 octets.

Le champ « FCS »

Ce champ est utilisé pour le contrôle d’erreur sur la trame. Il est basé surle calcul d’un CRC16 et correspond au polynôme (x16 + x12 + x5 +1). Le FrameCheck Sequence effectue un contrôle sur tous les bits de la trame à l’exception desen-têtes et en-queues.

4.3. L’adressage DLCI

La structure de la trame véhiculée en Relais de Trames est indiquée cidessus. Cette trame correspond, au départ, à celle du LAP-D légèrement modifiéepour tenir compte du contexte du Relais de Trames. En particulier, la zone

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d’adresse et le DLCI (Data Link Connexion Identifier) remplacent les zones SAPI(Service Access Point Identifier) le TEPI (Terminal End Point Identifier) à l’exceptiondes bits FECN, BECN, DE.

Dans ce LAP-D étendu (normes UIT-T Q931, I451), l’adressage s’effectuedans la zone DLCI. Ce champ compte 6bits + 4 bits = 10 bits. Il peut y avoir

jusqu'à 2^10 = 1 024 valeurs du DLCI. Cette quantité est notoirement insuffisantesi l’on veut réaliser des réseaux peu complexes et encore plus insuffisante si l’onconsidère un contexte national dans lequel on souhaite que les réseaux en Relais deTrames aient des étiquettes en nombre suffisant pour permettre une interconnexionsimple.

Document : L’attribution des numéros de DLCI (sur 2 octets)

Deux extensions ont été effectuées introduisant 1 ou 2 octetssupplémentaires pour obtenir des étiquettes sur 16 ou 23 bits. Dans le premier cas,un troisième octet adressage a été ajouté et, sur cet octet, 6 bits sont dédiés àl’extension d’adresse. Dans le deuxième cas, un quatrième octet d’adresse est

ajouté sur lequel 7 bits concernent l’extension de l’adresse. Le 8e bits des octets 3et 4 est un bit d’extension d’adresse.

La zone d’adresse va servir à router les trames suivant un chemin explicitequi sera mis en place par le plan de signalisation. Nous verrons un peu plus loincette signalisation pour établir la liaison virtuelle par laquelle transiteront toutes lestrames d’un même utilisateur. Dans un premier temps examinons la façon dont lestrames suivent le chemin tracé dans le réseau par la signalisation.

Le routage des trames s’effectue grâce aux DLCI (Data Link ConnexionIdentifier). En fait, ce numéro de DLCI est modifié au passage de chaque nœud. Leroutage s’effectue par un chaînage de numéros DLCI.

L’adressage en Frame Relay s’effectue en donnant un numéro de circuitvirtuel entre l’utilisateur et le réseau et n’a qu’une valeur locale. Ces identificateurslocaux sont nommés par le sigle DLCI pour Digital Link Connexion Identifier. Ilspeuvent désigner des circuits virtuels permanents (PVC) comme des circuits virtuelscommutés (SVC

Pour mieux illustrer cette valeur locale d’un DLCI voici un schéma :

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Document : Principe du DLCI

Nous voyons bien dans cet exemple que l’utilisateur B et l’utilisateur Cutilisent le même numéro de DLCI sans que cela ne pose un quelconque problème

de part la valeur locale de cet identificateur. Comme les DLCI n’ont seulementqu’une valeur locale, il est de la responsabilité du réseau de faire la liaison entre leDLCI de départ de le DLCI d’arrivée en passant par différent “ réseaux ” de DLCI àl’intérieur du réseau Frame Relay.

Origine DLCI Destination DLCI

Utilisateur A 30 Utilisateur B 55Utilisateur A 25 Utilisateur C 55

Utilisateur B 55 Utilisateur A 30Utilisateur B 42 Utilisateur C 28

Utilisateur C 55 Utilisateur A 25Utilisateur C 28 Utilisateur B 42

Voici comment fonctionne l’attribution des DLCI au niveau d’un nœud deréseau : Chaque nœud possède une table de commutation qui associe à un DLCIsur une voie entrante un DLCI sur une voie sortante ainsi qu’une voie de sortie.

