Cisco Networking Academy Program. WAN technológiák. 5. Frame Relay. Mártha Péter. Név

Átírás

1 Cisco Networking Academy Program 5. Frame Relay Mártha Péter Név

2 1. Frame Relay fogalmak 2. Frame Relay konfigurálás

3 Frame Relay alapok A Frame Relay olyan WAN-technológia, melyet olyan felhasználók csatlakozási problémáinak megoldására lehet használni, akik földrajzilag távoli helyekhez igényelnek hozzáférést. A Frame Relay a Nemzetközi Távközlési Tanácsadó Testület (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone, CCITT) és az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet (American National Standards Institute, ANSI) szabványa, mely meghatározza az adatok nyilvános adathálózaton való továbbításának módját. A Frame Relay világszerte számos hálózatban alkalmazott, nagyteljesítményű és hatékony adatátviteli technológia. A Frame Relay az adatok csomagokra bontásával teszi lehetővé az információk továbbítását a WAN-on keresztül. A Frame Relay hálózatokban a csomagok kapcsolók egész során keresztül utaznak a célállomás felé. A Frame Relay az OSI hivatkozási modell fizikai és adatkapcsolati rétegében működik, azonban egyes feladatokat (például a hibajavítást) felsőbb rétegbeli protokollokra, például a TCP-re hárít.

4 Frame Relay alapok A Frame Relay-t eredetileg ISDN interfészeken való használatra tervezték. Mára a Frame Relay szabványos kapcsolt adatkapcsolati protokollá vált, mely a csatlakoztatott készülékek közt HDLC (High-Level Data Link Control) beágyazást használva több virtuális áramkört támogat. A Frame Relay virtuális áramköröket használ az összeköttetés alapú készülékek közötti kapcsolatok létrehozására. A Frame Relay interfészt biztosító hálózat lehet egy szolgáltató által üzemeltetett nyilvános hálózat, vagy egy vállalat igényeit kiszolgáló, magántulajdonban lévő hálózat. Egy Frame Relay hálózat a felhasználói oldalon állhat számítógépekből, kiszolgálókból stb., illetve Frame Relay hálózati készülékekből, pl. kapcsolókból, forgalomirányítókból, CSU/DSU eszközökből és multiplexerekből.

5 CCNA 4. Frame Relay alapok Jellemzők ITU-T és ANSI szabványa Eredetileg arra tervezték, hogy vonalkapcsolt technológiákat csomagkapcsolt hálózatokra lehessen átültetni. Csomagkapcsolt, összeköttetés-alapú WAN szolgáltatás Működése az adatkapcsolati rétegre terjed ki HDLC protokoll LAPF (Link Access Procedure for Frame Relay) kapcsolatelérési osztályát használja Használata Nagy számú, földrajzilag szétszórt Frame Relay kapcsolóból álló hálózat A LAN és a WAN határán működnek Általában egy távközlési cég szolgáltatásaként veszik igénybe A kapcsolókat trönkvonalak kötik össze LAN-ok összekötésére kiválóan használható LAN forgalomirányító (DTE) és FR kapcsoló (DCE) között soros kapcsolat FRAD - Frame Relay Assembler/Disassembler) szükséges a nem FR képes eszközökhöz

6 A FR működése A Frame Relay interfészt biztosító hálózat lehet egy szolgáltató által üzemeltetett nyilvános hálózat, de állhat magántulajdonban lévő készülékekből is. Nyilvános Frame Relay szolgáltatás megvalósításához a Frame Relay kapcsoló-berendezéseket a telekommunikációs szolgáltató helyi központjába kell telepíteni. Ebben az esetben a felhasználók a forgalommérésen alapuló díjazás révén gazdaságilag előnyös szolgáltatáshoz jutnak, és nem kell időt és energiát pazarolniuk a hálózati berendezések és szolgáltatások fenntartásara. Jelenleg nincsenek szabványok a Frame Relay hálózaton belül található berendezések összekötésére.

7 A FR működése Emiatt a Frame Relay interfészek biztosítása nem feltétlenül jelenti azt, hogy Frame Relay protokollt alkalmaznak a hálózaton belüli készülékek között. Így hagyományos vonalkapcsolás, csomagkapcsolás vagy valamilyen vegyes megoldás használható. Azok a vonalak, amelyek a felhasználók készülékeit csatolják a hálózati készülékekhez, széles tartományból kiválasztott sebességgel üzemelhetnek. Az 56 kbit/s 2 Mbit/s közötti sebességek a jellemzőek, bár a Frame Relay ennél alacsonyabb és magasabb sebességeket is támogat.

8 CCNA 4. Frame Relay fogalmak A forgalomirányító és a Frame Relay hálózat legközelebbi hozzáférési pontjának kapcsolója között az összeköttetést valamilyen soros kapcsolat, például T1/E1 bérelt vonal biztosítja. Az adott DTE-ről induló keretek a hálózaton keresztül a DCE-k segítségével jutnak a többi DTE-hez Külső célhálózaton kívüli készülék Frame Relay hálózaton keresztül olyan készülékek is küldhetnek adatokat, amelyek nem csatlakoznak LAN-ra. Az ilyen készülékek egy Frame Relay hozzáférési egységet (access device, FRAD) használnak DTE-ként.

