Улучшение использования полосы пропускания с помощью ретрансляции кадров
Статьи / Локальные сети / Глава 6. Общие сведения о глобальных сетях / Сети с коммутацией пакетов / Улучшение использования полосы пропускания с помощью ретрансляции кадров

Ретрансляция кадров — наилучшая технология создания глобальных сетей. Почему именно ретрансляция кадров? Тому есть следующие причины.

● Ретрансляция кадров хорошо известна. Эта технология существует уже много лет.
● Такая технология пригодна для пульсирующей передачи данных именно того типа, который все еще используется в большинстве сетей, например, для передачи файлов.
● Высокая эффективность использования полосы пропускания.
● По сравнению с исходной реализацией скорость передачи в существующих версиях значительно повышена. Поэтому сети Frame Relay могут поддерживать потоки данных с высоким уровнем требований к качеству передачи.

Первоначально технология Frame Relay разрабатывалась как временное средство. Ее предполагалось использовать до завершения разработки жизнеспособной альтернативы выделенным линиям. Выделенная линия — это специальная частная линия связи для двухточечных соединений между компонентами глобальной сети (рис. 6.5). Каждому филиалу (В—Е) необходима линия связи с сервером корпорации, расположенным в офисе А.

Выделенные линии обеспечивают великолепную связь, однако (и это их единственный недостаток) чрезвычайно дороги, и чем их больше и выше скорость работы, тем выше стоимость. К тому же эти дорогостоящие линии никогда не используются постоянно, так что вам придется оплачивать немалую часть бесполезной (незанятой) полосы пропускания. Более медленные линии связи дешевле, но в этом случае вас ждут проблемы с производительностью.
Территория Соединенных Штатов охвачена высокоскоростной проводной сетью.
Почему бы не дать доступ людям к ее части совместно с прочими подписчиками, чтобы эффективнее использовать полосу пропускания? Именно в этом и состоит идея ретрансляции кадров — предоставить людям доступ к высокоскоростным линиям связи, позволяющим передавать данные с той же скоростью, что и по выделенным линиям. Однако они должны использовать их совместно, отсылая данные по виртуальным каналам, с тем чтобы два подписчика не мешали друг другу: Здесь нет физического двухточечного соединения, как в выделенных линиях, но; как показано на рис. 6.6, выглядит данное соединение точно так же. Фактически же, более эффективное использование полосы пропускания при ретрансляции кадров значительно повышает качество соединения в линиях с одинаковой пропускной способностью.

Благодаря более эффективному распределению полосы пропускания, сети с ретрансляцией кадров (frame relay networks) обеспечивают, по сравнению с выделенной линией, примерно двукратное ускорение передачи данных. Точное значение скорости зависит от фактической полосы пропускания канала. Чаще всего технология Frame Relay используется в линиях связи Т1 (1,55 Мбит/с) или 56К (56 Кбит/с), однако испытывалась она и на линиях ТЗ (45 Мбит/с). Доступность услуг со скоростями ТЗ — это вопрос из совершенно другой области, но сама технология существует.

Соперники Frame Relay

Ранее уже упоминалось, что технология ретрансляции кадров первоначально рассматривалась как переходная, временно применяемая взамен технологии выделенных линий. В качестве альтернативы предполагалось использовать службу коммутируемой мультимегабитной передачи данных (SMDS – Switched Multimegabit Data Service). Технология SMDS имела множество достоинств. Она была скоростной, допускала передачу данных до 45 Мбит/с, не требовала установки логического канала связи (чем достигалась большая гибкость сети) и хорошо приспособленной для передачи потоковых данных (streaming data). С другой стороны, технология Frame Relay допускала несколько меньшую скорость, предусматривала установку логического канала связи и более всего подходила для пульсирующей передачи (bursting transmission). В конце концов, даже средства речевой связи по сетям Frame Relay всё ещё разрабатываются.
Тем не менее, технология Frame Relay победила в сражении протоколов для глобальных сетей. И не потому, что имела лучшую архитектуру, а из-за низкой стоимости. Хотя SMDS не намного дороже, чем Frame Relay (если учесть доступную полосу пропускания), однако SMDS намного дороже в абсолютном выражении. Многие полагают, что высокая скорость соединения в глобальных сетях не стоит потраченных денег, поэтому ретрансляция кадров победила по определению.

Внутри облака

Технология Frame Relay предусматривает распределение полосы пропускания сети с помощью статистического мультиплексирования (statistical multiplexing). В этом случае полоса пропускания распределяется между пакетами, а не между пользователями. Различие заключается в следующем: если один канал разделяется на несколько виртуальных, то каждый из них занимает часть полосы пропускания, независимо от того, используется он, или нет. В большинстве случаев данные передаются по сети короткими пакетами, что делает использование значительной части полосы пропускания неэффективным (рис. 6.7).
Если же вместо разделения канала распределить полосу пропускания соответственно сетевому трафику, то получатель, которому необходима широкая полоса пропускания, получит ее. Кроме того, пользователи, которым не требуется широкая полоса, заполучить ее.
не смогут (рис. 6.8).

Если кадры всех подписчиков перемешаются в одной и той же сети с коммутацией пакетов, как же их рассортировать для отправки? Каждый кадр фиксируется согласно идентификатору соединения канала передачи данных (DLCI - Data Link Connection Identifier).
Идентификаторы DLCI работают как "погрузочная платформа", поскольку кадры направляются не по назначенному адресу, а в место, указанное DLCI. Когда кадр туда поступает, телефонная станция (telco box), соединяющая подписчика с сетью, исследует содержимое DLCI и определяет, соответствует ли DLCI адресу, который доступен подписчику.
Если адрес доступен, пакет пересылается по конечному назначению. Если же кадр попал сюда по ошибке, он отбрасывается.

Управление перегрузкой сети

Как видите, ретрансляция кадров позволяет более эффективно использовать полосу пропускания, чем разделение физического канала на множество логических. Однако переполнение канала данными имеет свои недостатки. Именно поэтому, когда сеть одновременно использует множество подписчиков, работа замедляется. Провайдеры Frame Relay предлагают линии с согласованной скоростью передачи информации (CIR — Committed Information Rate), представляющую собой среднюю пропускную способность. Вы можете, например, получить соединение с CIR, равной 50 Кбит/с, но фактически работать со скоростью 100 Кбит/с. Однако провайдер гарантирует, что ваша скорость передачи никогда не упадет ниже 50 Кбит/с. Кадры, скорость передачи которых ниже этой величины, фиксируются, и вам сообщается, что они выходят за гарантированную пропускную способность канала. При перегрузке линии, отмеченные кадры отбрасываются в первую, очередь.
Фактическое значение предлагаемой CIR зависит от качества обслуживания. В принципе, провайдер может предложить значение CIR, равное 0, что означает отсутствие любых гарантий. Это, однако, маловероятно. Как правило, чем меньше значение CIR, тем дешевле связь, но это уменьшает эффективную пропускную способность. 

Смотрите также

Появление новых преимуществ
Wi-Fi-интерфейсы следующего поколения будут еще меньше, чем те, что используются в адаптерах CompactFlash сегодня. SyChip, дочерняя компания Bell Labs, представила прототип миниатюрног ...

Нематериальные аспекты сети
Хотя и более субъективным (по сравнению с инвентаризацией средств физического уровня и аудита оборудования), но значительно более важным является аудит состояния сети (ее производительность и безопа ...

Настольные системы
Семейство продуктов для домашних и малых корпоративных сетей обеспечивает пользователю практически все преимущества, которые характерны для обычной локальной сети, включая еще одну немаловажную особен ...