A l’arrivée d’une trame, le nœud de commutation effectue le processus suivant :

lecture de la valeur du DLCI

lecture dans l’entrée de la voie d’arrivée la voie de sortieremplacement de la valeur du champ DLCI de la trame par la nouvelle valeur mise dans la file d’émission de la voie indiquée dans la table de la trame

Comme nous l’avons vu précédemment le DLCI est codé dans le champadresse de la trame Frame Relay. Par défaut la taille du champ adresse est de 2octets (soit 1023 DLCI possibles) mais les spécifications de l’ANSI (AMERICANNATIONAL STANDARD INSTITUT) et de l’IUT-T permettent son extension à 3(65535 DLCI) voire 4 octets (8M+ DLCI) grâce à l’utilisation du bit EA (Extendedaddress) :

Si le bit EA est à 0, le champ adresse n’est pas terminé et se poursuit sur l ‘octetsuivant

Si le bit EA est à 1, le champ adresse est terminé

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Pour mieux illustrer cette propriété, voici les 3 cas possibles de champadresse :

Cas 1 : 2 octets : le plus utilisé :

Cas 2 : 3 octets : spécification ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARDINSTITUT) /IUT-T

Cas 3 : 4 octets : spécification ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARDINSTITUT) /IUT-T

Les champs de 2 octets peuvent paraître suffisants pour un nœud FrameRelay mais les champs de 3 et 4 octets ont une utilité sur les interfaces FrameRelay de type Network to Network. Une connexion Network to Network est définiecomme une connexion entre 2 réseaux Frame Relay adjacents (Nous verronsl’interface NNI par la suite).

4.4. Gestion des congestions

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L’originalité du Frame Relay réside dans la possibilité d’ajuster la bandepassante aux besoins du moment et notamment à partir de 4 paramètres :

Le CIR (Committed Information Rate), qui permet d’ajuster la bande passanteminimale moyenne sur chaque circuit virtuel.

Le Bc (Committed Burst Size), qui indique le débit maximal autorisé sans perte dedonnées. Le Be (Committed Excess But Size), qui indique le débit maximal autorisésans garantie de service.

Le temps pour la période d’observation (généralement 1 seconde).

Le contrôle de flux est assuré par un contrat de débit moyen à respecterpar l’utilisateur : le CIR (Committed Information Rate). Ce contrôle est très simple :il consiste à demander à l’utilisateur d’émettre un flux de débit constant oupresque. Cela permet à l’opérateur d’avoir une connaissance des flux qui vonttransiter dans les nœuds de commutation et de pouvoir planifier l’ouverture ou lerefus de nouvelles demandes de liaison virtuelles.

Pour être plus précis, le CIR est garanti pour des périodes de longueur T. SiT est relativement long, le trafic peut excéder le CIR pendant une partie de cetemps et être en dessous dans une autre partie.

Cependant, il est prévu de faire rentrer des trames en plus du contrat ;pendant une courte période de temps (généralement 1 seconde), le débit pourraêtre supérieur à celui précise dans le CIR. La quantité d’informations maximale quisera transportée pendant la période T est dénommée CBS (Committed Burst Size).En d’autres termes T * CIR = CBS. Sur la période T, le trafic supplémentaire peutatteindre en moyenne la valeur EBS (Excess Burst Size). En résume, sur la périodede longueur T, la quantité totale d’informations peut atteindre CIR + EBS.

Durant cette période T, l’utilisateur peut dépasser le trafic négocié dans leCIR. Dans le même temps, l’utilisateur se sert du DE (Discard Eligibility) pourindiquer les trames supplémentaires qui forment la quantité EBS. L’utilisateur quidépasse son contrat de trafic aura intérêt à marquer les trames qui ne sont pasimportantes par rapport à la qualité de service ; l’opérateur peut détruire cestrames dans le réseau en cas de surcharge. Le bit DE = 1 indique que la trame peutêtre détruite.

Deux bits supplémentaires ont également été introduits dans la structurede trames pour permettre la mise en place de contrôle de flux :

Le bit FECN (Forward Explicit Congestion Notification) ;

Le bit BECN (Backward Explicit Congestion Notification)

Le premier permet à un nœud congestionné de faire connaître son état aurécepteur. Quant au deuxième bit, il a pour but de faire remonter la connaissancede l’état de congestion d’un nœud à l’émetteur.

Les bits FECN et BECN sont toujours mis à 0, respectivement parl’émetteur et le récepteur, dans la structure de la trame émise sur la liaisonvirtuelle. Lorsque ces bits passent par un nœud congestionné, ils sont

automatiquement mis à 1. Le récepteur et l’émetteur sont donc informés de l’étatde congestion d’un nœud par la réception de ces deux bits à 1.