9 Frame Relay fogalmak Virtuális áramkörök Két DTE között létrejövő kapcsolatot virtuális áramkörnek nevezzük. (virtual circuit) VC A Virtuális áramkör, megfelelő jelzések küldésével, dinamikusan is létrehozható, ilyenkor dinamikuskapcsolt (switched) virtuális áramkörről SVC beszélünk Legtöbb esetben azonban állandó (permanens) virtuális áramköröket PVC használnak, amelynek konfigurálását a szolgáltató végzi el. A kapcsolókban Bejövő port kimenő port hozzárendeléseket adunk meg. A kapcsolók láncolatán keresztül összefüggő útvonal keletkezik az áramkör két végpontja között

10 CCNA 4. Frame Relay fogalmak

11 CCNA 4. Frame Relay fogalmak Hibakezelés A Frame Relay nem rendelkezik hibajavító képességgel, a sérült keretet értesítés nélkül eldobja. Adatkapcsolati azonosító A Frame Relay hálózathoz csatlakozó FRAD vagy forgalomirányító több virtuális áramkört is kezelhet, melyeken keresztül több végponttal is kapcsolatban állhat. A hozzáférési vonal kapacitását a virtuális áramkörök átlagos, és nem maximális terhelése alapján tervezzük meg. Az azonos vonal felett létrejövő virtuális áramköröket egymástól a saját adatkapcsolati azonosító (Data Link Channel Identifier), DLCI különbözteti meg, Minden virtuális áramkör egyedi adatkapcsolati csatorna azonosítóval (DLCI) rendelkezik a forgalom szeparálásához A DLCI-k az elküldött FR keretek címmezőjében szerepelnek Általában helyi érvényességűek, egy VC két végpontjánál akár eltérő is lehet.

12 Frame Relay fogalmak FR DLCI-k A felhasználói és a hálózati berendezések közötti interfészként működő Frame Relay megfelelő eszközt biztosít több, virtuális áramkörnek is nevezett logikai párbeszéd multiplexelésére, majd DLCI-k hozzárendelésével az egyes DTE/DCE készülékpárokhoz az adatok megosztott fizikai átviteli közegen való továbbítására. A Frame Relay multiplexelés a rendelkezésre álló sávszélesség hatékonyabb és rugalmasabb kihasználását teszi lehetővé. Ezzel a Frame Relay lehetővé teszi, hogy a felhasználók alacsonyabb költséggel osztozzanak a sávszélességen. Tegyük fel például, hogy egy Frame Relay-t használó WAN-unk van, és tekintsük a Frame Relay-t utak egy csoportjának. Ebben a hasonlatban az utakat általában egy telefontársaság birtokolja és tartja fenn. Választásunk szerint kibérelhetünk egy utat (vagy útvonalat) kizárólag a saját cégünknek, vagy kisebb összegért bérelhetünk egy olyan útvonalat, amelyet mások is használnak.

13 Frame Relay fogalmak FR DLCI-k Természetesen a Frame Relay teljes egészében saját tulajdonban lévő hálózatokon is futhat, bar ritkán alkalmazzák ilyen környezetben. A Frame Relay szabványok központilag konfigurált és felügyelt, állandó virtuális áramköröket (Permanent Virtual Circuit, PVC) használnak. A Frame Relay PVC-ket a DLCI-k azonosítják. A Frame Relay DLCI-k helyi jelentőséggel bírnak, vagyis a DLCI-k értekei nem egyediek a Frame Relay WAN-on belül. Két, virtuális áramkörrel összekapcsolt DTE ugyanarra a kapcsolatra hivatkozva különböző DLCI-t is használhat. A Frame Relay megfelelő eszközt nyújt számos logikai párbeszéd multiplexelésére. A szolgaltató kapcsoló-berendezése létrehoz egy táblázatot, melyben összerendeli a DLCI értékeket a kimenő portokkal. Amikor egy keret érkezik, a kapcsolóberendezés megvizsgálja a kapcsolat azonosítóját, és a hozzárendelt kimenő porton továbbítja a keretet. A célállomásig vezető teljes útvonalat fel kell építeni, még mielőtt az első keret továbbításra kerülne.

14 CCNA 4. Frame Relay fogalmak A FR kapcsoló az állandó virtuális áramkör kialakításához összerendeli a forgalomirányító-pár DLCI számait.

15 CCNA 4. Frame Relay protokollkészlet rétegei Működés Átveszi az adatokat a hálózati rétegbeli protokolltól, például az IP-től vagy az IPX-től Frame Relay keret adatrészeként beágyazza őket, (keretképzés - címmező, FCS, jelző) Átadja a kereteket a fizikai rétegnek, amely elvégzi továbbításukat a vezetéken keresztül Fizikai réteg EIA/TIA 232, 449, 530 V.35 X.21 Hibajelzés A hibás keretek a küldő értesítése nélkül eldobásra kerülnek Felsőbb rétegek feladata a hibák kezelése

16 CCNA 4. Frame Relay protokollkészlet rétegei EIA/TIA-232, 449 vagy 530, V.35 vagy X.21 szabvány szerinti. HDLC jelzőmező Ellenőrző összeg, A vett és a számolt FCS eltérése esetén a keretet eldobják. A hibakezelés a magasabb rétegek feladata.

17 FR sávszélesség és adatfolyam-vezérlés Hozzáférési sebesség (Access rate) A Frame Relay-hez vezető összeköttetés (helyi hurok) órajele (portsebesség). Az a sebesség, mellyel a hálózat felé, vagy a hálózat felől haladnak az adatok. A hozzáférési vagy port-sebesség a soros hozzáférési kapcsolat (általában egy bérelt vonal) sebessége. Általában 64 Kb/s -4 Mb/s esetleg 45Mb/s. Egy vonalon több PVC is üzemel. Minden VC-hez dedikált sávszélesség tartozik. Ez a vállalt adatsebesség (committed information rate), CIR A CIR az a garantált sebesség (bpsben kifejezve), melyet a szolgáltató biztosít. CIR < Port-sebesség, de CIR > Port-sebesség A csatornák kevés esetben kapnak egyszerre maximális terhelést a forgalom statisztikus multiplexeléssel kezelhető. A keret teljes port-sebességgel továbbítódik, a keretek között szünet van ezzel érhető el, hogy CIR < Port-sebesség legyen.

