Frame Relay 1°partie - Magique/Cours/Réseaux/Frame Relay... · Interconnexion d’équipements en…

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  • 28/09/2004 1.1

    Prsentation

    Ces transparents ont Ces transparents ont tt crits par Jean Pierre RIOUALcrits par Jean Pierre RIOUALjprioualjprioual@iutsm.univ@iutsm.univ--rennes1.frrennes1.fr

    Frame Relay1partie

  • 28/09/2004 1.2

  • 28/09/2004 1.3

    Objectifs de la formation

    Prsenter le protocole Frame Relay et les protocoles associs

    Prsenter et dcrire quelques changes

    Prsentation les concepts de base des rseaux FR

    Prparer l'intgration d'quipements dans les rseaux FR

  • 28/09/2004 1.4

  • 28/09/2004 1.5

    Plan de la formation

    Contexte des rseaux dentreprise

    Evolution des rseaux tendus

    Prsentation des diffrents services

    Rappel HDLC / X.25

    Niveau physique

    Niveau liaison

    Niveau rseau

    Introduction au Frame Relay

    Transfert de donnes

    Rgles de gestion du trafic

    Signalisation Frame Relay Etude du protocole LMI

    Structure des trames

    Exemples dchange

    Performance des applications rseaux Adaptation des rseaux IP aux applications

    Priorits des flux

    Encapsulation XOT

    Installation de routeurs sur FR

    Synthse

  • 28/09/2004 1.6

  • 28/09/2004 1.7

    Contexte des rseaux d'entreprises

    Evolution des rseaux tendus Une connectivit permanente est ncessaireLa demande en dbit double tous les 6 mois

    Prsentation des diffrents servicesOffres disponibles sur le territoirevolution de la tarification

  • 28/09/2004 1.8

    Loffre France Telecom en transmission de donnes

    Loffre en transmission de donnes est domine par trois services TRANSFIX : liaisons spcialises numriques TRANSPAC : X.25, FR, VSAT, IP FT : ADSL, RNIS, RTCP, ATM/SDH, INTERLAN, INTERSAN

    Dautres alternatives sont disponibles au plan international AT&T, Unisource , Equant, Cable & Wireless, ...

    Dautres alternatives seront disponibles au plan national Cegetel, Siris, Colt, Completel...

  • 28/09/2004 1.9

    Loffre France Telecom en transmission de donnes

    France Telecom propose le service tlphonique analogique & numrique Accs analogiques : RTCP (BP 3,1 Khz ) Accs de base RNIS: 144 Kbps (2 canaux B 64 K, un canal D 16 K) Accs primaire RNIS: 2,048 Mbps (15 30 canaux B, un canal D 64 K) Le cot mensuel est bas sur le type daccs, la dure et sur la distance

    TRANSFIX propose un service de liaisons spcialises numriques Dbit nominal hauts dbits : 64 Kbps 2,048 Mbps Dbit nominal trs hauts dbits : 8 34 Mbps Le cot forfaitaire mensuel est bas sur le dbit et sur la distance

    Offre sur mesure Haut Dbits ATM : Dbit nominal : 155- 622 Mbps, 2.5Gbps InterLAN Ethernet : 10/100/1000 Mbps

    Loffre ADSL Nettissimo 1/2: Orient grand public/ PME, dbit nominal 512/1024 Kbps Turbo DSL / SDSL: Offre aux entreprises, dbit nominal 1,2 - 2 - 4 Mbps Le cot forfaitaire mensuel est bas sur le dbit et sur la distance

    TRANSPAC propose un service X25, FR, IP, VPN-MPLS Bas sur les supports physiques disponibles Cot bas sur le dbit et sur le volume, tend vers le forfait.