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Il faut bien noter que l’information concernant une congestion existante surla liaison virtuelle est assez sommaire ; on ne sait effectivement qu’une seule chose: un nœud a dépassé un seuil de trafic ou un nombre de mémoires tamponsutilisées, sur la liaison virtuelle. Les actions à effectuer par l’émetteur et lerécepteur sont totalement laissées à l’initiative de l’opérateur ou de l’utilisateur.

Le principe derrière FECN est que tous les utilisateurs “ derrière ” lacongestion seront informés du problème et pourront peut être prendre desdécisions pour alléger le problème. Dans de nombreux cas, les utilisateurs “derrière ” la congestion utilisent un protocole (encapsulé dans la trame FR) quinécessite des acquittements (acknowledgement) pour les données reçues. Uneméthode pour faire chuter le trafic réseau est de retarder ces acquittements. Celaforce l’utilisateur de départ à suspendre l’envoi de nouvelles données avant laconfirmation de la réception des données précédentes. Ceci est un exempled’utilisation des mécanismes de fenêtrage des protocoles traditionnels au-dessus duFrame Relay pour résoudre les problèmes réseaux.

Document : Principe du FECN

Le principe derrière BECN est que si un utilisateur reçoit un BECN, il saitqu’il envoie des données sur le réseau qui causent ou contribuent à une congestion.La meilleure chose serait de suspendre temporairement la transmission de tramessur le réseau pour alléger la congestion. Le problème du BECN est qu’il seraseulement reçu par l’utilisateur de départ si les données remontent dans ladirection inverse, à l’opposé du flot de congestion. Beaucoup d’applications opèrent

en half duplex (un message est envoyé d’un utilisateur à l’autre et l’utilisateur dedépart attend que le destinataire ait répondu avant de renvoyer des informationssupplémentaires).

Les réseaux Frame Relay typiques transportent du trafic d’application fullduplex. Il y a donc un dialogue continu entre les systèmes finaux. Le succès duBECN dépendra donc plus du comportement du périphérique de réception que decelui des applications.

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Document : Principe du BECN

Enfin, il existe des intervalles de temps pendant lesquels aucune trame netransite du récepteur vers l’émetteur. Dans ce cas, une trame de supervisionnomme CLLM (Consolidation Link Layer Management) est utilisée pour transporterdes informations de supervision. Cette trame permet à un nœud congestionné dediffuser vers ses voisins son état de congestion. Les nœuds voisins peuvent à leurtour avertir leur voisin et ainsi de suite. Cette trame de supervision est émise surun circuit virtuel de numéro 1023 lorsque le DLCI est sur deux octets.

Document : Principe du CLLM

4.5. Gestion des erreurs sur le réseau

Même si l’introduction des fibres optiques réduit considérablement laprobabilité que des erreurs surviennent, le réseau Frame Relay doit les gérer.

Le principe général du Frame Relay est que si une trame est bonne, elle estenvoyée à son destinataire en suivant le “ circuit ” approprié. Par contre, s’il y a unproblème sur le réseau, par exemple une congestion, les nœuds du réseau sontautorisés à détruire la trame pour corriger le problème.

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De plus, ces mêmes nœuds peuvent détruire les trames jugées invalidessans prévenir le destinataire. Sont déclarées invalides, les trames de la formesuivante :

une trame ayant moins de 5 octets entre l’entête et l’en queue,

une trame ayant son FCS (contrôle de type CRC) invalide, une trame ne contenant pas une adresse valide, une trame contenant un DLCI non supporté (voir le paragraphe sur le DLCI)

une trame dépassant la taille configurée entre l’utilisateur et le réseau une trame ne possédant pas une entête ou une en-queue

4.6. Procédure de connexion et mise en place des Circuits Virtuels

La signalisation d’échange entre ETTD et ETCD repose sur celle définie par

le RNIS (IUT-T Q.933) qui permet d’ouvrir et de fermer des circuits virtuelscommutés (CVC). Les circuits virtuels permanents (CVP) sont également supportés.

Le contrôle du réseau est effectué par un plan spécifique : le plan decontrôle. Cela à pour but de simplifier le fonctionnement des nœuds intermédiairesqui n’ont plus à prendre en compte les fonctions liées à la mise en place, aumaintien et la libération de la liaison virtuelle.

