Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Практические аспекты построения корпоративных сетей Frame Relay (часть II)

С. А. Белов, М. Б. Салосин

В первой части статьи были рассмотрены вопросы построения магистральных сетей Frame Relay и передачи по ним трафика ЛВС. Традиционные механизмы управления потоком, предусмотренные технологией Frame Relay, позволяют обеспечить высокую эффективность информационного обмена удаленных ЛВС. В оборудовании большинства фирм реализованы и дополнительные механизмы, которые создают условия, необходимые для качественной передачи трафика, чувствительного к временныўм задержкам, например речи. Устройства Frame Relay с функциями передачи речи успешно используются, в том числе и в России. Однако, прежде чем перейти к обсуждению этих дополнительных механизмов и рассмотрению проблем организации наложенной телефонной сети, остановимся на особенностях подключения оборудования Х.25 к сети Frame Relay.

Подключение оборудования Х.25

Как отмечалось в первой части статьи, при создании ведомственных сетей с интеграцией услуг часто требуется обеспечить функционирование эксплуатируемых ранее сетей X.25. Подключить соответствующее оборудование к сети Frame Relay можно несколькими способами. Один из них заключается в использовании режима непосредственной инкапсуляции трафика данных в кадры Frame Relay (рис. 1, вариант 1). Другой способ, основной, базируется на применении встроенных в оборудование Frame Relay модулей (функций) поддержки X.25 (рис. 1, вариант 2).

Режим непосредственной инкапсуляции трафика в кадры Frame Relay реализован во многих видах оборудования. Например, в оборудовании фирм Motorola и Memotec возможна установка портов Frame Relay в так называемый "прозрачный" режим. Находящийся в таком режиме порт связывается виртуальным соединением с ответным "прозрачным" портом в узле назначения. К "прозрачному" порту может подключаться любое оборудование, передающее HDLC-подобные кадры, т. е. кадры, обрамленные флагами, снабженные двухбайтной проверочной последовательностью и подвергнутые процедуре бит-стаффинга. Содержимое этих кадров, включая заголовок, без какого-либо анализа управляющей информации передается по сети Frame Relay до "прозрачного" порта узла-получателя, где кадр восстанавливается (добавляется контрольная последовательность, выполняются процедуры бит-стаффинга и обрамления флагами) и передается в абонентское оборудование. Таким образом, "прозрачный" режим позволяет создать канал точка-точка, "прозрачный" для любого HDLC-подобного трафика. С точки зрения оборудования X.25 магистральные каналы тональной частоты заменяются "прозрачными" каналами, организованными средствами Frame Relay, что обеспечивает функционирование сети X.25 "поверх" магистральной сети Frame Relay (см. рис. 1, вариант 1).

Важным достоинством рассмотренного способа подключения является то, что при его использовании не требуется изменять конфигурацию оборудования X.25. Для подключения этого оборудования "прозрачные" порты коммутаторов Frame Relay устанавливаются в режим DCE, точнее, в тот же самый режим, что и используемые ранее устройства организации дискретного канала связи, в нашем случае - модемы. Все логические параметры (таблицы маршрутизации, параметры протоколов физического, канального и сетевого уровней) остаются без изменений. Возможное исключение составляют параметры окон протоколов канального и сетевого уровней. Размер окна может оказаться недостаточным для эффективной передачи трафика, так как при замене физического канала "прозрачным" возрастает величина временноўй задержки. Это приведет к возникновению пауз в процессе передачи информации (паузы связаны с ожиданием подтверждений от принимающей стороны) и вызовет снижение эффективной скорости передачи данных. Увеличение размера окна повысит скорость до оптимального значения. Недостаток описанного выше способа подключения оборудования Х.25 очевиден. Он требует задействовать "избыточное" число портов коммутатора Frame Relay, установленного в центральном узле связи (см. рис. 1).