18 CCNA 4. Sávszélesség számítás fogalmak Hozzáférési, port sebesség (maximális sebesség) Egy fizikai port segítségével elérhető adatátviteli sebesség Vállalt adatsebesség (CIR Committed Information Rate) Ezen a sebességen fogad a szolgáltató adatot egy VC-n keresztül Túllépési adattartomány (EIR Excess Information Rate) A CIR és a maximális sebesség közötti különbség Vállalási idő (Tc Committed Time) Időtartomány, mely alapján az átviteli sebesség számítása történik Vállalt löket (BC Committed Burst) Tc idő alatt továbbításra átvett bitek száma Az a maximális bitmennyiség, melyet a kapcsoló egy adott időegység alatt továbbítani tud. Többlet löket (BE Excess Burst) Vállalt löketet meghaladó, maximális sebességig terjedő bitek száma Eldobható keretek (DE Discard Eligibility) Többletkeretek címmezőjében a DE bit 1-re van állítva

19 Sávszélesség számítás fogalmak Többletlöket (Excess burst, Be) Az a maximális, nem vállalt bitmennyiség, melyet a Frame Relay kapcsoló megpróbál továbbítani a CIR-en felül. A többletlöket függ a szolgáltató által biztosított szolgáltatásoktól is, de általában a helyi hozzáférési hurok portsebessége határolja be. Előremutató explicit torlódásjelzés (Forward Explicit Congestion Notification, FECN) A Frame Relay-keretek egy bitje, melynek 1 értéke azt jelzi a keretet fogadó DTE-nek, hogy torlódás lépett fel a forrás- és a célállomás közötti útvonalon. Amikor egy Frame Relay kapcsoló torlódást észlel a hálózatban, FECN csomagot küld a fogadó állomás felé, jelezve, hogy torlódás lépett fel. Visszamutató explicit torlódásjelzés (Backward Explicit Congestion Notification, BECN) A Frame Relay-keretek egy bitje, melynek 1 értéke azt jelzi a keretet fogadó DTE-nek, hogy torlódás lepett fel a forrás- és a célállomás közötti útvonalon. Amikor egy Frame Relay kapcsoló torlódást észlel a hálózatban, egy BECN csomagot küld a forrás-forgalomirányítónak, ezzel felszólítva arra, hogy csökkentse a csomagok küldésének sebességét. Ha egy forgalomirányító az aktuális időegység alatt BECN csomagot kap, 25 százalékkal csökkenti az átviteli sebességet.

20 CCNA 4. Sávszélesség számítás fogalmak Törlésengedélyező (Discard Eligibility, DE) jelzőbit Olyan jelzőbit, amely más kereteknek előnyt adva engedélyezi a keret törlését, ha a hálózatban torlódás lep fel. Amikor egy forgalomirányító hálózati torlódást észlel, a Frame Relay kapcsoló először azokat a csomagokat törli, amelyeknél a DE bit be van állítva. A DE bit a vállalt sávszélességet túllépő, vagyis a CIR feletti forgalomnál be van állítva.

21 Frame Relay sávszélesség számítás Adattovábbítási szabályok A kapcsoló minden VC-hez külön bitszámlálót tart fenn Tc (vállalási idő) idő alatt Bc (vállalt löket) mennyiségű adat garantáltan továbbítható Egy bejövő keretet akkor jelöl meg figyelmen kívül hagyhatóként, ha miatta a számláló értéke meghaladja a Bc értéket Ha egy keret miatt a számláló értéke nagyobb lesz, mint Bc, akkor a keret DE (eldobható keret) jelölést kap Ha egy keret miatt a számláló értéke nagyobb lesz, mint Bc+Be, (többlet löket Be) akkor a keret eldobásra kerül A számláló értéke minden Tc idő után Bc-vel csökken (nullázódik). Csak akkor lehet normál keretet küldeni, ha az átlag a CIR-re (vállalat adatsebesség) csökken. A számláló értéke nem lehet negatív

22 A Frame Relay keretformátum mezői A Frame Relay keretformátuma az ábrán látható. A jelző mezők jelölik ki a keret elejét és végét. A bevezető jelző mezőt követően 2 bájtnyi címinformációt találunk. Ebből 10 bit alkotja az aktuális áramkör azonosítóját (ez a DLCI). A Frame Relay keretmezők a következők: Jelző a Frame Relay keret elejét és végét jelzi. Címkiterjesztő bitek (Extended Address bit, EA) A címmező hosszát jelzik. Bár a Frame Relay címek jelenleg 2 bájt hosszúságúak, a címkiterjesztő bitek révén lehetőség nyílik a cím hosszának jövőbeli növelésére. A címmező minden egyes bájtjának nyolcadik bitje azt jelzi, hogy ez-e a címmező utolsó bájtja. A cím a következő információkat tartalmazza: DLCI érték A DLCI értéket adja meg. A címmező 10 bitjéből áll. Torlódáskezelés A címmező három bitje, amely a Frame Relay torlódásjelző folyamatokat vezérli. Ezek a FECN, a BECN és a figyelmen kívül hagyható (DE) bitek. Adat Változó hosszúságú, a felsőbb szintű réteg beágyazott adatait hordozó mező. FCS Ellenőrző összeg, amely az átvitt adat integritásának ellenőrzésére szolgál.

23 Adatfolyam vezérlés Pufferelt továbbítás Továbbítás előtt a keretek várakozási sorba kerülnek Túl sok keret esetén a keretek késleltetést szenvednek. Ez szükségtelen újraküldést okoz, a magasabb szintű protokollok ugyanis nem kapják meg a nyugtákat a várt időn belül Nő a várakozási sor, romlik a hálózat teljesítménye FR torlódás kezelés Elsőként az 1-es DE bittel rendelkező keretek kerülnek eldobásra Várakozási sor növekedésekor a keretek cím mezőjében található explicit torlódásjelzés (Explicit Congestion Notification - ECN) bit 1-re állítása Az előremutató ECN (Forward ECN, FECN) bitet a kapcsoló a túltelített vonalon fogadott keretek mindegyikén beállítja. A visszirányú ECN (Backward ECN, BECN) bitet a kapcsoló a túltelített vonalra helyezett kereteken állítja be Ha egy DTE olyan keretet kap, amelynek ECN bitje egyes értékű, akkor a torlódás megszűnéséig meg kell kísérelnie az adatáramlás visszafogását Frame relay fej felépítése DLCI (felső) C/R Ea DLCI alsó FECN BECN DE EA 10 bites DLCI

24 FR címzés Az ábrán két PVC meglétét feltételezzük, egy Atlanta és Los Angeles, egy pedig San Jose és Pittsburgh között található. Los Angeles a 22-es DLCI-t használja az Atlanta felé vezető PVC azonosítására, míg Atlanta a 82-es DLCI-vel jelöli ugyanazt a PVC-t. Hasonlóan San Jose DLCI 12 néven hivatkozik a Pittsburgh felé vezető PVC-re, Pittsburgh pedig 62-es DLCI számmal jelöli ezt. A hálózat belső eljárást alkalmaz a két helyi jelentőségű PVC azonosító különböző értékének biztosítására.