Les liaisons virtuelles peuvent être permanentes ou commutées. Uneliaison virtuelle permanente est l’équivalent d’une liaison louée avec la possibilité defluctuation plus importante que sur une liaison spécialisée. Les liaisons virtuellescommutées sont mises en place sur mesure, la demande de l’utilisateur. Deux cassont prévus dans les normes pour effectuer une demande de connexion selon que

le commutateur public d’accès au réseau en Relais de Trames possède ou non lapossibilité de traiter des trames.

La connexion à mettre en place entre l’utilisateur et le réseau peut être à lademande, c’est à dire en mode commuté ou en mode permanent. Une fois laconnexion acceptée, il faudra établir une liaison virtuelle. Pour la mise en place dela connexion réseau, il faut revenir au deux possibilités définies ci dessus.

Dans le premier cas (Le commutateur peut traiter les trames), si laconnexion s’effectue sur le canal B, la procédure normale utilisée dans le RNIS estla mise en route par l’intermédiaire du canal D (recommandation Q.921). Si laconnexion s’effectue par le canal D dans un mode commuté uniquement, de

nouveau la procédure classique sur le canal D est choisie réaliser cette demande.

Dans le second cas, (le commutateur ne peut traiter les trames) Les accèssont uniquement effectués par les canaux B et suivent la procédure classique parcanal D.

Une fois la connexion mise en place, il faut établir la liaison virtuelle. Dansle premier cas, on inclut la demande dans une trame LAP-D avec une valeur duSAPI mise à 0 pour indiquer que la trame LAP-D transporte de la supervision(recommandation I.451). Dans le second cas, on transporte la demande dans unetrame Q.922 avec un DLCI=0 sur le canal B.

4.7. L’interface LMI

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Le protocole Frame Relay comme décrit jusqu’à présent atteint les objectifsqui lui ont été fixés : c’est un mécanisme de transport de données à haute vitessequi offre la possibilité d’offrir de la bande passante à la demande pour sesutilisateurs. Comme le protocole est basé sur des PVC il n’y à pas besoin deprocédure et connexion et de déconnexion de circuits. Il n’y a pas non plus debesoin pour un contrôle de flux ou des mécanismes de recouvrement d’erreurs.

Frame Relay tel qu’il est décrit offre un mécanisme basique de transport dedonnées.

Malgré tout, le protocole tel qu’il est décrit ne permet pas un contrôle localou une gestion de l’interface, et il n’y a pas non plus de moyen pour que le systèmefinal détermine le statut de sa connexion. Pour ces raisons, les instances destandardisation ont inclus des mécanismes de signalisation dans le protocole.L’aspect important de ces protocoles de signalisation est qu’ils sont désignésuniquement pour compléter le protocole de base Frame Relay en tant quesupplément. Il est parfaitement possible d’implémenter une interface Frame Relayet de faire passer des données sans mécanisme de signalisation. Ils permettentsimplement à l’utilisateur d’obtenir plus d’information sur le statut du réseau et

sont donc considérés comme étant optionnels. Cette gestion se nomme LMI pourLocal Management Interface et passe par le DLCI 0.

Le but principal du LMI est de fournir à l’utilisateur le statut et lesinformations de configurations relatives aux PVC utilisés par l’interface FrameRelay. Le LMI est seulement utilisable au niveau des interfaces entre l’utilisateur etle réseau et inclus les fonctionnalités suivantes :

Notification de l’addition, de la suppression et de la présence de PVC au niveau del’interface

Notification de la disponibilité d’un PVC pré-configuré.

Un mécanisme de polling qui assure la continuité de la liaison.

Même si le LMI est considéré comme optionnel par les organismes denormalisation, beaucoup d'améliorations du Frame Relay ont été faites dans cettevoie et serviront à améliorer l’efficacité générale du protocole.

Pour résumer, l’extension LMI décrit :

Un certain nombre de message indiquant l’état du circuit virtuel (ouvert ou fermeintégrité)

L’adressage global (en option) permet au Relais de Trames de se comporter commeun réseau d’interconnexions pour les réseaux locaux.