Как уже говорилось, основной способ подключения оборудования X.25 к сети Frame Relay заключается в использовании встроенных в устройства Frame Relay функций поддержки X.25. Для этого необходимо сконфигурировать требуемое число универсальных портов этих устройств в режим X.25 или же, например в старых моделях устройств фирмы Memotec, физически добавить модуль коммутации пакетов Х.25. В обоих случаях в устройствах Frame Relay появляются порты, поддерживающие X.25, к которым можно подключить существующее оборудование. Соответствующая внутренняя конфигурация этих устройств обеспечит инкапсуляцию трафика X.25 в кадры Frame Relay для дальнейшей передачи через магистральную сеть - по постоянным виртуальным соединениям (PVC), проложенным до узлов-получателей.

В этом случае фактически появляются новые узлы X.25 (в оборудовании Frame Relay), соединенные между собой прямыми каналами связи, в качестве которых выступают виртуальные соединения Frame Relay. Вновь появившиеся узлы являются полнофункциональными узлами X.25 и, следовательно, требуют соответствующей настройки - определения таблиц маршрутизации, согласования параметров протоколов X.25 (модулей нумерации кадров и пакетов, размеров окон и таймеров, предельных значений системных счетчиков и т. д.).

С точки зрения стратегии проведения инсталляционных работ существенное изменение конфигурации уже эксплуатируемого оборудования X.25 крайне нежелательно. Поэтому специалистами компании "Информсвязь" во многих случаях практиковался следующий подход. В установленном в периферийных узлах оконечном оборудовании Х.25 таблицы маршрутизации не изменялись, а в оборудовании Frame Relay - настраивались на сквозную трансляцию входящих пакетов в определенный выходной порт без какого-либо анализа адресов X.25. В этом случае требуется незначительное изменение таблиц маршрутизации Х.25 центрального и транзитных узлов. Необходимость внесения изменений связана с тем, что подключение оконечного оборудования Х.25 осуществляется при помощи меньшего числа соединений, чем было до модернизации сети.

Во многих случаях функции ранее эксплуатируемого оборудования X.25 становятся избыточными, поскольку все они, в том числе и организация доступа по асинхронным протоколам, могут выполняться встроенными средствами устройств Frame Relay. Однако часто целесообразно допустить некоторую избыточность с целью сохранения привычных для пользователей абонентских средств и облегчения процесса внедрения системы.


Рис. 1. Подключение оборудования X.25 к магистральной сети Frame Relay

Организация наложенной телефонной сети

Современные устройства Frame Relay могут быть оборудованы модулями оцифровки и компрессии речи. Эти процессы осуществляются низкоскоростными (вокодерными) методами, которые, используя естественную избыточность человеческого голоса, преобразуют один речевой канал в цифровой поток со скоростью передачи от 4,8 до 16 Кбит/с вместо 64 Кбит/с, необходимых при стандартной оцифровке с применением процедуры ИКМ. Качество речи при этом остается достаточно высоким. Так, при оцифровке со скоростью порядка 8 Кбит/с оно соответствует требованиям, предъявляемым к качеству передачи речи в зарубежных сетях сотовой связи.

При использовании оборудования фирмы Memotec для одного речевого канала при скорости оцифровки 4,8 Кбит/с требуется (с учетом протокольной избыточности) полоса пропускания около 6,2 Кбит/с. Поэтому в канале связи с пропускной способностью 14,4 Кбит/с можно одновременно передавать два речевых потока и поток данных со скоростью не ниже 2 Кбит/с.

Дополнительную экономию полосы пропускания при передаче речи обеспечивает механизм подавления пауз. Как известно, в ходе обычного телефонного разговора каждый абонент говорит только около 40% времени, а 60% - молчит. Большинство устройств Frame Relay могут приостанавливать передачу "пустых" речевых кадров в периоды молчания, используя их для пересылки кадров других информационных потоков. На приемной стороне во время пауз должен генерироваться сигнал, соответствующий естественному шумовому уровню, чтобы у собеседника не создавалось впечатления разрыва соединения. Некоторые продукты во время пауз периодически передают фрагменты реальной фоновой обстановки, которые аппроксимируются и "озвучиваются" для абонента. Благодаря этому создается иллюзия полноценной передачи речи, с реальным шумовым фоном во время пауз.

