Гарантии пропускной способности

Сети Frame Relay создавались для оказания коммерческих услуг операторов связи по передаче компьютерного трафика. Одной из новых и очень привлекательных для клиентов услуг Frame Relay стала поддержка гарантий пропускной способности виртуальных соединений. Для каждого виртуального соединения в технологии Frame Relay определяется несколько параметров, связанных со скоростью передачи данных.

  • Согласованная скорость передачи данных (Committed Information Rate, CIR) — гарантированная пропускная способность соединения; фактически сеть гарантирует передачу данных пользователя со скоростью предложенной нагрузки, если эта скорость не превосходит CIR.
  • Согласованная величина пульсации (Committed Burst Size, Be) — максимальное количество байтов, которое сеть будет передавать от данного пользователя за интервал времени Т, называемый временем пульсации, соблюдая согласованную скорость CIR.
  • Дополнительная величина пульсации (Excess Burst Size, Be) — максимальное количество байтов, которое сеть будет пытаться передать сверх установленного значения Вс за интервал времени Т.

Второй параметр пульсации Be позволяет оператору сети дифференцированно обрабатывать кадры, которые не укладываются в профиль CIR. Обычно кадры, которые приводят к превышению пульсации Вс, но не превышают пульсации Be + Be, сетью не отбрасываются, а обслуживаются, но без гарантий по скорости CIR. Для запоминания факта нарушения в кадрах Frame Realy используется поле DE. И только если превышен порог Вс + Be, кадры отбрасываются.

Если приведенные величины определены, то время Т определяется следующей формулой:

Т = BC/CIR

Можно рассматривать значения CIR и Т в качестве варьируемых параметров, тогда производной величиной станет пульсация Вс. Обычно для контроля пульсаций трафика выбирается время Т, равное 1-2 секундам при передаче компьютерных данных и в диапазоне десятков-сотен миллисекунд при передаче голоса.

Соотношение между параметрами CIR, Вс, Ве и T иллюстрирует рис. 1 (R — скорость в канале доступа;f1-f5 — кадры).

Рис. 1. Реакция сети на поведение пользователя

Работа сети описывается двумя линейными функциями, показывающими зависимость количества переданных битов от времени: В = RxtnB = CIR х L Средняя скорость поступления данных в сеть составила на этом интервале R бит/с, и она оказалась выше CIR. На рисунке представлен случай, когда за интервал времени T в сеть по виртуальному каналу поступило 5 кадров. Кадры f1, f2 и f3 доставили в сеть данные, суммарный объем которых не превысил порог Вс, поэтому эти кадры ушли дальше транзитом с признаком DE = 0. Данные кадра f4, прибавленные к данным кадров f1, f2 и f3, уже превысили порог Вс, но еще не достигли порога Вс + Be, поэтому кадр f4 также ушел дальше, но уже с признаком DE = 1. Данные кадра f5, прибавленные к данным предыдущих кадров, превысили порог Вс + Be, поэтому этот кадр был удален из сети.

На рис. 2 приведен пример сети Frame Relay с пятью удаленными региональными отделениями корпорации. Обычно доступ к сети осуществляется по каналам с пропускной способностью, большей чем CIR. Однако при этом пользователь платит не за пропускную способность канала, а за заказанные величины CIR, Вс и Be. Так, при применении в качестве линии доступа канала Т1 и заказа обслуживания со скоростью CIR, равной 128 Кбит/с, пользователь будет платить только за скорость 128 Кбит/с, а скорость канала Т1 в 1,5 Мбит/с окажет влияние на верхнюю границу возможной пульсации Вс + Be.

Рис. 2. Пример обслуживания в сети Frame Relay

Параметры качества обслуживания могут быть разными для разных направлений виртуального канала. Так, на рисунке абонент 1 соединен с абонентом 2 виртуальным каналом с меткой 136. При направлении от абонента 1 к абоненту 2 канал имеет среднюю скорость 128 Кбит/с с пульсациями Вс = 256 Кбит (интервал Г составил 1 с) и Be = 64 Кбит. А при передаче кадров в обратном направлении средняя скорость уже может достигать значения 256 Кбит/с с пульсациями Вс = 512 Кбит и Be = 128 Кбит.

Технология Frame Relay получила большое распространение в сетях операторов связи в 90-е годы благодаря простоте и возможности гарантировать клиентам пропускную способность соединений. Тем не менее в последнее время популярность услуг Frame Relay резко упала, в основном это произошло из-за появления технологии MPLS, которая, так же как и Frame Relay, основана на технике виртуальных каналов и может гарантировать пропускную способность пользовательских соединений. Решающим преимуществе MPLS является ее тесная интеграция с технологией IP, за счет этого провайдерам лег формировать новые комбинированные услуги. Кроме того, функциональность MPLS по, держивается сегодня практически всеми маршрутизаторами среднего и высшего класс так что применение MPLS не требует установки в сети отдельных коммутаторов.