La diffusion de groupe (broadcast), qui permet d’envoyer une trame à plusieursdestinataires, fonctionnalité requise par les protocoles de routage et de résolutiond’adresses utilisées dans les réseaux locaux

Un control de type simple XON/XOFF pour les couches supérieures ne pouvantinterpréter les informations de congestion du Relais de Trames.

Un message LMI étend l’en-tête de 4 octets suivi d’un champ longueurvariable. Le format et le codage d’un message LMI sont basés sur les spécificationsde la norme ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUT) T1S1.

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UII = Unumbered Information Indicator

Document : Extension LMI du Relais de Trames

Il y à 3 différents mécanismes de signalisation à l’intérieur du LMI :

signalisation unidirectionnelle (utilisée en UNI) signalisation bidirectionnelle (utilisée en NNI) signalisation asynchrone (conseillée en cas d’utilisation de PVC et de SVC sur la

même connexion)

La signalisation unidirectionnelle est la forme basique de polling du LMI, etun mécanisme de signalisation non balancé ou le réseau et l’utilisateur utilisent desmessages différents. Le bidirectionnel est une forme spéciale de la signalisationunidirectionnelle dans laquelle le réseau et l’utilisateur utilisent tous les deux lesmêmes procédures. La signalisation asynchrone est une forme différente deprocédure qui ne se base pas sur des séquences de polling.

4.7.1. Signalisation unidirectionnelle

Le LMI unidirectionnel basique est constitué de 2 messages : STATUS etSTATUS ENQUIRY. Ils sont utilisés pour réaliser différentes activités au sein du LMI,incluant une vérification d’intégration du lien, la notification de l’addition ou de lalibération d’un PVC et la notification de disponibilité d’un PVC.

Le LMI implémente une procédure de polling périodique (aussi appelée “heartbeat process ”) qui est un mécanisme pour passer les messages de statutsentre l’utilisateur et le réseau. Chaque T391 (paramètre configurable de 5 à 30s etpar défaut à 10s) secondes, l’utilisateur envoie un STATUS ENQUIRY au réseau. CeSTATUS ENQUIRY demande une réponse au réseau pour confirmer l’intégrité dulien. Le réseau répond en envoyant un message STATUS contenant les élémentsd’informations sur l’intégrité du lien.

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Un compteur est mis à jour avec le nombre de cycles de polling qui ont eulieu. Après N391 (paramètre configurable de 1 à 255 et par défaut à 6) STATUSENQUIRIES, l’utilisateur demande un statut complet à la place d’une simpleintégrité du lien. Le réseau répond alors avec un message STATUS qui fournit leséléments d’informations pour chaque PVC configuré sur cette liaison Frame Relay.Si un élément d’information sur un PVC est manquant du rapport de statut, cela

doit être interprété comme une libération du PVC de l’interface Frame Relay.

4.7.2. Signalisation bidirectionnelle

Dans la partie précédente, les STATUS ENQUIRY provenaient de l’utilisateur(ou du DTE) et les messages STATUS provenaient du réseau (ou du DCE). Ce typede procédure peut convenir à beaucoup d’applications mais un protocole balancéest préférable pour garder un meilleur équilibre entre les 2 côtés de l’interface.

Les procédures bidirectionnelles sont considérées comme étant une

spécification optionnelle du Frame Relay et ne sont utilisées que dans le casd’accords bilatéraux. Ces procédures bidirectionnelles sont principalement utiliséesdans le cadre de différents réseaux physiques (via l’interface NNI que nous verronspar la suite) ce qui permet à chaque réseau d’interroger l’autre pour avoir desinformations de statut.

Les procédures bidirectionnelles sont très proches de cellesunidirectionnelles vues précédemment : elles ne diffèrent qu’en un seul point : lesmessages STATUS ENQUIRY et STATUS sont générés par les 2 côtés de l’interface.

Les procédures bidirectionnelles sont utiles dans les situations où leséquipements réseau doivent interagir (entre des commutateurs Frame Relay par

exemple) ou entre des réseaux Frame Relay (via l’interface NNI).

4.7.3. Signalisation asynchrone

L’une des faiblesses du protocole LMI est le délai qu’il met à informerl’utilisateur (ou le réseau) de changements concernant les PVC. Par exemple : si lescompteurs de scrutation sont réglés par défaut il peut s’écouler 60 secondes avantque l’utilisateur soit informé de l’état inactif d’un PVC. Bien évidemment pendantces 60 secondes, l’utilisateur aura envoyé des informations (avec un CIR de256Kbps cela équivaut à environ 14Mbits de données).