Методы низкоскоростной оцифровки разрабатывались для обработки речи, поэтому их нельзя использовать при передаче неречевых сигналов телефонного спектра, например сигналов факса или модема. Эти сигналы принципиально отличаются от речевых, поэтому при обработке такими методами они будут очень сильно искажены. Следовательно, телефонные модули оборудования Frame Relay должны автоматически распознавать неречевые сигналы и передавать их без сжатия. Практически все производители оборудования Frame Relay, в том числе Memotec и Motorola, реализовали в своих продуктах функции автоматического распознавания сигналов факсимильных аппаратов группы 3 и преобразования их в цифровую форму (без использования "речевых" механизмов оцифровки). Поэтому телефонные и факсимильные аппараты можно подключать к оборудованию Frame Relay не внося каких-либо изменений в конфигурацию портов. Что же касается сигналов модемов, то их распознавание не реализовано практически ни в одном из распространенных типов оборудования Frame Relay. Правда, для корпоративных сетей этого и не требуется, так как потоки данных можно пустить через порты данных, в обход телефонных модулей.

Для подключения телефонных систем к устройствам Frame Relay последние оборудуются соответствующими интерфейсами (обычно путем установки сменных модулей). Как правило, поддерживаются следующие интерфейсы:

  • FXS (аналоговый двухпроводный), используется для подключения аналоговых телефонных аппаратов и, реже, учрежденческих АТС (УАТС) по внешним линиям
  • FXO (аналоговый двухпроводный), используется для подключения учрежденческих или городских АТС по абонентским линиям
  • E&M (аналоговый четырех-, шести- или восьмипроводный), используется для подключения учрежденческих или городских АТС с передачей речи и сигнализации по разным парам проводов, обеспечивает более полную отработку процедур управления соединениями и распространение большей части сервисных функций УАТС на всю распределенную систему
  • Е1 (G.703), применяется для передачи группового 30-канального сигнала в цифровой форме, особенно эффективен для подключения АТС в крупных узлах

Для установления телефонных соединений устройства Frame Relay выполняют следующие действия: они распознают передаваемые телефонным оборудованием сигналы набора номера и в соответствии с таблицей маршрутизации телефонных вызовов выбирают логическое соединение Frame Relay, по которому речь будет передаваться вызываемому абоненту. Все устройства Frame Relay, "умеющие" устанавливать телефонные соединения, распознают тоновый набор номера (DTMF) и лишь некоторые, в том числе выпускаемые фирмой Memotec, - импульсный. Последнее очень важно для России, где импульсный набор распространен очень широко. Оборудование Memotec можно сконфигурировать таким образом, чтобы одни порты были настроены на тоновый набор, а другие - на импульсный. Это позволит, например, во внутренней телефонной сети использовать тоновый набор, а для выхода в городскую телефонную сеть через порты устройства Memotec - импульсный. В этом случае при звонке с местного аппарата в город тоновый набор будет преобразовываться в импульсный (и наоборот).

При многоступенчатом наборе номера использование импульсного режима может вызвать определенные проблемы. Рассмотрим следующий пример. Пусть абонент А (рис. 2), подключенный к УАТС и использующий импульсный набор, хочет связаться с абонентом В. Для этого он набирает сначала код выхода на локальный коммутатор Frame Relay фирмы Memotec (К1), а затем, услышав его "гудок", - номер абонента B в системе нумерации оборудования Memotec. Однако, установив соединение с устройством К1, УАТС переходит в фазу передачи речи и не может транслировать должным образом следующие цифры импульсного набора.


