Frame relay

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FRAME RELAY
1. INTRODUCCIÓN
Frame Relay es una técnica de comunicación mediante transmisión de tramas para redes
de circuito virtual, introducido por la ITU-T. Consiste en una forma simplificada de
tecnología de conmutación de paquetes que transmite una variedad de tamaños de
tramas (frames) para datos, utilizada para la transmisión de grandes cantidades de datos.
Frame Relay
Frame Relay es un protocolo WAN que opera en la capa de enlace del modelo de
referencia OSI, ofreciendo mayores velocidades y un mejor aprovechamiento del canal.
Puede entenderse mejor cuando se compara con el protocolo X.25. En la figura siguiente
se ilustran los siete niveles OSI, indicando los niveles realizados por X.25 y Frame Relay.
X.25 y Frame Relay en el modelo OSI
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
X.25
Red
Enlace
Frame
Relay
Físico

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Frame Relay es una alternativa simplificada de X.25 referentes a control de errores o
control de flujo. Esto es así porque asume que los canales sobre los que funciona son de
gran calidad y las tasas de error son bajas, por lo que dejar las tareas de corrección de
errores a los protocolos de capas superiores permite aumentar la velocidad.
En la figura siguiente se proporciona una lista de las funciones suministradas por cada
uno de los niveles OSI para X.25 y Frame Relay. Gran parte de las funciones de X.25 se
eliminan en Frame Relay. La función de direccionamiento se desplaza desde la capa 3 en
X.25 a la capa 2 en Frame Relay. Todas las demás funciones del nivel 3 de X.25 no están
incorporadas en el protocolo de Frame Relay.
X.25 Frame Relay
Establecimiento de circuito
Control de circuito
Control de flujo de circuito
Direccionamiento
Red
Control de enlace
Creación de tramas
Control de errores
Control de flujo de enlaces
Fiabilidad
Enlace
Direccionamiento
Creación de tramas
Control de errores
Gestión de interfaces
Conexión Física Físico Conexión Física
Funciones de X.25 y Frame Relay en el modelo OSI
1.1 Estandarización De Frame Relay
La propuesta inicial para la estandarización de Frame Relay se presentó el CCITT
(Comité Consultivo Internacional de Telefonía y Telegrafía) en 1984. Sin embargo, por su
falta de interoperabilidad y estandarización, Frame Relay no tuvo gran aceptación a
finales de los 80. En 1990 ocurrió un gran desarrollo en la historia de Frame Relay cuando
las compañías Cisco, Digital Equipment, Northern Telecom y StrataCom formaron un
consorcio para aplicar la tecnología Frame Relay, que ampliaba características que
ofrecían facilidades adicionales en entornos complejos de interconectividad en redes.
En el ámbito internacional, la tecnología Frame Relay fue estandarizada por la ITU-T
(Unión Internacional de Telecomunicaciones, Sector Telecomunicaciones). En Estados
Unidos, Frame Relay es un estándar de ANSI (Instituto Nacional Americano de
Estándares).

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1.2 Características de Frame Relay
Versión aligerada del X.25 y eficiente especialmente a altas velocidades.
Pensada para combinar con otros protocolos como TCP/IP, y para interconexión
multiprotocolo de LANs.
Servicio no fiable; si llega una trama errónea se descarta y el nivel superior
(normalmente transporte) ya se enterará y pedirá retransmisión.
Tamaño máximo de paquete (trama) de 1 a 8 KB.
Velocidades de acceso típicas de 64 a 1.984 Kbps.
Habitualmente utiliza PVCs. SVCs no soportados por muchos operadores.
2. TOPOLOGÍAS DE CONEXIÓN FRAME RELAY
Las redes están basadas en topología de estrella. La razón para la configuración de
estrella responde:
Primero, refleja la estructura organizacional y flujo de datos de los negocios,
con administración centralizada y funciones locales.
Segundo, esto es impuesto por la tecnología de las líneas alquiladas.
º
Topología Estrella de Frame Relay

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3. MULTIPLEXACION EN FRAME RELAY
3.1 Multiplexación por División de Tiempo (TDM )
Frame Relay permite un uso más flexible y eficiente del ancho de banda disponible. Por lo
tanto, Frame Relay permite a los usuarios compartir el ancho de banda a un costo
reducido.
La multiplexación estadística es, en general, más eficiente que la multiplexación por
división de tiempo.
3.2 Multiplexación por división de tiempo estadístico (TDME)
En un multiplexor por división en el tiempo síncrono, puede darse el caso de que se
pierdan muchas subdivisiones temporales dentro de una trama.
La multiplexación estadística, también denominada TDM asíncrona o inteligente permite
que la tasa total de transmisión de los dispositivos de entrada sea mayor que la tasa del
medio de transmisión multiplexado