25 CCNA 4. FR címleképezés és topológia Frame Relay előnyei inkább több hely összekapcsolásakor mutatkoznak meg. Csillag (kerék-küllő) topológia: a központ helyét úgy választják meg, hogy a bérelt vonali költségek a lehető legkisebbek legyenek. minden távoli telephely rendelkezni fog egy hozzáférési vonallal, és ezen az egyetlen VC-n keresztül éri el a Frame Relay felhőt. a központ hozzáférési vonalán több VC jön majd létre, minden távoli telephelyhez egy-egy. mivel a FR díjszabása nem távolságalapú, a központnak nem muszáj földrajzilag is központi elhelyezkedésűnek lennie. Teljes háló topológiát akkor kell építeni, ha az igényelt szolgáltatások földrajzilag szétszórtak, és feléjük nagy megbízhatóságú kapcsolatra van szükség Minden telephely kapcsolatban áll az összes többivel. ez külön hardvereszközök vásárlása nélkül valósítható meg Ha csillagból háló topológiát szeretnénk létrehozni, akkor mindössze új VC-ket kell konfigurálni a meglévő összeköttetéseken. Nagyméretű hálózatokban teljes háló topológia létrehozása ritkán finanszírozható! Egy-egy hozzáférési vonalon legfeljebb 1000 VC lehet.

26 CCNA 4. FR topológiák

27 CCNA 4. FR címleképezés és topológia A Frame Relay alapú topológiákban időnként elérhetőségi problémák jelentkezhetnek, ha több telephely is egyetlen interfészen keresztül csatlakozik. Ez a Frame Relay nem szórásos többes hozzáféréses (nonbroadcast multiaccess), NBMA jellegéből adódik. A látóhatár-megosztás problémát jelenthet FR alapú hálózaton emiatt gondok lehetnek az útvonalfrissítések továbbításával kapcsolatosan, ha több PVC is található ugyanazon a fizikai interfészen - nem engedi, hogy a készülékek az útvonalfrissítéseket ugyanazon az interfészen küldjék ki. Minden FRAD készüléken vagy routeren címleképezést kell létrehozni az adatkapcsolati rétegbeli Frame Relay címek és a hálózati rétegbeli címek, például az IP-címek között. Minden VC DLCI-jét a megfelelő távoli forgalomirányító hálózati címével kell összerendelni. A hozzárendelések kézzel, map parancsok segítségével adhatók meg. A DLCI inverz ARP segítségével automatikusan is konfigurálható.

28 Local Management Interface - LMI A Frame Relay történetében jelentős fejlődés következett be, amikor a Cisco Systems, a StrataCom, a Northern Telecom és a Digital Equipment Corporation létrehozott egy, a Frame Relay technológia fejlesztésére összpontosító, és az egymással együttműködő Frame Relay termékek bevezetését felgyorsító csoportot. A csoport kifejlesztett egy, az alapvető Frame Relay protokollnak megfelelő, de összekapcsolt hálózatokból álló környezetben további funkciókat biztosító kiterjesztett specifikációt. Ezeket a Frame Relay kiterjesztéseket nevezzük LMI-nek (helyi kezelőfelületnek).

29 Local Management Interface - LMI Az LMI folyamat fő feladatai a következők: A forgalomirányító által ismert PVC-k működési állapotának megállapítása. Ébrenléti csomagok továbbítása, biztosítva ezzel, hogy a PVC aktív maradjon, és ne szűnjön meg inaktivitás miatt. A forgalomirányító értesítése az elérhető PVC-kről. A forgalomirányító három LMI típust ismer: ansi, cisco és q933a.

30 LMI kiterjesztések Az adatátvitelt szolgáló alapvető Frame Relay protokollfunkciók mellett a Frame Relay specifikáció LMI kiterjesztéseket is magában foglal, melyek megkönnyítik a nagy méretű, bonyolult összekapcsolt hálózatok kezelését. Egyes LMI kiterjesztésekre mint általános kiterjesztésekre hivatkozunk, és mindenkitől elvárjuk azok megvalósítását, aki elfogadja a specifikációkat. Más LMI funkciók opcionálisak.

31 LMI kiterjesztések Az LMI kiterjesztések összefoglalása a következő: Virtuális áramkör állapotüzenetek (általános) A hálózati és felhasználói készülékek közötti kommunikációt és szinkronizációt biztosítja, időről időre beszámol az új PVC-k létrejöttéről és a meglévők törléséről, illetve általános információkkal szolgál a PVC-k integritásáról. A virtuális áramkör állapotüzeneteinek révén elkerülhetjük, hogy már nem létező PVC-re küldjünk ki adatokat. Csoportcímzés (opcionális) A csoportcímzés lehetővé teszi, hogy a küldő egyetlen keretet küldjön, de azt a halózat több fogadó felé is továbbítsa. A csoportcímzés lehetővé teszi az irányító protokollok üzeneteinek hatékony továbbítását, és a jellemzően több állomásnak egyszerre elküldött üzenetekkel dolgozó névfeloldó protokollok működését.