  • 28/09/2004 1.10

    Motivations pour le Frame Relay

    Besoins de rseaux de transport haut dbit de donnesLes LAN fonctionnent des dbits compris entre 10 Mbps et 10 GbpsLinterconnexion des LAN est ncessaire

    Les solutions antrieures ne sont pas satisfaisantesles liaisons spcialises sont coteusesles dbits X25 gnralement faibles amnent des dlais de transit importants, et variables

    Les services supports des rseaux numriques sont plus performantstaux d'erreurs faibles 10-8

    support de dbits importants en transmission et commutation Interconnexion avec des Rseaux FR et ATM

  • 28/09/2004 1.11

    Evolutions des rseaux en technologie FR

    Lapport de la technologie FRHauts dbits 64K 8 Mbps Dlais de transit courts ~ 50 ms (national) 200 ms (international)

    Architecture cibleInterconnexion de rseaux locauxInterconnexion dquipements en environnement IBM/SNAMigration de rseaux LS et X.25Transport de la voix et de la vidoApplications de rseaux fdrateurs multiprotocoles

    Type de traficAdapt aux applications trafic sporadiquesConvenable pour le transfert de fichiers haut dbitConvenable pour les applications de type transactionnel

  • 28/09/2004 1.12

    Evolution du march Frame Relay

    March Frame Relay en France

    0

    200

    400

    600

    800

    1 000

    1 200

    1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

    MF F

  • 28/09/2004 1.13

    Services FR offerts par les oprateurs

    EQUANTPrsence dans 220 payscouverture FR de 57 paysOffre base sur des commutateurs NORTEL

    IBMOffre base sur des commutateurs ATM IBM 2220

    UNISOURCEOffre base sur des commutateurs Statacom IPXpasserelle NNI avec oprateurs du consortium Unisource

    MCIOffre base sur des commutateurs Bay Networks

    AT&T couverture de 34 pays (Concert)Offre base sur des commutateurs Statacom IPX

  • 28/09/2004 1.14

    Tarification

    Un forfait dinstallation

    Cot de la boucle daccs du premier nud Habituellement un abonnement mensuel bas sur la distance Habituellement au mme tarif quune Ligne Loue 56/64 Kbps

    Cot du port de connexion Habituellement un cot mensuel bas sur 56/64 Kbps ou N x 56/64

    Cot du CVP et du CIR Chaque fournisseur de service a sa mthode

  • 28/09/2004 1.15

    Elments de prix du relais de trames1. Boucle Locale daccs: ligne loue de 64 Kbps 2,048 Mbps 2. Port de connexion: Port dbit ddi3. Committed Information Rate: mesure base sur la dure dune salve de paquets au

    dbit de la liaison daccs 4. Circuit Virtuel Permanent: (DLC) Connexion dfinie entre deux extrmits5. Distance: distance vol doiseau entre les POP (Points of Presence)

    ATM

    CVP LS

    FR UNI

    FR UNI

    FRAME RELAY

    LS

    1-2 3-4-5 1-2

  • 28/09/2004 1.16

    Avantages du Frame Relay

    Convient tout particulirement aux conceptions des protocoles des LANTaille de trame variable jusqu 4096 octetsMoins dune trame sur 10 000 perdue

    La squence de trames est prserve sans duplicationPas parfaitpas de mcanisme de diffusion et dlai de propagation important

    Bande passante la demandeSeule la bande passante ncessaire est facture (CIR)Le CIR peut tre dpass si le rseau nest pas saturDe multiples connexions simultanes peuvent dynamiquement grer la mme liaison daccs

    Interface facile implmenterPas de temporisateurs, compteurs, ou de numros de squences maintenirLutilisation du processeur est minimaleLe rsultat est de la performance leve un prix raisonnable

  • 28/09/2004 1.17

    Compromis avec le Frame RelayDfinition du CIR (Committed Information Rate)

    Certains oprateurs veulent fournir une moyenne pendant de courtes priodes de temps (x 100 ms)Or les pointes de trafic des LAN durent typiquement quelques secondes

    Ncessite des liaisons daccs de qualit numriquePas disponible dans tous les paysPas disponible sur tous les sites

    Le contrle de la congestion et des CVC volue encorePeut ncessiter la mise niveau du logiciel et du matriel Ltat de lart actuel ne propose pas de contrle de flux