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3.3 Funcionamiento de la multiplexación.
Frame Relay proporciona un medio para realizar la multiplexación de varias
conversaciones de datos lógicas. El equipo de conmutación del proveedor de servicios
genera una tabla asignando los valores DLCI a puertos salientes. Cuando se recibe la
trama, el dispositivo de conmutación analiza el identificador de conexión y entrega la
trama al puerto saliente asociado. La ruta completa al destino se establece antes de
enviar la primera trama.
4. DISPOSITIVOS FRAME RELAY
DTE (Equipo Terminal de Datos). Los DTEs, en general, se consideran equipo
de terminal par una red específica y, por lo general, se localizan en las
instalaciones de un cliente. De hecho, pueden ser propiedad del cliente. Algunos
ejemplos de los dispositivos DTE son las terminales, computadoras personales,
ruteadores.
DCE (Equipo de Circuito de Datos). Son dispositivos de interconectividad de
redes propiedad de la compañía de larga distancia. El propósito del equipo DCE
es proporcionar los servicios de temporización y conmutación en una red, que son
en realidad los dispositivos que transmiten datos a través de la WAN. En la
mayoría de los casos, éstos son switches de paquetes. En la figura siguiente se
muestra la relación entre las dos categorías de dispositivos.
Dispositivos Frame Relay

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La conexión entre un dispositivo DTE y un DCE consta de un componente de la capa
física y otro de la capa de enlace de datos.
El componente físico define las especificaciones mecánicas, eléctricas y de procedimiento
para la conexión entre dispositivos. Una de las especificaciones de interfaz de la capa
física que más se utiliza es la especificación del RS-232 (Estándar recomendado). El
componente de la capa de enlace de datos define el protocolo que establece la conexión
entre el dispositivo DTE, que puede ser un ruteador y el dispositivo DCE, que puede ser
un switch.
5. CIRCUITOS VIRTUALES FRAME RELAY
Frame Relay ofrece comunicación de la capa de enlaces de datos orientada a la conexión
esto significa que hay una comunicación definida entre cada par de dispositivos y que
estas conexiones están asociadas con el identificador de conexión. Este servicio se
implementa por medio de un circuito virtual Frame Relay, que es una conexión lógica
creada entre dos DTE (Equipos Terminales de Datos) a través de una red de Frame
Relay.
Los circuitos virtuales ofrecen una trayectoria de comunicación bidireccional de un
dispositivo DTE a otro y se identifica de manera única por medio del DLCI (Identificador
de Conexiones de Enlace de Datos). Se puede multiplexar una gran cantidad de circuitos
virtuales en un solo circuito físico para transmitirlos a través de la red. Con frecuencia esta
característica permite conectar múltiples dispositivos DTE con menos equipo y una red
compleja.
Un circuito virtual puede pasar por cualquier cantidad de dispositivos intermedios DCE
(Switches) ubicados en la red Frame Relay.
Los circuitos virtuales Frame Relay caen dentro de dos categorías: SVCs (Circuitos
Virtuales Conmutados) y PVCs (Circuitos Virtuales Permanentes).
Circuito Virtual de Frame Relay

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5.1 Circuitos Virtuales Permanentes (PVC)
Los PVCs son conexiones establecidas en forma permanente, que se utilizan en
transferencia de datos frecuentes y constantes entre dispositivos DTE a través de la red
Frame Relay. La comunicación a través de un PVC no requiere los estados de
establecimiento de llamada y finalización que se utilizan con los SVCs.
Los PVCs siempre operan en alguno de los estados siguiente:
Transferencia de datos: Los datos se transmiten entre los dispositivos DTE a
través del circuito virtual.
Ocioso: Ocurre cuando la conexión entre los dispositivos DTE está activa, pero no
hay transferencia de datos. A diferencia de los SVCs los PVCs no se darán por
finalizados en ninguna circunstancia ya que se encuentran en estado ocioso.
Los dispositivos DTE pueden comenzar la transferencia de datos en cuanto estén listos,
pues el circuito está establecido de manera permanente.
5.2 Circuitos Virtuales Conmutados (SVC)
Los SVCs son conexiones temporales que se utilizan en situaciones donde se requiere
solamente de una trasferencia de datos esporádica entre los dispositivos DTE a través de
la red Frame Relay. La operación de una sesión de comunicación a través de un SVC
consta de cuatro estados:
Establecimiento de la llamada: Se establece el circuito virtual entre dos
dispositivos DTE Frame Relay.
Transferencia de datos: Los datos se transmiten ente los dispositivos DTE a
través del circuito virtual.
Ocioso: La conexión entre los dispositivos DTE aún está activo, sin embargo no
hay transferencia de datos. Si un SVC permanece en estado ocioso por un periodo
definido de tiempo, la llamada puede darse por terminada.
Terminación de la llamada: Se da por terminado el circuito virtual entre los
dispositivos DTE.
Una vez finalizado un circuito virtual los dispositivos DTE deben establecer un nuevo SVC
si hay más datos que intercambiar. Se espera que los SVC se establezcan, conserven y
finalicen utilizando los mismos protocolos de finalización que se usan en ISDN. Sin
embargo, pocos fabricantes de equipo DCE Frame Relay soportan SVCs. Por lo tanto, su
utilización real es mínima en las redes Frame Relay actuales.
6. IDENTIFICADOR DE CONEXIÓN DEL ENLACE DE DATOS (DLCI)
Los circuitos virtuales de Frame Relay se identifican a través de los DLCIs. Normalmente
los valores de DLCI son asignados por el proveedor de los servicios de Frame Relay (en
su caso, la compañía telefónica). Los DLCIs Frame Relay tiene un significado local, lo que
significa que los valores en sí mismo no son únicos en la WAN Frame Relay.