Рис. 2. Сеть Frame Relay с интеграцией услуг

Для решения возникающей проблемы существует несколько способов. Во-первых, можно запрограммировать УАТС так, чтобы она принимала сразу все цифры номера, а затем самостоятельно выдавала их по ступеням с необходимыми паузами или ожиданием промежуточного "гудка". Во-вторых, в небольших сетях число линий связи УАТС с оборудованием Memotec можно увеличить таким образом, чтобы выбор выходной линии УАТС однозначно определял вызываемого абонента. В этой ситуации соединение от локального устройства Memotec до удаленного абонента реализуется при помощи функции прямого вызова - соединение устанавливается автоматически без набора дополнительного номера. В конце концов, телефонный аппарат во время набора второй и последующих ступеней номера можно переключать в тоновый режим, если, конечно, внутренняя сеть обеспечивает поддержку этого режима.

Заметим, что в приведенном выше примере у абонента В не возникнет никаких трудностей с многоступенчатыми импульсными номерами, поскольку оборудование Memotec осуществляет корректную трансляцию и отработку второй и последующих ступеней импульсного набора номера.

При стыковке с отечественными АТС также могут возникнуть некоторые проблемы, связанные с импульсным набором номера. Они обусловлены нестандартными значениями длительности импульсов и других временныўх параметров процедуры набора номера. Оборудование фирмы Memotec позволяет корректировать значение этих параметров программным способом.

При использовании тонового набора указанные проблемы не возникают, поэтому рекомендуется по возможности выбирать именно его. Достоинством тонового набора является и более быстрая передача цифр телефонного номера.

Помимо функции установления соединений, развитое оборудование Frame Relay выполняет все основные сервисные функции, имеющиеся у телефонных станций. К ним относятся переадресация вызова, серийное искание (hunt-группа), прямой вызов, автоматическое добавление префиксов, сбор статистики и т. д.

Использование функций прямого вызова и серийного искания проиллюстрируем на следующем примере. Допустим, в центральном узле корпоративной сети звездообразной топологии установлена УАТС, а в ее филиалах имеется по одному телефонному аппарату, подключенному непосредственно к оборудованию Frame Relay. С учетом пожеланий заказчика и ограниченной пропускной способности магистральных каналов, запрещена телефонная связь непосредственно между филиалами и разрешена лишь связь "центр-филиал". В этом случае целесообразно объединить линии связи между УАТС и устройством Frame Relay центрального узла в группу серийного искания и использовать функцию прямого вызова для организации связи между филиалами и центральным узлом. Сняв телефонную трубку, абонент, находящийся в филиале, автоматически "выйдет" на одну из свободных линий группы серийного искания центрального узла и сразу услышит гудок центральной УАТС. После чего он сможет связаться с нужным ему абонентом центрального узла (набрав соответствующий местный номер) или выйти в городскую телефонную сеть. Для того чтобы позвонить из центрального узла в филиал, необходимо будет сначала набрать групповой номер выхода в локальный коммутатор Frame Relay, а затем - номер удаленного абонента в соответствии с системой телефонной нумерации, определенной в оборудовании Frame Relay.

В первой части статьи говорилось о том, что для качественной передачи речи по сети Frame Relay, как правило, недостаточно использовать базовые механизмы управления потоком. Для этого необходимо задействовать имеющиеся во многих устройствах Frame Relay механизмы приоритизации виртуальных каналов и сегментации длинных кадров данных. Механизмы сегментации важны, поскольку никакая приоритизация не поможет, если между короткими речевыми кадрами "вклинится" длинный кадр данных, который чрезмерно задержит последующий речевой кадр. В некоторых устройствах, в частности производимых фирмой Motorola, реализован динамический механизм сегментации, который включается при установлении телефонных соединений и выключается при их разрыве.

Для обеспечения качественной передачи речи по постоянным виртуальным соединениям (PVC) Frame Relay в некоторых случаях необходимо ограничить количество активных телефонных соединений в магистральном канале. Это особенно актуально при построении разветвленной сети.