C’est pour cette raison que l’on a créé les messages de mise à jourasynchrone. Cela consiste en des messages standards STATUS ENQUIRY et STATUSmais envoyés dès que le statut d’un PVC change. Les messages à mise à jourasynchrone contiennent des informations sur un unique PVC (celui dont le statut achangé).

Ce type de message peut être utilisé à la place des modes bidirectionnelsou unidirectionnels grâce à des accords entre les 2 parties qui opèrent sur laconnexion Frame Relay. Malgré tout, quand les SVC et les PVC opèrent sur la mêmeconnexion réseau, il est recommandé que seulement les types de messagesasynchrones soient utilisés pour faire passer les informations sur les changements

de statuts des circuits.

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4.8. User Network Interface et Network to Network Interface

Précédemment nous avons étudié l’interface UNI (User to NetworkInterface). UNI est une interface qui permet aux utilisateurs d’accéder à un réseauFrame Relay public ou privé et d’établir un chemin de Communication à l’intérieur

du même réseau.

Document : User Network Interface – Network to Network Interface

Pour étendre l’utilisation du protocole Frame Relay, et pour rendrepossible les connexions entre différents réseaux Frame Relay, il a été nécessaire defournir une méthode d’interconnexion entre réseaux Frame Relay. Ces différents

réseaux Frame Relay peuvent être considérés comme étant des sous-réseaux àl’intérieur d’un plus grand réseau.

Les interconnexions sont notamment nécessaires dans les domainessuivant :

Services Frame Relay public (exemple : Transpac) fourni par un opérateur public ouun fournisseur à valeur ajoutée

Des réseaux de transit fournis par un opérateur ou un fournisseur à valeur ajoutéepour interconnecter 2 réseaux Frame Relay

Des réseaux Frame Relay privés utilisés par des compagnies privées pour leurs

propres services Frame Relay

On peut localiser l’interface NNI au niveau des points suivants :

Entre un réseau public Frame Relay et un réseau public Frame Relay de transit Entre un réseau public Frame Relay de transit et un autre réseau public Frame Relay

de transit Entre un réseau privé Frame Relay et un réseau public Frame Relay de transit Entre un réseau privé Frame Relay et un réseau public Frame Relay Entre 2 réseaux privés Frame Relay

Le NNI à été conçu pour fournir une interface efficace entre 2 sous-réseaux

Frame Relay. Le NNI traite les transferts de données à grande vitesse, la gestiondes congestions et le transfert et la signalisation de la disponibilité des PVC. Le NNI

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est basé sur les mêmes standards que l’UNI à part que le NNI nécessite un LMIbidirectionnel et le mode asynchrone est fortement recommandé.

Le NNI est basé sur le concept des segments de PVC : chaque segmentcontient un réseau complet et est lié par un UNI d’un côté et un NNI de l’autre oupar un NNI des 2 côtés. En voici un exemple :

On appelle PVC multi-réseaux la concaténation de 2 ou plus segments dePVC. Sur un PVC multi-réseaux, les réseaux Frame Relay opéreront à la fois du côtéutilisateur et du côté réseau. Au niveau de l’UNI, le réseau opérera avec desprocédures côté réseau (en répondant au message STATUS ENQUIRY).

Au niveau du NNI, le réseau opérera à la fois du côté utilisateur et du côtéréseau simultanément (en répondant aux messages STATUS ENQUIRY et STATUS).C’est donc un service bidirectionnel qui est requis pour le NNI.

En plus des procédures bidirectionnelles, le NNI peut être capable desupporter les procédures de messages asynchrones dans chaque direction pour

obtenir une mise à jour des statuts en temps réel quand cela est nécessaire.

Il faut aussi noter que le NNI utilise lui aussi un adressage local avec desDLCI différents à chaque interface (UNI ou NNI).

Comme le NNI implémente des procédures bidirectionnelles, il doit aussiimplémenter les timers et compteurs associés. Le NNI implémente des compteurset des timers séparés pour chaque direction à l’intérieur du NNI, et garde aussi unnombre de séquences séparées pour le mécanisme de vérification du lien pourchaque direction. Malgré tout il est fortement recommandé que le NNI implémenteles mêmes valeurs pour les timers et les compteurs de chaque côté du NNI (lecompteur de polling, N391, peut lui être différent).