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Por ejemplo, dos dispositivos DTE conectados a través de un circuito virtual, pueden usar
un valor diferente de DLCI para hacer referencia a la misma conexión. La figura a
continuación muestra cómo se puede asignar a un solo circuito virtual un valor DLCI
diferente en cada extremo de la conexión.
DLCI de Frame Relay
7. ESTRUCTURA DE LA TRAMA FRAME RELAY
Las tramas Frame Relay pueden tener diferentes longitudes, ya que hay una gran
variedad de opciones disponibles en la implementación, conocidos como anexos a las
definiciones del estándar básico.

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Flags (Indicadores): Delimitan el comienzo y la terminación de la trama. El valor de este
campo es siempre el mismo y se representa con el número hexadecimal 7E o el número
binario 01111110.
Direcciones: Contiene la información siguiente
DLCI (Identificador de conexión de enlace de datos): El DLCI de 10 bits es la
esencia del encabezado de Frame Relay. Este valor representa la conexión virtual
entre el dispositivo DTE y el switch. Cada conexión virtual que se multiplexa en el
canal físico será representada por un DLCI único.
Los valores del DLCI tienen significado local solamente, lo que indica que son
únicos para el canal físico en que residen; por lo tanto, los dispositivos que se
encuentran en los extremos opuestos de una conexión pueden utilizar diferentes
valores DLCI para hacer referencia a la misma conexión virtual.
C/R: El C/R es el bit que sigue después del byte DLCI en el campo de direcciones,
no está definido hasta el momento.
EA (dirección extendida): La EA se utiliza para indicar si el byte cuyo valor EA es
1, es el último campo de direccionamiento. Si el valor es 1, entonces se determina
que este byte sea el último octeto DLCI. Aunque todas las implementaciones
actuales de Frame Relay utilizan un DLCI de dos octetos, esta característica
permitirá que en el futuro se utilicen DLCIs más largos. El octavo bit de cada byte
del campo de direcciones de utiliza para indicar el EA.
Control de saturación: Este campo consta de 3 bits que controlan los mecanismos de
notificación de la saturación en Frame Relay. Éstos son los bits FECN, BECN y DE, que
son los últimos bits en el campo de direcciones.
FECN (Notificación de la Saturación Explícita Hacia Adelante): Es un campo
de un solo bit que puede fijarse con el valor de 1 por medio de un interruptor para
indicar a un dispositivo DTE terminal, como un ruteador, que ha habido saturación
en la dirección de la trama del origen al destino. La ventaja principal de usar los
campos FECN y BECN es la habilidad que tienen los protocolos de las capas
superiores de reaccionar de manera inteligente ante estos indicadores de
saturación.