Рис. 3. Фрагмент сети Frame Relay

Рассмотрим фрагмент сети Frame Relay (рис. 3). Пусть пропускная способность всех каналов связи равна 14,4 Кбит/с, а для передачи одного речевого потока требуется полоса пропускания 6,2 Кбит/с. Понятно, что по каналу А-В не может быть организовано одновременно более двух телефонных соединений. В такой ситуации наиболее логично следующее: разрешить установление соединения двум абонентам, позвонившим первыми, и отказать всем остальным. Однако в общем случае оборудование Frame Relay не имеет оперативных и надежных средств для определения реальной активности телефонных соединений, оно отслеживает лишь принципиальную доступность PVC. Одно из решений возникающей проблемы - "отбой" лишних соединений на уровне телефонных портов. Например, если абонентам периферийных узлов разрешено звонить только в центральный узел, то адресация поступающих с периферии телефонных вызовов на группу серийного искания, состоящую из двух портов, решит проблему: первые два звонящих займут порты в центральном узле, остальные же получат отказ из-за занятости вызываемых портов. Другое решение основано на присвоении различным абонентам разных уровней приоритета. Тогда абоненты с более высоким уровнем приоритета будут вытеснять абонентов с более низким уровнем. Возможна комбинация этих двух решений.

Заметим, что подобной проблемы не возникнет при реализации сети Frame Relay на базе коммутируемых виртуальных соединений (SVC). В этом случае каждый запрос на установление телефонного соединения инициирует установление нового SVC, а следовательно, появляется возможность отказать в обслуживании запроса, если лимит на соединения исчерпан. Реализованный в оборудовании фирмы Motorola режим SVC позволяет регулировать число активных телефонных соединений. Для каждого магистрального порта Frame Relay можно ограничить полосу пропускания, отводимую под передачу речи. При установлении каждого нового телефонного соединения (оборудование отличает запросы на телефонные соединения от запросов на другие типы соединений) проверяется заданное ограничение на полосу пропускания - если оно превышено, то в соединении будет отказано.

В последних версиях оборудования фирмы Memotec также реализован механизм ограничения максимальной полосы пропускания, отводимой под передачу речи.

***

Технология Frame Relay активно внедряется в России. Имеющийся у компании "Информсвязь" опыт реализации десятков проектов подтверждает эффективность использования этой технологии для построения сетей связи с интеграцией услуг.

При кажущейся простоте технологии Frame Relay особенности ее реализации в оборудовании разных производителей создают ряд проблем. Некоторые из них при поверхностном изучении технологии не являются очевидными. Авторы надеются, что приведенные в статье примеры возникновения "узких" мест и предложенные способы их устранения будут полезны как заказчикам, так и проектировщикам сетей Frame Relay.





  
6 '1998
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Cеть напрокат

локальные сети

• Сегментирующие концентраторы для рабочих групп

• Сопряжение сетей Ethernet и Fast Ethernet

• NDPS - решение проблем сетевой печати?

• Рост рынка волоконной оптики

• Можно ли Windows NT доверять секреты?

• Системы микроклимата

• Тестируем переключатели KVM

корпоративные сети

• На переднем крае IP-коммутации

• Исследуем связующее ПО

• Как выбрать коммутатор АТМ

услуги сетей связи

• Практические аспекты построения корпоративных сетей Frame Relay (часть II)

• Связь в Сургуте: слагаемые успеха

• Интеллектуальные сети и услуги

• Куда шагает Frame Relay

системы учрежденческой связи

• Системы микросотовой связи стандарта DECT

• Принципы выбора УПАТС (часть II)

• Документальная телеконференция: недостающее звено между аудио- и видеоконференц-связью

интернет и интрасети

• Border Manager - служба безопасности от Novell

• Кто ищет, тот всегда найдет

защита данных

• Защита от "вероломных" Java-приложений

• Серверы-посредники Socks

• CeBIT'98: технологии информационной безопасности

новые продукты

• Новые сетевые принтеры на Comtek'98, Не хочу отдавать обратно OfficeConnect Dual Analog, С возвращением, LANNET!; Мультисервисный концентратор доступа MC3810 фирмы Cisco, Пополнение семейства Vanguard, Кластер серверов от INPRO Computer Systems

только на сервере

• Система S.W.I.F.T. и информационная безопасность

• Экспертиза, проектирование и реинжиниринг



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх