Seção: Tutoriais Banda Larga

O protocolo Frame Relay é resultado da combinação das funcionalidades de multiplexação estatística e compartilhamento de portas do X.25, com as características de alta velocidade e baixo atraso (delay) dos circuitos TDM.

O Frame Relay é um serviço de pacotes que organiza as informações em frames, ou seja, em pacotes de dados com endereço de destino definido, ao invés de coloca-los em slots fixos de tempo, como é o caso do TDM. Este procedimento permite ao protocolo implementar as características de multiplexação estatística e de compartilhamento de portas.

Considerando o modelo OSI para protocolos, o Frame Relay elimina todo o processamento da camada de rede (layer 3) do X.25. Apenas algumas funcionalidades básicas da camada de enlace de dados (layer 2) são implementadas, tais como a verificação de frames válidos, porém sem a solicitação de retransmissão em caso de erro.

Desta forma, as funcionalidades implementadas nos protocolos de aplicação, tais como verificação de seqüência de frames, o uso de frames de confirmações e supervisão, entre outras, não são duplicadas na rede Frame Relay.

A figura a seguir mostra o uso do modelo em camadas para o Frame Relay e suas aplicações.

A eliminação dessas funcionalidades simplifica o protocolo, permite altas taxas de processamento de frames e, conseqüentemente, um atraso (delay) menor que o do X.25, embora seja maior que o do TDM, que não tem nenhum processamento associado.

Para permitir a eliminação de tais funcionalidades da rede Frame Relay, os equipamentos de usuários devem garantir a transmissão de informações fim-a-fim sem erros. Felizmente, a maioria desses equipamentos, principalmente aqueles destinados a aplicações do tipo LAN, já tem inteligência e capacidade de processamento para executar essa funcionalidade.

Circuitos Virtuais (Virtual Circuits)

A tecnologia Frame Relay é baseada no uso de Circuitos Virtuais (VC's). Um VC é um circuito de dados virtual bidirecional configurado entre 2 portas quaisquer da rede, que funciona como um circuito dedicado. Existem 2 tipos de VC's, conforme descrito a seguir:

1) Permanent Virtual Circuit (PVC)

O PVC foi primeiro tipo de circuito virtual padronizado para o Frame Relay a ser implementado. Ele é configurado pelo operador na rede através do sistema de Gerência de Rede, como sendo uma conexão permanente entre 2 pontos. Seu encaminhamento através dos equipamentos da rede pode ser alterado ao longo do tempo devido à falhas ou reconfigurações de rotas, porém as portas de cada extremidade são mantidas fixas e de acordo com a configuração inicial.

 

A configuração dos PVC's requer um planejamento criterioso para levar em consideração o padrão de tráfego da rede e o uso da banda disponível. Sua utilização é destinada a aplicações permanente e de longo prazo e são uma alternativa aos circuitos dedicados dos sistemas TDM com boa relação custo / benefício.

 

2) Switched Virtual Circuit (SVC)

O SVC também foi padronizado para o Frame Relay desde o princípio, mas só foi implementado mais recentemente, quando surgiram novas demandas de mercado. Ele é disponibilizado na rede de forma automática, sem intervenção do operador, como um circuito virtual sob demanda, para atender, entre outras, as aplicações de Voz que estabelecem novas conexões a cada chamada. O estabelecimento de uma chamada usando o protocolo de sinalização do SVC (ITU-T Q.933) é comparável ao uso normal de telefone, onde a aplicação de usuário especifica um número de destinatário para completar a chamada, e o SVC é estabelecido entre as portas de origem e destino.

 

O estabelecimento de SVC's na rede é mais complexo que os PVC's, embora seja transparente para o usuário final. A conexões devem ser estabelecidas de forma dinâmica na rede, atendendo as solicitações de destino e banda das diversas aplicações de usuários, e devem ser acompanhadas e cobradas de acordo com o serviço fornecido.

Enquanto o PVC oferece o ganho relativo ao uso estatístico de banda do Frame Relay, o SVC propicia a conectividade entre quaisquer pontos de origem e destino, o que resulta em flexibilidade e economia para o projeto da rede.

Estrutura do Frame

O protocolo do Frame Relay utiliza um frame com estrutura comum e bastante simplificada, conforme demonstram a figura e a descrição a seguir:

Estrutura do frame

Estrutura do cabeçalho

A figura a seguir exemplifica DLCI's configurados a partir de uma mesma porta para vários destinatários em locais distintos da rede.

Além disso, os frames podem ter comprimento variável e, dependendo do tipo de informação da aplicação do usuário, seu tamanho pode variar de alguns poucos até milhares de caracteres. Esta funcionalidade, similar ao X.25, é essencial para a interoperabilidade com aplicações do tipo LAN e outros tipos de tráfego síncrono.

Essa facilidade, porém, faz com que o atraso (delay) varie em função do tamanho do frame. Entretanto, a tecnologia Frame Relay tem sido adaptada para atender até mesmo as aplicações sensíveis a atraso (delay), como é o caso da Voz.

Fluxo das informações

O fluxo básico das informações em uma rede Frame Relay é descrito a seguir:

• As informações são enviadas através da rede Frame Relay usando o DLCI, que especifica o destinatário do frame;
• Se a rede tiver algum problema ao processar o frame devido à falhas ou ao congestionamento nas linhas de dados, os frames são simplesmente descartados;
• A rede Frame Relay não executa a correção de erros, pois ela considera que o protocolo da aplicação de usuário executa a recuperação de falhas através da solicitação de retransmissão dos frames perdidos;
• A recuperação de falhas executada pelo protocolo da aplicação, embora confiável, apresenta como resultado o aumento do atraso (delay), do processamento de frames e do uso de banda, o que torna imprescindível que a rede minimize o descarte de frames;
• A rede Frame Relay requer circuitos da rede de transmissão com baixas taxas de erros e falhas para apresentar boa eficiência;
• Em redes de transmissão de boa qualidade, o congestionamento é de longe a causa mais freqüente de descarte de frames, demandando da rede Frame Relay a habilidade de evitar e reagir rapidamente ao congestionamento como forma de determinar a sua eficiência.