32 LMI kiterjesztések Globális címzés (opcionális) -A kapcsolatazonosítóknak helyi helyett globális jelentőséget biztosít, így azokkal egyértelműen azonosítható egy interfész a Frame Relay halózatban. A globális címzés révén a Frame Relay halózatok hasonlítanak a helyi halózatokra (LAN), mivel a címzés és a névfeloldó protokollok pontosan úgy működnek Frame Relay halózatban, mint a LANban. Egyszerű folyamvezérlés (opcionális) XON/XOFF adatfolyam-vezérlési eljárást biztosít, amely a teljes Frame Relay interfészre vonatkozik. Olyan készülékekhez szükséges, melyeknél a felsőbb szintű rétegek nem tudják kezelni a torlódásjelző biteket, így szükség van valamilyen szintű adatfolyam-vezérlésre.

33 Local Management Interface - LMI LMI jellemzők A hálózat állapotáról szolgáltatnak információt A Frame Relayt csomagkapcsolt, minimális késleltetésű adattovábbításra tervezték, ezért elhagytak benne, minden késleltetést okozó tagot. Ez később problémát okozott, ezért vezették be az állapotjelentő üzenetek továbbítására szolgáló kiterjesztést helyi kezelőfelületnek nevezik (Local Management Interface, LMI). A 10 bites DLCI révén a VC-azonosítók 0 és 1023 közötti értéket vehetnek fel. Az LMI kiterjesztések néhány azonosítót fenntartanak ebből a tartományból. Emiatt az előfizetők kevesebb VC-t vehetnek igénybe LMI kiterjesztés elemei Ébrenléti jelzésrendszer az adott VC-re nézve (VC működőképességét ellenőrzi) Szórásos üzenetküldési lehetőség Adatfolyam vezérlés DLCI-k globális érvényességének lehetősége VC-k állapotjelző eljárásai LMI típusok Cisco: eredeti LMI kiterjesztés ANSI: ANSI T1.617/D szerinti kiterjesztés Q933a: ITU Q933/A szerinti kiterjesztés

34 Az LMI keretformátum mezői A Frame Relay specifikáció magában foglalja az LMI eljárásokat is. Az LMI üzenetek egy LMI specifikus DLCI által megkülönböztetett keretekben kerülnek továbbításra. Az LMI keretformátuma az ábrán látható. A jelző és az LMI DLCI mezők után az LMI keretben 4 kötelező mező következik. A kötelező bájtok közül az első (számozatlan-információ jelző) formátuma azonos a LAPB számozatlan-információ (unnumbered information, UI) keretjelzőjének formátumával úgy, hogy lekérdező/utolsó (pol1/final) bit értéke nullára van beállítva. A következő bájtot protokollt megkülönböztető bájtnak hívják, az értéke az LMI keretet jelzi.

35 Az LMI keretformátum mezői A harmadik kötelező bajt (híváshivatkozás) mindig nullákkal van feltöltve. Az utolsó kötelező bájt az üzenet típusát jelző mező. Az állapotjelző üzenet az állapotlekérdező üzenetre ad választ. Ilyen típusú üzenetek például az (1) ébrenléti üzenetek (melyeket azért továbbítunk a kapcsolaton keresztül, hogy azt továbbra is aktívnak tekintse mindkét fél) és (2) a kapcsolaton definiált DLCI-khez tartozó egyedi állapotjelző üzenetek. Ezeknek az általános LMI szolgáltatásoknak a Frame Relay specifikációnak megfelelő minden megva1ósítasban szerepelniük kell.

36 Az LMI keretformátum mezői Az állapotjelző és az állapotlekérdező üzenetek együttesen segítenek ellenőrizni a logikai és a fizikai összeköttetések állapotát. Ez az információ kritikus fontosságú az irányítási feladatoknál, mivel az irányító protokollok az összeköttetések állapota alapján hozzák meg döntéseiket. A következő egy változó számú bájtból álló információelem (information element, IE) mező. Az üzenet típusát jelző mezőt követően bizonyos számú IE található. Minden IE egy 1 bájtos IE azonosítóból, egy IE hosszjelző mezőből és egy vagy több aktuális adatot tartalmazó bájtból áll.

37 CCNA 4. Local Management Interface - LMI Az LMI-üzenetek továbbítása módosított LAPF keretekben történik. A cím mezőben a fenntartott DLCI-k egyike szerepel. 4 új mező van a keret fejlécében Változatlan vezérlő, 0x30 Protokollmegkülönböztető (PD), 0x09 Híváshivatkozás mező található (CR) LMI üzenet típusát adja meg (MT) 0x7D állapotüzenet 0x75 állapotlekérdezés 0x7B állapotfrissítés Egybájtos IE azonosító IE hosszmező Egy vagy több bájtnyi adat, amely általában egy DLCI állapotát írja le

38 Globális címzés Az általános LMI szolgáltatások mellett a számos opcionális LMI kiterjesztés rendkívül hasznos lehet összekapcsolt hálózatokból álló környezetben. Az első ilyen LMI kiterjesztés a globális címzés. A kiterjesztés révén a keret DLCI mezőjébe illesztett értékek az egyéni végfelhasználói készülékek (például forgalomirányítók) globális jelentőségű címei lesznek. Az alap (nem kiterjesztett) Frame Relay specifikáció csak olyan értékek használatát támogatja a DLCI mezőben, amely helyi jelentőséggel azonosítja a PVC-ket. Ebben az esetben nincsenek a halózati interfészeket vagy ezekhez az interfészekhez csatlakoztatott csomópontokat azonosító címek. Mivel ezek a címek nem léteznek, a hagyományos címfeloldó és felderítő módszerekkel nem ismerhetők fel. Ez azt jelenti, hogy normál Frame Relay címzés esetén statikus összerendeléssel kell tudatni a forgalomirányítókkal, mely DLCI-ket használják ahhoz, hogy megtalálják a távoli készülékeket és a hozzájuk rendelt hálózati címeket.