I. Circuit Virtuel Commuté (SVC) et Circuit Virtuel Permanent (PVC)

Il est communément admis que pour que le Frame Relay devienne unprotocole de communication répandu, des méthodes de mise en place et dedéconnexion de circuits sont requises. Cela permettra aux utilisateurs d’utiliser leFrame Relay pour des objectifs autres que l’interconnexion de réseaux, et de fairepasser du trafic pour des destinations différentes un peu à la manière d’un réseauX25.

Même si les SVC (CVC en français) sont un concept simple, leurimplémentation est loin d’être simple. Le protocole SVC est basé sur un sous-ensemble du protocole de signalisation RNIS Q.933 (‘Signalling Specification for

Frame Mode Bearer Service’).

Tous les messages qui sont utilisés dans les procédures SVC passent par leUNI sur le canal de signalisation (canal 0), et non sur celui de l’utilisateur. Lesmessages qui sont envoyés à travers ce canal sont formatés de la même manièreque les messages LMI. Par contre pour les procédures SVC le champ référenced’appel qui était auparavant vide est maintenant utilisé.

Nous terminerons cette introduction sur le fonctionnement des CircuitsVirtuels par 2 schémas qui montrent comment s’effectue la vérification d’une liaisonde type CVP ainsi que l’établissement d’un appel sur un Circuit Virtuel Commuté

(SVC).

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Document : PVC / Scrutation périodique 5 à 30 secondes

Document : SVC / Etablissement de la connexion

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5. Conclusion

Actuellement, le relais de trames s’implante facilement dans de nombreux

milieux. En effet, c’est une technique très souple et peu onéreuse. D’autre part, lesperformances ont considérablement augmenté et l’on peut atteindre des débitsacceptables pour les applications demandant des trafics importants.

De plus le relais de trames s’est particulièrement bien implanté enAmérique du Nord et est en pleine explosion en Europe notamment pourl’interconnexion de site distant de type intranet. Les entreprises ont donc lapossibilité de créer de toutes pièces un réseau privé à des coûts très acceptablesavec des performances bien supérieures à ce que l’on peut obtenir dans le cadreclassique de la recommandation X25.

L’exemple de Réseau d’Entreprise Voix-Données en relais de Trames, tel

qu’il est présenté ci-dessous, permet une réduction de la facture due à deuxfacteurs : Les Coûts des Abonnements et les Prix des Télécoms.

On assiste à une réduction des coûts Voix et Fax de l’ordre de 60% ainsiqu’à une migration vers les réseaux multiservices hauts débits. Le Frame Relay a

donc un bel avenir devant lui. La Technologie est au point et la qualité de serviceest efficace.

Le relais de trames n’est pourtant qu’une technique intermédiaire, car c’estle réseau large bande capable de réaliser l’intégration de l’ensemble des médias quiest le réseau cible pour l’ensemble des opérateurs.

La technique à long terme est l’ATM (Asynchronous Transfer Mode), ATMest une technologie aujourd’hui chère et complexe qui offre des débits allant de 2Mbits/s à 34 Mbits/s, 155 Mbits/s voir 622 Mbits/s. De son côté, le relais de tramesest surtout utilisé entre 64 Kbits/s et 2 Mbits/s même si des débits plus importantspeuvent être atteints. Le relais de trames fonctionne donc dans une plage de débits

correspondant aux besoins actuels.

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6. Bibliographie et glossaire

6.1. Sites Web

Organismes de normalisation et Consortium

Frame Relay Forum

http://www.frforum.com

http://frame-relay.indiana.edu

Frame Relay Ressources

http://www.mot.com/MIMS/ISG/tech/frame-relay/ressources.html

http://www.protocols.com

http://www.alliancedatacom.com/frame-relay-white-papers.asp

Equipementiers autour du Frame Relay

Communications & Systems

http://www.cie-signaux.fr

Motorola

http://www.motorola.com

Opérateurs Télécoms

France Télécom

http://www.francetelecom.fr

Siris

http://www.siris.fr

Global One

http://www.global-one.net

MCI-Worldcom

http://www.mciworldcom.fr

24

http://www.frforum.com/

http://frame-relay.indiana.edu/



http://frame-relay.indiana.edu/

http://www.frforum.com/



Equant

http://www.equant.com

Infonet

http://www.infonet.com

6.2. Glossaire général

ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUT) (American NationalStandard Institute) :

C’est un organisme qui développe et publie des standards pour les USA.ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUT) a publié des standards

pour la compression de la voix, pour les réseaux.

