الحلقة الدراسية 18
التقنيات المتقدمة للشبكات الواسعة
ثانيا:تقنية Frame Relay
سنتناول في هذا الدرس إن شاء الله البنود التالية :
1-تعريف تقنية Frame Relay.
2-وصف لخصائص هذه التقنية ومهام تحكمها.
3-وصف لكيفية تشغيل هذه التقنية.
4-سرد لمميزات هذه التقنية.
تعتبر تقنية Frame Relay من تقنيات تبديل الحزم Packet Switching والتي سبق شرحها ، وتوفر هذه التقنية تشبيكا سريعا ومرنا.
وهي تسمى بهذا الاسم لأن البيانات المرسلة يتم إرسالها على شكل وحدات تسمى إطارات Frames .
وقد طورت هذه التقنية لتحقيق اكبر استفادة من الاتصالات الرقمية وأسلاك الألياف البصرية ولهذا فهي توفر:
-اتصالات سريعا جدا.
2- موثوقية أعلى من وسائل تبديل الحزم التماثلية مثل X.25.
تتراوح سرعات نقل البيانات في هذه التقنية بين 56 كيلوبت في الثانية و45 ميجابت في الثانية.
المسئول عن تحديد عيارات هذه التقنية هي هيئات ANSI و CCITT/ITU بالإضافة إلى منتدى Frame Relay Forum وهو عبارة عن منتدى أبحاث يجمع بين منتجي ومزودي تقنية Frame Relay
.
وتتمثل الوظيفة الأساسية لهذه التقنية توفير سرعات عالية للربط بين الشبكات المحلية لتكوين شبكة واسعة.
توفر هذه التقنية خدمة موجهة Connection-Oriented ويتم ذلك بأعداد دائرة ظاهرية دائمة Permanent Virtual Circuit (PVC) بين الأجهزة المرسلة و المستقبلة.
تحدد PVC المسار الذي تسلكه البيانات بين الأجهزة المرسلة و المستقبلة عبر شبكة Frame Relay ، وهي تسمى ظاهرية لأن الاتصال بين الأجهزة لا يكون مباشرا بل يمر عبر نظام من التنقلات عبر الشبكة
توفر هذه التقنية خدمة موجهة Connection-Oriented ويتم ذلك بأعداد دائرة ظاهرية دائمة Permanent Virtual Circuit (PVC) بين الأجهزة المرسلة و المستقبلة.
تحدد PVC المسار الذي تسلكه البيانات بين الأجهزة المرسلة و المستقبلة عبر شبكة Frame Relay ، وهي تسمى ظاهرية لأن الاتصال بين الأجهزة لايكون مباشرا بل يمر عبر نظام من التنقلات عبر الشبكة
يتم تعريف PVC المتواجد بين أي موقعين على شبكة Frame Relay بواسطة أرقام على طرفي الاتصال ، يطلق على هذه الأرقام اسم (DLCI ) Data Link Connection Identifiers وهي تعمل نفس عمل العناوين في النظام البريدي . انظر
الصورة.
بما آن أغلب شبكات LAN ترسل البيانات عبر شبكات WAN خلال فترات متفاوتة وغير منتظمة فإنها لاتحتاج وصول ثابت ومستمر شبكة Frame Relay ، مما يعني أن سعة نطاق الشبكة من الممكن تشاركها من قبل عدة PVC مختلفة انظر الصورة.
لتوزيع سعة النطاق بين الشبكات النشطة تستخدم Frame Relay تقنية نسمى (SPM ( StatisticaI PacKet MuItipIexing وتضمن هذه التقنية سعة نطاق محددة لكل شبكة وتسمى هذه السعة.
CIR )) Committed Information Rate ولكن إذا احتاجت الشبكة سعة نطاق أكبر فتستطيع الحصول عليها إذا توفرت ، بمعنى إذا لم تكن الشبكة الواسعة تعاني من ازدحام فإن أي شبكة محلية تستطيع الحصول على سعة نطاق أكبر من السعة المخصصة له.
تتمتع تقنية RaIaY Frame بفعالية كبيرة وذلك نظرالما يلي :
1- الإلية المبسطة لتوجيه البيانات.
2- نظام محكم للتحكم بتدفق البيانات.
3- عدم الحاجة للتحكم معقد بمعالجة الأخطاء.
تتم عملية الانضمام لشبكة Frame relay وفقا للخطوات التالية:
- 1 يتم الحصول على إذن من مزود الخدمة.
2 – يقوم مزود الخدمة بتعيين عناوين .
3-عندما تريد شبكة محلية ما بإرسال البيانات إلى شبكة أخرى عبر frame relay فإنها تقوم بتحديد الدائرة الظاهرية PVC التي على البيانات أن تنتقل خلالها.
4- يتم بعدها اضافة عناوين المرسل والمستقبل الى كل إطار Frame يتم إرساله.
5 – عندما يصل الإطار إلى أي نقطة تبديل Switch ،يتم قراءة عنوان DLCI المستقبل ، و المسار الذي يسلكه ثم يتم توجيه الإطار وفقا لوجهته المناسبة .. انظر الصورة.