39 Csoportcímzés és inverz ARP A csoportcímzés egy újabb hasznos LMI szolgáltatás. A csoportcímzéses csoportokat négy fenntartott DLCI értékkel ( ) lehet azonosítani. A fenntartott DLCI-k egyikével azonosított készülékről küldött kereteket a hálózat megtöbbszörözi, és elküldi minden olyan kimenő pontjára, amely az adott csoporthoz tartozik. A csoportcímzési kiterjesztés olyan LMI üzeneteket is definiál, melyek lehetővé teszik a felhasználói készülékek értesítését csoportcímzéses csoportok hozzáadása, törlése és megléte eseten. A dinamikus forgalomirányítás előnyeit kiaknázó hálózatokban az irányítási információt számos forgalomirányító közt kell kicserélni. Az irányítási üzeneteket hatékonyan lehet továbbítani csoportcímzéses DLCI-vel azonosított keretekkel. Így lehetővé válik, hogy az üzenetek a forgalomirányítók egy megadott csoportjához jussanak el.

40 Csoportcímzés és inverz ARP Az inverz ARP mechanizmus lehetővé teszi, hogy a forgalomirányító automatikusan felépítse a Frame Relay összerendelést. A forgalomirányító a kezdeti LMI üzenetcsere alkalmával a kapcsoló felől érkező üzenetek alapján ismeri meg az alkalmazott DLCI-ket. Ezt követően a forgalomirányító inverz ARP kérést küld minden DLCI-re az interfészhez konfigurált összes protokoll számára. Az inverz ARP révén visszaérkező információ alapján fel lehet építeni a Frame Relay összerendelést.

41 Az inverz ARP és az LMI működésének szakaszai Az LMI állapotüzenetei inverz ARP-üzenetekkel kombinálva lehetővé teszik, hogy a forgalomirányítók a hálózati és az adatkapcsolati rétegbeli címeket egymáshoz rendeljék. 1. LMI állapotlekérdező üzeneteket küld a hálózatnak. 2. A hálózat egy LMI állapotüzenettel válaszol, amely a hozzáférési vonalon konfigurált összes VC adatait tartalmazza. 3. Időnként megismétli a kéréseket, erre már csak a változásokról ad tájékoztatást a hálózat, Bizonyos számú részleges üzenet után teljes állapotleírást küld el. Minden VC-re vonatkozóan egy inverz ARP-üzenetet küld el. - Az inverz ARP-üzenet tartalmazza a forgalomirányító hálózati rétegbeli címét, - így a távoli DTE vagy forgalomirányító szintén létre tudja hozni a megfeleltetést. - A saját cím DLCI táblájában létre tudja hozni a megfelelő hozzárendelési bejegyzéseket.

42 LMI működése Első szakasz LMI állapotlekérdező üzenet küldése (0x70) a hálózatnak A hálózat LMI állapotüzenettel (0x7D) válaszol, mely tartalmazza az összes konfigurált VC adatait Második szakasz Inverz ARP üzenet küldése minden VC-re és minden hálózati protokollra vonatkoztatva Inverz ARP üzenet fogadása Inverz ARP üzenet Tartalmazza a hálózati rétegbeli címeket DLCI, hálózati cím, interfész összerendelés automatikusan megtörténik

43 Frame Relay összerendelés (mapping) A forgalomirányítónál az irányítótábla alapján meghatározott, következő ugrást megadó címet hozzá kell rendelni egy Frame Relay DLCI-hez. A hozzárendelés egy Frame Relay összerendelésnek nevezett adatszerkezet segítségével történik. Az irányítótáblát ezután a következő ugrást megadó protokollcím vagy a DLCI meghatározására használjuk a kimenő forgalom számára. Az adatszerkezet statikusan konfigurálható a forgalomirányítóban, vagy az összerendelés az inverz ARP segítségével automatikusan is létrehozható.

44 Frame Relay kapcsolótáblák A Frame Relay kapcsolótábla négy bejegyzésből áll: kettő a bejövő porthoz és a DLCI-hez, kettő pedig a kimenő porthoz és a DLCI-hez. Ezért a DLCI az egyes kapcsolókon való áthaladás során átírható. Az a tény, hogy a porthivatkozás megváltozhat, magyarázatot ad arra, hogy a DLCI miért maradhat változatlan, ha a porthivatkozás változik.

45 Mik azok a Frame Relay alinterfészek? Ahhoz, hogy a Frame Relay hálózatokban teljes útvonalfrissítéseket lehessen továbbítani, a forgalomirányítókon alinterfészeknek (subinterface) nevezett, logikailag létrehozott interfészeket konfigurálhatunk. Egy fizikai interfészt több logikai egységre oszthatunk. Ezeket hívjuk alinterfészeknek. Egy alinterfész-konfigurációban minden PVC pont-pont kapcsolatként konfigurálható, mely lehetővé teszi, hogy az alinterfész dedikált vonalkent működjön. A régebbi Frame Relay megvalósítások megkövetelték, hogy a forgalomirányító (azaz a DTE készülék) minden egyes PVC-hez külön soros WAN-interfésszel rendelkezzen. Egyetlen soros, fizikai WAN-interfész több virtuális alinterfészre való logikai felosztásával csökkenthető a Frame Relay hálózatok megvalósításának költsége.

46 Láthatár-megosztásos irányítási környezetek A láthatármegosztás csökkenti az irányítási hurkokat, mivel egy adott fizikai interfészen beérkező útvonalfrissítés továbbküldését nem engedélyezi ugyanazon az interfészen. Ennek eredményeként, ha egy távoli forgalomirányító frissítést küld a központi iroda forgalomirányítójának, amely több PVC-vel rendelkezik ugyanazon a fizikai interfészen, a központi iroda nem hirdetheti ezt az útvonalat az ugyanahhoz a fizikai interfészhez csatlakozó más távoli forgalomirányítók számára.

47 CCNA 4. A pont-pont és a többpontos kapcsolatok elérhetőségi problémáinak megoldása Az alinterfészek a következő típusú kapcsolatok használatára konfigurálhatók: Pont-pont Egy egyedi alinterfész, amelyen keresztül egy PVC kapcsolat felhasználásával a távoli forgalomirányító fizikai interfészével vagy alinterfészével létesít kapcsolatot. Ebben az esetben az interfészek ugyanabban az alhálózatban kell lenniük, és minden interfésznek egyetlen DLCI-vel kell rendelkeznie. Minden pont-pont kapcsolat egyben önmaga alhálózata is. Ilyen környezetben a szórásos üzenetek sem jelentenek problémát, mivel a forgalomirányítók pont-pont kapcsolatban állnak, és bérelt vonalként viselkednek.