    Linteroprabilit entre les fournisseurs de services peut poser des problmes

    Ncessite que tous les utilisateurs sabonnent au mme oprateurFournit des lots de connectivit

  • 28/09/2004 1.18

    Service Level AgreementDfinition de la QOS dun service offert

    Certains oprateurs diffrencie la qualit de service selon loffreOffre Gold, SilverGTR 2 4 8 24 h

    Elments dapprciation du SLAFrame Transfer DelayFrame Delivery RatioData Delivery RatioService Availability

    Domaine de mesure End to End : inclus linterface du client, premier bit sorti, dernier bit entrEdge to Edge : Exlus le dbit de linterface, dernier bit entr, premier sortiEdge to Edge Egress-queue : exlusion du dbit de linterface client et des files dattente en sortie vers le client

  • 28/09/2004 1.19

    Exemple dengagement sur SLA

    Causes probables du non respect du SLA Frame Transfer Delay: mauvais dimensionnement de bout en bout Frame Delivery Ratio : Congestion, CRC Erron, trafic > AIR Data Delivery Ratio : Saturation des files dattente Service Availability : pb liaisons, switch, configuration

    FTD ms9h-19h

    FTD ms 19h-9h

    FDR %CIR

    DDR %CIR

    30 99,9599,899,5

    60

    SA %PVC

    Rgional

    150

    2540150

    99,99 99,9National 99,9 99,5

    International 99,5 95

  • 28/09/2004 1.20

  • 28/09/2004 1.21

    Plan de la formation

    Contexte des rseaux dentreprise

    Evolution des rseaux tendus

    Prsentation des diffrents services

    Rappel HDLC / X.25

    Niveau physique

    Niveau liaison

    Niveau rseau

    Introduction au Frame Relay

    Transfert de donnes

    Rgles de gestion du trafic

    Signalisation Frame Relay Etude du protocole LMI

    Structure des trames

    Exemples dchange

    Performance des applications rseaux Adaptation des rseaux IP aux applications

    Priorits des flux

    Encapsulation XOT

    Installation de routeurs sur FR

    Synthse

  • 28/09/2004 1.22

  • 28/09/2004 1.23

    Comparaison des protocoles X.25 et FR

    Modle OSI

    Application

    Prsentation

    Session

    Transport

    Rseau

    Liaison

    Physique1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    Protocole X.25

    X.25

    LAPB

    Physique

    Protocole FR

    LAPF

    Physique

  • 28/09/2004 1.24

    X.25

    Organiser sur trois niveauxNiveau 1: Interfaces communes

    X21bis: V24/V28, V35, V11 X21: V11

    Niveau 2: Echange de trames LAPB Mode DTE/DCE Fentre Trame: K modulo 8 Temporisateurs : T1, T2

    Niveau 3: Echange de paquets Adresse rseau Fentre paquet : W Modulo 8 Longueur paquet 128, 256 Facilits : Taxation, GFA, Contrle de flux, Classe de dbit

  • 28/09/2004 1.25

    Accs physique V35 V11

    Plusieurs types d'interfaces sont disponibles

    Accs 64Kbps = X21, ou X24/V11 Connecteur ISO 4509 mle cot terminal, femelle cot modem 15 broches, dbits 0-10 Mbps, distance < 2000m Circuits lectriques quilibrs, double courant

    asymtrique

  • 28/09/2004 1.26

    Accs physique V24 V28

    Accs asynchrone

  • 28/09/2004 1.27

    HDLC: High-Level Data Link Control

    Norme internationale ISO Protocole orient-bit, transparent au codage de linformation

    Tous les protocoles de liaisons sries synchrones sont drivs de HDLCPlusieurs variations existent pour le support

    Des liaisons point point DX.25 : LAP, LAP A, LAP B, LAP X Du RNIS : LAP D Du FR : LAP F Des rseaux locaux IEEE 802.X Des connexions modem-vers-modem : LAP M Des liaisons entre routeurs : PPP

  • 28/09/2004 1.28

    Classes de fonctionnement HDLC

    . .