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BECN (Notificación de Saturación Explicita Hacia Atrás): Es un campo de un
solo bit que, al ser establecido en 1 el valor por un switch, indica que ha habido
saturación en la red en la dirección opuesta a la de la transmisión de la trama
desde el origen al destino.
DE (Elegible para ser rechazada): Se utiliza para indicar que una trama tiene una
importancia menor que otras. El bit DE es parte del campo Direcciones en el
Encabezado de la trama Frame Relay. Este bit es fijado por el dispositivo DTE, un
ruteador por ejemplo, para indicar que la trama marcada es de menor importancia
en relación con otras tramas que se marcan como "elegible para descartes" deben
ser descartadas antes de cualquier otra. Lo anterior representa un mecanismo
justo de establecimiento de prioridad en las redes Frame Relay.
Datos: Los datos contienen información encapsulada de las capas superiores. Cada
trama en este campo de longitud variable incluye un campo de datos de usuario o carga
útil que varía en longitud y podrá tener hasta 16000 bytes. Este campo sirve para
transportar el PDU (Protocol Data Unit) a través de una red Frame Relay.
FCS (Secuencia de verificación de tramas): Asegura la integridad de los datos
transmitidos. Este valor calculado por el dispositivo de origen y verificado por el receptor
para asegurar la integridad de la transmisión.
La red sólo se encarga de la transmisión y conmutación de los datos, así como de indicar
cuál es el estado de sus recursos. En el caso de errores o de saturación de los nodos de
la red, los equipos del usuario solicitarán el reenvío (al otro extremo) de las tramas
incorrectas y si es preciso reducirán la velocidad de transmisión, para evitar la congestión.
8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE FRAME RELAY
8.1 Ventajas
Control entre hosts finales. No existe intercambio de información entre nodos. Sólo
se envía un reconocimiento desde el sistema final.
Puede ser implementado en software (por ejemplo en un router), y por tanto puede
ser mucho más barato.
Está orientado a conexiones, como la mayoría de las WAN’s.
Puede "empaquetar" tramas de datos de cualquier protocolo de longitud variable.

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Ahorro en los costes de telecomunicaciones: Con el servicio Frame Relay los
usuarios podrán transportar simultáneamente, compartiendo los mismos recursos
de red, el tráfico perteneciente a múltiples comunicaciones y aplicaciones, y hacia
diferentes destinos.
Flexibilidad del servicio: Frame Relay es la solución adaptable a las
necesidades cambiantes, ya que se basa en circuitos virtuales permanentes
(CVP), que es el concepto de Red Pública de Datos, equivalente al circuito punto a
punto en una red privada. Sobre una interfaz de acceso a la red se pueden
establecer simultáneamente múltiples circuitos virtuales permanentes distintos, lo
que permite una fácil incorporación de nuevas sedes a la Red de Cliente.
Servicio normalizado: Frame Relay es un servicio normalizado según los
estándares y recomendaciones de UIT -T, ANSI y Frame Relay Forum, con lo que
queda garantizada la interoperatividad con cualquier otro producto Frame Relay
asimismo normalizado.
8.2 Desventajas
Sólo ha sido definido para velocidades de hasta 1,544/2,048 Mbps.
No garantiza la entrega de los datos.
Una característica existente en la conmutación de paquetes es el proceso de
garantizar el envío de datos. Frame Relay no ofrece esto, no se establece ningun
orden acerca como las tramas deben pasar a través de la red. La única
recomendación de Frame Relay es que las tramas deben llegar en el mismo orden
en que fueron mandadas. Para garantizar la correcta secuenciación de la tramas.
Este mecanismo de secuenciación no debe confundirse con el proceso de
garantizar la integridad de los datos.
Las redes de conmutación de paquetes, generalmente garantizan que los datos
que son mandados en la red son recibidos por el usuario en el misma secuencia y
sin errores. Mediante un número de comprobación secuencia de paquetes y una
comprobación de error en los paquetes. Los requisitos para que los datos sean
entregados en la misma secuencia en que fueron recibidos está relacionado
únicamente con que los datos no sean perdidos dentro de la red.
La intención del protocolo de Frame Relay es operar a altas velocidades, en
circuitos digitales de excepcionalmente buena calidad, donde los errores en los
bits son extremadamente raros. Sin embargo, mientras que el número de errores
introducido por el uso de esa infraestructura es pequeño, la red podría perder
muchas tramas simplemente porque es incapaz de entregarlas a causa de la
congestión.
Un ejemplo, asumiendo que la trama es perdida en el primer salto ( o por
congestión en el primer conmutador), los saltos de tramas 2 al 6 representan la
petición de retransmisión y los saltos del 7 al 11 representan la retransmisión. Por
tantos para una trama única pasando a través de la red se requieren al menos 11
saltos de procesamiento, más del doble de los requeridos si no ocurre error.

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Si una trama es perdida en el último salto, 14 saltos de procesamiento son
necesarios para recuperarla, como se muestra en la figura, los saltos del 1 al 5
para el camino inicial, 6 al 10 para la petición de retransmisión, y los saltos del 11
al 15 para la retransmisión, esto representa más de tres veces el procesamiento
requerido para el paso de una trama simple.
9. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
Tecnologías de Interconectividad de Redes, Steve Spanier - Tim Stevenson.
http://www.zonavirus.com/articulos/que-es-frame-relay.asp
http://www.angelfire.com/wi/ociosonet/7.html
http://webdesk.com/pages/networking/ccitt.html
http://www.dsi.com.mx/
http://www.cisco.com
http://www.ibw.com.ni/~alanb/frame-relay/cfr1.htm
http://www.monografias.com/trabajos11/frame/frame.shtml#topo
http://html.rincondelvago.com/frame-relay.html

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