48 CCNA 4. A pont-pont és a többpontos kapcsolatok elérhetőségi problémáinak megoldása Az alinterfészek a következő típusú kapcsolatok használatára konfigurálhatók: Többpontos Egyetlen alinterfészt használunk több PVC létrehozására a távoli forgalomirányítók több fizikai interfésze vagy alinterfésze felé. Ebben az esetben minden résztvevő interfésznek ugyanabban az alhálózatban kell lennie, és minden interfésznek saját helyi DLCI-vel kell rendelkeznie. Ilyen környezetben mivel az alinterfészek normál Frame Relay hálózatként működnek az útvonalfrissítéseknél felmerül a láthatármegosztás problémája.

49 CCNA 4. IOS parancsok sorozata szükséges egy Frame Relay hálózat teljes konfigurálásához Az alapvető Frame Relay konfiguráció feltételezi, hogy a Frame Relay-t egy vagy több fizikai interfészen szeretnénk konfigurálni, illetve a távoli forgalomirányító(k) támogatják az LMI és az inverz ARP használatát. Ilyen környezetben az LMI értesíti a forgalomirányítót az elérhető DLCIkről. Az inverz ARP használata alapbeállításként engedélyezett, így az nem jelenik meg a konfigurációs üzenetben.

50 Összegzés Láthattuk, hogy a Frame Relay WAN-technológia segítségével a LAN-ok rugalmasan kapcsolhatók össze Frame Relay WAN-összeköttetéseken keresztül. A Frame Relay csomagkapcsolt adatkommunikációs lehetőséget biztosít, melyet a felhasználói készülékek (pl. forgalomirányítók, hidak és állomások) és a hálózati berendezések (pl. kapcsolócsomópontok) közötti interfészen lehet használni. A Frame Relay virtuális áramköröket alkalmaz a WANösszeköttetések létrehozására.

51 Összegzés Az LMI folyamat fő feladatai a következők: A forgalomirányító által ismert PVC-k működési állapotának megállapítása. Ébrenléti csomagok továbbítása, biztosítva ezzel, hogy a PVC aktív maradjon, és ne szűnjön meg inaktivitás miatt. Az elérhető PVC-k azonosítóinak átadása a forgalomirányító részére. Az inverz ARP mechanizmus lehetővé teszi, hogy a forgalomirányító automatikusan felépítse a Frame Relay összerendelést. A forgalomirányítónál az irányítótábla alapján meghatározott következő ugrást megadó címet hozza kell rendelni egy Frame Relay DLCI-hez. A Frame Relay egyetlen fizikai WAN-interfészt több alinterfészre tud felosztani.

52 1. Frame Relay fogalmak 2. Frame Relay konfigurálás

53 Alapvető FR konfiguráció Frame Relay alkalmazása Interfész kiválasztás, a FR - t egy soros interfészen konfiguráljuk. A beágyazás a Cisco saját fejlesztésű HDLC-változata IP cím beállítás Sávszélesség megadás - bandwidth Kb/s ben - IGRP, EIGRP, OSPF használja a statikus sávszélesség beállítást a mérték meghatározásához. Frame Relay beágyazás kiválasztás (cisco, ietf) cisco paraméter, ha Cisco-s készülékhez kapcsolódik az eszköz ietf paraméter, ha nem Cisco-s készülékhez csatlakozik LMI típus beállítás (cisco, ansi, q933a), újabb verzióknál (11.2-től) ez a parancs már nem kell, beállítása automatikus

54 CCNA 4. Alapvető FR konfiguráció Router(config)# interface Serial 0/0 Router(config-if)# ip address Router(config-if)# bandwidth 128 Router(config-if)# encapsulation frame-relay ietf Router(config-if)# frame-relay lmi-type ansi

55 Statikus FR térkép beállítás Használatának oka Ha a távoli router nem támogatja az inverz ARP-t, akkor a helyi DLCI-t statikusan kell hozzárendelni a távoli forgalomirányító hálózati rétegbeli címéhez. Szórásos vagy csoportcímzési igény PVC-ken keresztül Konfigurációs lépések Térkép létrehozása a hálózati protokoll, a hálózati rétegbeli cím és a DLCI között Router(config-if)# frame-relay map protokoll protokoll-cím dlci [broadcast] protokoll-cím : a cél router IP címe (a célhálózat interfészének címe) dlci : a távoli protokollcímhez használt helyi DLCI Broadcast elhagyható: a többes címzést és a dinamikus irányítást engedélyezi a VC felett

56 CCNA 4. Statikus FR térkép beállítás Router(config)# interface Serial 0/0 Router(config-if)# ip address Router(config-if)# bandwidth 128 Router(config-if)# encapsulation frame-relay ietf Router(config-if)# frame-relay lmi-type ansi Router(config-if)# frame-relay map ip broadcast

57 NBMA közegbeli problémák Alapesetben a Frame Relay hálózat nem szórásos, többes hozzáférésű (nonbroadcast multi-access), NBMA. Úgy tekintjük mint például az Ethernet hálózatot. Kerék küllő topológiánál a fizikai topológia nem nyújt olyan többes hozzáférési lehetőséget, mint például az Ethernet. A Frame Relay NBMA topológia használatakor kétféle problémával szembesülhetünk: 1. Útvonalfrissítésekkel kapcsolatos problémák Látóhatár megosztás miatt ugyanazon interfészen nem lehet útvonalfrissítést küldeni, amin az érkezett Látóhatár megosztás tiltásával hurkok alakulhatnak ki 2. Ha egy fizikai interfészen több PVC-t tartalmaz, akkor a szórásokat minden PVC-re továbbítani kell Minden szórásos üzenet minden PVC-n továbbításra kerül, ami sávszélességet köt le, késleltetést növel

58 NBMA közegbeli problémák Közös interfész Ha a B szórással útvonalfrissítést küld a központi forgalomirányítónak A-nak, Akkor az nem küldheti vissza ugyanazon az útvonalon. Csak ha a látóhatár-megosztást letiltjuk, Ha egy fizikai interfészen csak egyetlen PVC van, akkor a látóhatármegosztás problémája nem merül fel. Ilyenkor pont-pont Frame Relay kapcsolatról van szó. Útvonalfrissítéseket az összes PVC-re átmásolja és továbbítsa a távoli forgalomirányítók felé. A látóhatár-megosztás miatti probléma kiküszöbölésének egyik lehetősége a teljes háló topológia kialakítása de költségek nőnek!