    Mode non quilibr

    Mode quilibr

    Avec scrutation Sans scrutation (asynchrone)

    Normal ResponseMode (NRM)

    AsynchronousResponse Mode

    (ARM)

    AsynchronousBalanced Mode

    (ABM)

    Secondaires

    Primaire SecondairePrimaire

    Primaire Secondaire

    Secondaire Primaire

  • 28/09/2004 1.29

    Format de la trame HDLC

    Fanion Fanion

    Champ de commandeChamp d'adresse

    Champ d'information

    Contrle d'erreurs

    Sens de transmission

  • 28/09/2004 1.30

    Rsum HDLC

    CoupleurHDLC

    Procduredaccs

    Couchesuprieure

    Insertion/Suppression de bits zro

    InfoA C

    Erreur

    CRCGnration / Vrification de CRC

    CRCInfoA C

    Info

    A C Traitement du protocole de

    niveau 2

    Info

    A C

    CRC?

    mission/Rceptiondune unit de

    protocole de niveau 3

    01111110110000001111101001111101100111001001111110

    Drivers

    Insertion/Suppression de drapeaux

    01111110110000001111101001111101100111001001111110

  • 28/09/2004 1.31

    Application au LAPB

    Le LAP B est le protocole daccs classique un rseau X25 priv ou publicStructure d'une trame LAPB

    Deux adresses seulement sont permises sur la liaison X.25 LAPBLe DTE est appel A (03 hexa)Le DCE est appel B (01 hexa)

    But:Reconnatre l'origine des trames Identifier les commandes et les rponses

    LAP B Commande Rponse

    DTE 01 03

    DCE 03 01

    Drapeau Adresse Contrle Information CRC Drapeau

    01111110 8 bits 8 bits Lg variable 16 bits 01111110

  • 28/09/2004 1.32

    X.25 Niveau 2MSB LSB8 7 6 5 4 3 2 1

    Format Commande Rponse CodageTransfertInformation

    I (information) N(R) P N(S) 0

    Supervision

    Numrotes

    RR (receiveready)

    RNR (receive notready)

    REJ (reject)

    RR (receiveready)

    RNR (receive notready)

    REJ (reject)

    N(R)

    N(R)

    N(R)

    P/F

    P/F

    P/F

    0 0 0 1

    0 1 0 1

    1 0 0 1

    NonNumrotes

    SABM (setasynchronous

    balanced mode)0 0 1 P 1 1 1 1

    DISC (disconnect) 0 1 0 P 0 0 1 1

    DM (disconnected mode) 0 0 0 F 1 1 1 1

    UA (unnumbered acknowledgement) 0 1 1 F 0 0 1 1

    FRMR (frame reject) 1 0 0 F 0 1 1 1

  • 28/09/2004 1.33

    Disc

    Disc P Ua F

    T1

    Trame errone ou perdue !

    T1

    Disc PUa FSabm

    Ua

    SabmTrame ignore

    Connexion niveau 2

    Connexion niveau 2

    Mise en uvre niveau 2

    Initialisation avec problmes de transmission

  • 28/09/2004 1.34

    Transfert d'Informations Typique

    RR 3

    N(R) N(S)

    Inf 0,0Inf 0,1Inf 0,2

    N(R) N(S)

    Inf 0,3Inf 0,4Inf 0,5

    Inf 4,0

    Inf 1,6

    Inf 2,7Inf 7,1

    RR 0

  • 28/09/2004 1.35

    Paramtres LAPB

    T1 : Temporisateur de retransmission2 x Temps de la + longue srialisation + Temps de propagation + Temps de traitement T2 + Marge scuritDe l'ordre de 1 2 secondes

    T2 : Temporisateur d'acquittementNe doit pas dpasser la valeur utilise pour dterminer T1De l'ordre de 150 ms la moiti de T1

    T3 : Temporisateur de dconnexionDoit tre au moins N2 x T1De l'ordre de 30 secondes

    N2 : Nombre maximum de retransmissionsSans limite, mais influence T3En gnral de 9 10