تسلك الإطارات نفس المسار بين المرسل والمستقبل بنفس التتابع مما يعني أنه ليست هناك أي قرارات توجيه منقطة بنقاط التبديل في المسار يرسم ويعد قبل الإرسال وبالتالي ليست هناك آي مشكلة بخصوص تتابع البيانات المستقبلة
,ولكن ينتج عما سبق عيب واضح لهذه التقنية وهو انه في حال ازدحام احد المسارات على الشبكة ليست هناك أي طريقة لإعادة توجيه البيانات الى مسارات غير مزدحمة ، ولحل هذه المشكلة تستخدم هذه التقنية إليه تسمى In-Band Congestion SignIng حيث تقوم الشبكة عندما تعاني من ازدحام بتوجيه تحذيرات الى الاجهزة المرسلة تعلمها بالمسارات التي تعاني من ازدحام لكي يتم تفاديها.
اذا وصلت الشبكة الى مرحلة الاشباع فإنها تقوم بالتخلص من الإطارات التي لاتستطيع نقلها أو التي تكتشف أنها معطوبة ، وعند وصول الاطارات الى الكمبيوتر المستقبل سيكتشف من تتابع الاطارات أن هناك بعض الإطارات المفقودة عندها يقوم الجهاز المستقبل بالطلب من الجهاز المرسل أن يعيد إرسال الإطارات التي تم التخلص منها أثناء الازدحام الشديد للشركة.
نلاحظ مما سبق أن الاجهزة هي المسئولة عن معالجة الأخطاء وليس الشبكة مما يخفف العبء عن الشبكة ويحسن أداءها.
تقوم Frame RelaY بالتخلص من الإطارات على الشبكة في الحالات التالية :
1- اذا كانت الاطارات معطوبة او تحتوي على أخطاء.
2- إذا كان طول الإطار يتجاوز الطول المعتمد.
3- كمية البيانات المرسلة أكبر مما هو متفق عليه وهذا في حالة الازدحام على الشبكة.
يستخدم زبائن Frame RelaY لادارة اتصالهم بالشبكة جهازا يسمى واجهة الإدارة المحلية أو Local Management Interface(LMI) والذي يقوم بما يلي :
1-يرسل طلبات للاستعلام عن حالة الشبكة
2-يستقبل ويعالج الردود على هذه الطلبات
وهذا الجهاز هو للمراقبة وجمع المعلومات فقط
تنقسم شبكات Frame Relay الى قسمين :
1-شبكات واسعة عامة
2-شبكات واسعة خاصة
النوع الأول يتم توفيره من قبل شركات الاتصال ويتم تأجير خطوط للمستخدمين الراغبين بالاستفادة من خدمة Frame Relay ولتحقيق الاتصال لابد من توفر ما يلي :
CTE-)- 1 Customer Termination Equipment
2- PVC رقمي مستاجر
3-نقطة خدمة Frame Relay Service Point
يعتبر CTE هو الجهاز الذي يربط بين موقع الزبون و شبكة Frame Relay
يأتي CTE على عدة أشكال وهذا يتضمن :
1_ موجه Router
2_ جسر Bridge
3_ جهاز وصول مستقل Frame Relay Access Device
وايا شكله فلا بدله آن يدعم مقاييس وشروط خاصة الوصول لشبكة Frame Relay ويطلق على هذه مقاييس
User (UNI) Interface Network
يصل CTE بخط مستاجر تتراوح سرعته بين 56 كيلوبت و 5440 1ميجابت في الثانية ويتصل هذا الخط بدوره بالشبكة من خلال منفذ وصول يسمى Port Frame Relay Access والذي يتصل بدوره بنقطة تبديل Frame Relay Port 0
لكي ندرك أهمية استخدام هذه التقنية ، لنفترض أن لدينا شركة لها أربعة فروع في أماكن متباعدة ، لربط هذه الفروع معا ومع المركز الرئيسي دون استخدام تقنية Frame Relay فإنه يلزمنا استئجار عشرة خطوط للربط بين جميع الفروع معا انظر الصورة 0
إما باستخدام Frame Relay فكل ما نحتاجه هو استئجار خط قصير لربط كل فرع باقري مزود خدمة Frame Relay
لنعرض بعض مميزات هذه التقنية:
1 توفر خيارا أسرع وأقل تكلفة من شبكة ISDN و الخطوط المستاجرة
2 القدرة على نقل أنواع مختلفة من الإشارات
3 التوزيع الديناميكي لسعة النطاق
4 الحاجة الى إدارة ابسط واقل تعقيدا من التقنيات الأخرى
ملخص الدرس :
تستخدم Frame Relay الاتصالات الرقمية و أسلاك الألياف البصرية و تتراوح سرعتها بين 56 كيلوبت في الثانية و 45 ميجابت في الثانية وهي تنقسم الى نوعين شبكات عامة وشبكات خاصة ولا تحتاج الى ادارة معقدة نظر البساطة عملها
سيكون الدرس القادم إن شاء الله بعنوان التقنيات المتقدمة للشبكات الواسعة : ثالثا :تقنية ATM