59 Frame Relay alinterfészek Látóhatár-megosztást alkalmazó irányítási környezetben az adott alinterfészen kapott útvonalfrissítések a többi alinterfészen keresztül gond nélkül továbbíthatók. Alinterfészek használatakor minden virtuális áramkör pont-pont kapcsolatként konfigurálható. Így az alinterfészek a bérelt vonalakhoz hasonlóan fognak viselkedni. Frame Relay pont-pont alinterfész használatakor minden pont-pont forgalomirányító-pár a saját alhálózatán található. Pont-pont alinterfészek Az alinterfészek bérelt vonalként viselkednek Pontosan egy PVC kapcsolat jön létre, egy DLCI t használ Minden pont-pont alinterfésznek saját alhálózattal kell rendelkeznie Kerék-küllő topológiánál használható Pont-többpont alinterfészek Az alinterfészek NBMA hálózatként viselkednek, így a látóhatár megosztás problémáját nem oldják meg Egyetlen alhálózatot használ, kisebb címfelhasználás Részleges és teljes háló topológiánál használható Egyetlen többpontos alinterfészt használunk több PVC létrehozására a forgalomirányítók fizikai interfészei vagy alinterfészei felé

60 Alinterfészek konfigurálása Konfigurálás menete Az encapsulation frame-relay parancsot a fizikai interfészre vonatkozóan kell alkalmazni. A további beállítások, így a hálózati rétegbeli címek és a DLCI-k, az alinterfészhez tartoznak. Az alinterfész számát általában úgy választják meg, hogy egyezzen a DLCI azonosítójával, így könnyebb a hibák elhárítása. A DLCI-k számozását a Frame Relay szolgáltató határozza meg. Az azonosítók a tartományból kerülnek ki, jelentőségük csak helyi jellegű. Minden PVC-hez alinterfész definiálása Pont-pont, pont-többpont kapcsolat kiválasztása Helyi DLCI megadása

61 CCNA 4. Alinterfészek konfigurálása Router(config)# interface Serial 0/0 Router(config-if)# encapsulation frame-relay ietf Router(config-if)# no ip address Router(config-if)# interface Serial 0/0.220 point-to-point Router(config-subif)# ip address Router(config-subif)# bandwidth 128 Router(config-subif)# frame-relay interface-dlci 220

62 CCNA 4. Konfiguráció ellenőrzése LMI LMI típusa LMI DLCI FR DTE/DCE típusa Állapotüzenetek száma PVC statisztikák PVC állapot (aktív, inaktív, törölt) és forgalmi statisztika BECN és FECN keretek száma Aktuális térképbejegyzések Távoli forgalomirányító címe Helyi DLCI száma (hexadecimálisan is) Forgalom típusa PVC állapota Router# show interfaces Serial 0/0 Router# show frame-relay lmi Router# show frame-relay pvc Router# show frame-relay map

63 CCNA 4. Konfiguráció ellenőrzése Router# show interfaces Serial 0/0 show interfaces Az LMI típusa Router# show frame-relay lmi Az LMI DLCI-je Router# show frame-relay pvc A Frame Relay DTE/DCE típusa Router# show frame-relay map show frame-relay lmi Az LMI-forgalom statisztikáit mutatja show frame-relay pvc [interface interfész] [dlci] minden PVC állapotát és forgalmi statisztikáit jeleníti meg. show frame-relay pvc A routeren konfigurált minden PVC állapotát megjeleníti. show frame-relay map Az aktuális térképbejegyzéseket és a kapcsolatokra vonatkozó információkat tekinthetjük meg. clear frame-relay-inarp A dinamikusan, inverz ARP segítségével létrehozott Frame Relay térképek törlése

64 Hibaelhárítás LMI üzenetek nyomonkövetése Kimenő és bejövő LMI üzenetek megjelenítése LMI üzenetek típusa (type 0 - teljes LMI, type 1 - LMI adatcsere) DLCI állapot DLCI állapotok 0x0 Hozzáadva/inaktív: A DLCI programozva van, de valamiért használhatatlan 0x2 Hozzáadva/aktív: A DLCI be van állítva és működőképes 0x4 Törölt: Jelenleg nincs programozva, de régebben volt Router# debug frame-relay lmi

65 C2600, mint FR kapcsoló Cél Frame Relay kapcsoló emulálása Cisco 2600 sorozatú forgalomirányítóval Konfigurálás Frame Relay kapcsolás engedélyezése Interfészek konfigurálása a megfelelő interfész üzemmódók és DLCIk megadásával

66 CCNA 4. C2600, mint FR kapcsoló FR(config)# frame-relay switching FR(config)# interface Serial 0/0 FR(config-if)# no ip address FR(config-if)# encapsulation frame-relay FR(config-if)# clock rate FR(config-if)# frame-relay intf-type dce FR(config-if)# frame-relay route 21 interface Serial 0/1 20 FR(config-if)# interface Serial 0/1 FR(config-if)# no ip address FR(config-if)# encapsulation frame-relay FR(config-if)# clock rate FR(config-if)# frame-relay intf-type dce FR(config-if)# frame-relay route 20 interface Serial 0/0 21

67 Köszönöm a figyelmet!