    N1 : Taille maximum d'une trame (bits)En-tte LAPB + CRC + Taille du plus long paquet X25Valeur minimum habituelle 135 octets = 1 080 bitsLa slection rapide et les paquets de 256 octets augmente le minimum 263 octets = 2 104 bitsDoit tre augment si squencement en modulo 128, procdure MLP, ou paquets de donnes > 256 octetsVoir annexe II de la recommandation X.25 pour en savoir plus

    K : Taille fentre trameLe DTE et le DCE ont besoin d'utiliser la mme valeurEn gnral entre 2 et 7

  • 28/09/2004 1.36

    Format gnral des paquets X.25

    Chaque paquet est transport dans le champ information dune trame LAPB

    L'entte paquet respecte le format suivant Les octets sont en squence numrique Chaque octet, LSB en tte

    GFI LGN

    LCN

    TYPE

    DATA

    Drapeau Adresse Contrle Information CRC Drapeau

  • 28/09/2004 1.37

    X25 Niveau 38 7 6 5 4 3 2 1

    Format CVC CVP DCE DTE Codage HexAppel x

    xAppel entrantCommunication tablie

    Appel sortantCommunicationaccepte

    0 0 0 00 0 0 0

    1 0 1 11 1 1 1

    0B0F

    Libration xx

    Indication de librationConfirmation de LIB DCE

    Demande de librationConfirmation de LIB DTE

    0 0 0 10 0 0 1

    0 0 1 10 1 1 1

    1317

    Donnes x x Donne DCE Donne DTE P(R) M P(S) 0

    Interruption xx

    xx

    Interruption DCEConfirmation d'interruption

    Interruption DTEConfirmationd'interruption

    0 0 1 00 0 1 0

    0 0 1 10 1 1 1

    2327

    Supervision x

    x

    x

    x

    x

    x

    RR (receive ready)

    RNR (receive not ready)

    REJ (reject)

    RR (receive ready)

    RNR (receive not ready)

    REJ (reject)

    P(R)

    P(R)

    P(R)

    0

    0

    0

    0 0 0 1

    0 1 0 1

    1 0 0 1

    X1

    X5

    X9

    Rinitialisation xx

    xx

    Indication de rinitConfirmation de rinit

    Demande de rinitConfirmation de rinit

    0 0 0 10 0 0 1

    1 0 1 11 1 1 1

    1B1F

    Reprise xx

    xx

    Indication de repriseConfirmation de reprise

    Demande de repriseConfirmation de reprise

    1 1 1 11 1 1 1

    1 0 1 11 1 1 1

    FBFF

    Diagnostic x x Diagnostic - 1 1 1 1 0 0 0 1 F1

    Enregistrement xx

    xx

    -Confirmationd'enregistrement

    demanded'enregistrement-

    1 1 1 11 1 1 1

    0 0 1 10 1 1 1

    F3F7

  • 28/09/2004 1.38

    Organisation des connexions

    Procdure d'initialisation d'un circuit virtuel

    Format du paquet d'appel

    8 7 6 5 4 3 2 1 Octets

    1

    1

    1

    1-162-19

    1-110

    0-160-128

    A DFF LGN

    LCN

    0 0 0 0 1 0 1 1

    ADRESSES

    FACILITES

    DONNEES UTILISATEUR

  • 28/09/2004 1.39

    Exemple d un paquet d appel HEXA Binaire

    GFI LGN 10 0001 0000

    LCN 09 0000 1001

    TYPE 0B 0000 1011

    Lg @t Lg @ 09 0000 1001

    adresse 16 0001 0110

    appele 20 0010 0000

    162 002 030 02 0000 0010

    03 0000 0011

    00 0000 0000

    Lg FAC 05 0000 0101

    Classe B : lg paquet 42 0100 0010

    appel vers appelant 256 08 0000 1000

    appelant vers appel 256 08 0000 1000

    Classe A : GFA 03 0000 0011

    Rang Local 1 : N absolu 350 01 0000 0001

    PID : Identificateur du PAD 01 0000 0001

    00...