Frame Relay jest bezpołączeniowym protokołem, którego działanie polega na wyborze optymalnej drogi routowania

Jeszcze kilka lat temu tylko największe firmy na świecie stać było na łączenie swoich sieci lokalnych w sieć rozległą bądź za pomocą pakietowych sieci przełączanych (najczęściej publicznych lub prywatnych X.25), bądź bardzo drogich połączeń dedykowanych typu punkt-punkt. X.25 nie nadawał się jednak zbytnio do tego celu, charakteryzuje się bowiem niewielką przepustowością (do 64 kb/s), którą dodatkowo zmniejsza rozbudowany mechanizm wykrywania błędów transmisji. W takim wypadku jedyną alternatywą było kosztowne dzierżawienie linii i tworzenie łączy typu punkt-punkt za pomocą mostów, routerów lub multiplekserów.

Dlaczego Frame Relay?

Problemy użytkowników zniknęły po pojawieniu się protokołu Frame Relay, będącego adaptacją technologii przełączania pakietów opracowanej dla ISDN. Standard Frame Relay nie opisuje, jak przełączać pakiety, ale definiuje, w jaki sposób urządzenia komunikacyjne powinny prezentować je w sieci. Dostęp do niej można uzyskać poprzez bridge, router lub multiplekser wyposażony w interfejs Frame Relay. Podobnie jak w X.25, technologia ta umożliwia realizację wirtualnych połączeń między węzłami, powodując zmniejszenie nakładów na organizację ruchu.

Istnieją dwa rodzaje łączy wirtualnych: stałe (PVC), w przypadku których droga między punktami końcowymi łącza jest definiowana raz i nigdy się nie zmienia, oraz komutowane (SVC), kiedy to urządzenia Frame Relay są odpowiedzialne za zestawienie logicznego łącza między dwoma punktami dla każdej transmisji oddzielnie. Powszechnie uważa się, że w przyszłości technologia ta całkowicie zastąpi na rynku X.25, mimo iż ta druga ma zalety szczególnie przy aplikacjach nie wymagających dużych przepustowości. Z punktu widzenia użytkowników i administratorów sieci LAN do największych zalet Frame Relay należy zaliczyć: znacznie większą niezawodność w porównaniu do tradycyjnych asynchronicznych łączy modemowych, możliwość znacznie szybszego, niż w przypadku X.25, połączenia odległych geograficznie sieci lokalnych (przepustowości do 2 Mb/s) oraz dynamiczny przydział przepustowości zgodnie z potrzebami transmisji.

Zasada działania

Frame Relay jest bezpołączeniowym protokołem, którego działanie polega na wyborze optymalnej drogi routowania. Sprawia, że jest to idealne narzędzie do obsługi sieci LAN, charakteryzującej się dużymi zmianami natężenia ruchu przy niskim poziomie liczby błędów. Frame Relay, w przeciwieństwie do protokołu X.25, który multipleksuje pojedyncze strumienie danych w trzeciej warstwie modelu OSI, używa protokołu dostępowo-połączeniowego ISDN (kanał D), multipleksującego strumienie w drugiej warstwie modelu OSI i tym samym drastycznie zwiększającego prędkość transmisji danych w sieci Frame Relay w stosunku do sieci X.25.

Frame Relay jest także bardziej efektywny niż inne technologie przełączania pakietów, ponieważ nie wymaga korekcji błędów. Zamiast realizować korekcję błędów w trzeciej warstwie OSI (tak jak ma to miejsce w sieciach X.25), wykonywana jest przez urządzenia komunikacyjne DTE (data terminal equipment), pracujące po obu stronach łącza. DTE pracują w drugiej warstwie modelu OSI, oferując ponadto usługi w zakresie sterowania przepływnością i adresowania. Każdy z węzłów sieci może zagubić pakiety, ale tylko punkty końcowe lub urządzenia DTE mogą zażądać retransmisji. Korekcja błędów jest więc efektywnie oddzielona od warstwy sieciowej, umożliwiając jej szybkie przesyłanie pakietów.

Inną zaletą Frame Relay jest to, że w przeciwieństwie do X.25 dobrze radzi sobie z charakterystycznymi dla ruchu w sieci LAN gwałtownymi skokami zapotrzebowania na przepustowość dzięki zmiennej długości ramek oraz udostępnianiu tzw. przepustowości na żądanie. Pozwala to na efektywne użytkowanie łączy i redukcję opóźnień przez automatyczne zwiększanie przepustowości w czasie wzrostu aktywności w sieci. Nawet jeśli usługa Frame Relay jest związana z żądaną przez użytkownika konkretną wartością CIR (minimalną gwarantowaną przepustowością sieci), ruch powyżej tej wielkości może być bezpłatnie obsłużony, jeśli operator dysponuje w danym momencie odpowiednią przepustowością (oddzielnych negocjacji wymaga tylko określenie jak często i jak długo wartość CIR może być przekraczana). Dzięki temu transmisja np. dużego pliku może uzyskać większą przepustowość niż krótka wiadomość e-mailowa, co sprzyja efektywniejszemu użytkowaniu sieci WAN. Dla wielu połączeń wymagana jest pojedyncza karta WAN po stronie użytkownika, toteż Frame Relay zmniejsza koszt sprzętu, który musi być zainstalowany u klienta.