Bc (Committed Burst Size) :

Le flot maximum de données (en bits) que le réseau autorise à transférer,dans des conditions normales, pendant un intervalle de temps T.

Be (Excess Burst Size) :

Be est le maximum de données durant la période T que l'utilisateur peutexcéder au-dessus de Bc.

BECN (Backward Explicit Congestion Notification) :

Il s'agit d'un bit positionné par le réseau Relais de Trames pour indiquer àun DTE (ETTD) que la procédure pour éviter une congestion est initialisée.

CIR (Committed Information Rate) :

Il s’agit du débit moyen que le réseau garantit à la connexion sur un intervalle detemps T.

CVC (Circuit Virtuel Commute) :

Ces circuits sont établis dynamiquement à la demande de l’abonne.

CVP (Circuit Virtuel Permanent) :

Service de transmission point à point équivalent à une liaison spécialisée.Ce type de

liaison est établi administrativement au moment de l’abonnement.

DE (Discard Eligibility) :

Le bit DE sert à indiquer que les trames qui ont été envoyées en excès duCIR, peuvent

être retirées si nécessaire.

DLCI (Data Link Connexion Identifier) :

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Champ d’information faisant partie du champ d’adresse et servant àreconnaître à quel

circuit logique appartient la trame.

FCS :

Le Frame Check Séquence est utilisé pour contrôler que la trame à étéreçue sans

erreurs et consiste en deux octets contenant un code cyclique redondantutilisant le

polynôme générateur de l’UIT-T.

FRAD :

Relais de Trames Access Device, matériel qui formate les données d'autresréseaux

pour leur utilisation sur un réseau Relais de Trames.

HDLC (High Level Data Link Control) :

Famille de protocoles évolués orientés bit (pas de notion de caractère)fonctionnant en

mode synchrone bidirectionnel, utilisant une procédure de sécurité de typecode cyclique

et une anticipation des échanges (envoi des trames sans attendre lesaccusés de

réception) permettant d'optimiser les lignes. Ce type de protocolenormalisé par l'ISO est

très utilisé, notamment dans les réseaux X.25 ou le RNIS.

LAPB (Link Access Procedure Balanced) :

Version avancée de HDLC. Utilisée dans la commutation de paquets deréseaux X25.

LAP-D (Link Access Procedure on the D-Channel) :

LAP-D est un HDLC dérivé utilisé par RNIS sur lequel est basé le Relais deTrames.

LMI :

Local Management Interface. Le protocole LMI sert à contrôler etcommander la connexion entre l'utilisateur et le réseau. Il s'assure que lelien entre le réseau et l'utilisateur est actif. Il enregistre l'ajout et lasuppression des PVC (Permanent Virtual Circuit ). Enfin il délivre desmessages d'état sur la disponibilité des circuits à intervalle régulier.

NNI :

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Le NNI est désigné pour faire office d'interface entre 2 sous-réseaux Relaisde Trames. Le but du NNI est le transfert de données à haute vitesse,congestion, et le transfert d'informations de circuit.

SDLC (Synchronous Data Link Control) :

Protocole développé par IBM dans le cadre de son architecture SNA.Protocole orienté bit (pas de notion de caractère), il travaille en modesynchrone bidirectionnel avec contrôle de redondance cyclique. Il estl'ancêtre des protocoles HDLC dont il est très proche.

UNI :

Le Relais de Trames UNI est un protocole qui permet à l'utilisateurd'accéder à un réseau public ou privé et d'établir un chemin decommunication avec un autre utilisateur à l'intérieur du même réseau.

VITESSE D’ACCES :

La vitesse de l'accès détermine la rapidité avec laquelle l'utilisateur finalpeut envoyer ses données sur un réseau Relais de Trames.

QoS (Quality of Service) :

Ce terme, désigne spécifiquement la qualité de service d’un réseau. La QoSconsiste à garantir 4 paramètres : Le débit alloué à une application, le délaide sa traversée du réseau (latence), la variation des délais de traversée(gigue) et le nombre maximum de paquets perdus qu’elle peut tolérer.

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frame relay

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