[Information Network] Virtual Circuit Networks : Frame Relay(프레임 중계)

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Frame Relay

프레임 중계는 새로운 WAN 요구에 부응하여 설계된 가상회선 광역통신망 기술이다.
프레임 중계 이전에 많은 기관들은 Network layer에서 교환 기능을 가진 X.25와 같은 가상회선 교환네트워크를 사용하였지만 여러 단점이 있었다.

X.25, T-1/T-3

어느 한 곳에서 다른 곳으로 패킷을 전송하기 위해 광역통신망을 필요로 하는 인터넷은 X.25를 사용했다. 그러나 최근 다른 WAN 기술에 의해 대체되고 있는데 다음과 같은 단점이 있다.

X.25는 64kbps의 낮은 데이터 전송률을 사용한다.

최근에는 좀 더 높은 데이터율을 가진 WAN이 필요

X.25는 data link layer와 network layer의 두 계층에서 광범위한 흐름 및 오류 제어 방식을 사용한다.

X.25가 오류가 심한 전송매체를 사용하던 1970년대에 설계되었기 때문, 이로 인하여 overhead가 커졌고, 전송을 느리게 한다.

X.25는 인터넷이 아니라 사적인 사용을 위해 설계되었기 때문에 자체의 Network layer를 가지고 있다. 이로 인해

Network layer에서 패킷이 캡슐화된다. 인터넷은 자신의 Network layer를 가지고 있기 때문에, 인터넷이 X.25를 사용한다면 overhead가 두 배

이로 인해 X.25에 실망한 여러 기관들이 data rate을 극복하기 위하여 공중 서비스 제공자로부터 T-1이나 T-3회선을 임대하여 자체적인 시설을 만들었지만 이 방법 또한 몇몇 단점을 가지고 있었다.

n개의 지점이 있다면 n(n-1)/2개의 line이 필요하기 때문에 비용적으로 매우 비싸다.

1.544, 44.376Mbps로 data rate이 고정되어 있다.

프레임 중계는 앞에서 언급한 단점들을 보완하기 위해 설계되었다.

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특  징

1. 높은 전송속도(1.544Mbps, 최근에는 44.376Mbps)에서 동작한다.

2. Physical layer와 Data link layer에서만 동작하기 때문에 Backbone network로써 쉽게 이용될수 있다.

  TCP/IP와의 연동이 용이

3. Burst data를 허용한다.

4. 9,000 byte의 frame 길이를 가지는데, 이는 모든 근거리 통신망의 frame을 수용할 수 있게 한다.

5. 기존 WAN보다 저렴하다.

6. Data link layre에서만 오류 검출을 사용(좀 더 신뢰성 있는 매체와 상위 계층에서 흐름 및 오류제어를 하는 프로토콜을 위한 고속의 전송능력을 제공하는 방식으로 설계)

process의 단순화

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구  조

프레임 중계는 영구적인 가상회선이나 가상회선의 교환을 제공한다. 다음에서 프레임 중계 WAN은 인터넷에서 하나의 링크로 이용되고 있다.

Virtual Circuit Network

프레임 중계는 가상회선 네트워크로써, DLCI(data link connection identifier, 데이터링크 연결 식별자)라고 하는 번호에 의해 식별된다.

프레임 중계에서 VCI는 DLCI라고 불린다.

프레임 중계는 PVC, SVC 둘다 사용한다.

영구가상회선(PVC)와 교환가상회선(SVC)

PVC

Virtual Circuit이 망을 사용하지 않더라도 항상 유지 되기 때문에 비 효율적이다.

연결은 하나의 발신지와 하나의 목적지로 만들어진다. 만약에 발신자가 여러개의 수신자를 필요로 하는 경우 각각의 연결을 따로 해주어야 한다.

때문에 특별한 경우에만 사용된다.

SVC

PVC의 대안으로 사용되며, 임시적으로 만들어져서 발신자와 수신자 사이에서 데이터가 전송 될 때만 유지된다.

때문에 설정하고 종결하는 단계가 필요하다.

교환기

프레임 중계 네트워크에서 각 스위치는 frame 경로를 위한 table을 가지고 있다. 이 table은 input port-DLCI 조합을 output port-DLCI 조합으로 맞춘다. 유일한 차이점은 VCI이 DLCI로 대치 된 것뿐이다.

DLCI : frame내의 주소 field

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Frame Relay Layer


프레임 중계는 오직 physical layer와 data link layer에서만 동작한다.
 

Physical layer

프레임 중계의 물리층을 위해 정의된 특정 프로토콜은 없다. ANSI에서 인정하는 모든 protocol을 지원한다.

Data link layer

data link layer에서 프레임 중계는 흐름과 오류 제어를 제공하지 않는 단순한 프로토콜을 사용.

단지 오류 검출 절차만을 가지고 있다.

==> 프레임 중계는 흐름 제어 또는 오류 제어를 제공하지 않는다. 이들은 반드시 상위계층 프로토콜에서 제공되어야만 한다. 이들은 오로지 2계층 내의 hob by hop 전송에 중점을 두고 있다.

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FRAD (Frame Relay Assembler/Disassembler)

다른 프로토콜로부터 도착한 frame들을 처리하기 위하여 프레임 중계 조합기/분해기(FRAD) 장치를 이용한다.

FRAD는 다른 프로토콜로부터 온 frame을 조합하고 분해하여 프레임 중계 frame으로 전송한다.

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Frame Relay Option

VOFR (Voice Over Frame Relay, 프레임 중계상의 음성)

프레임 중계는 네트워크를 통해 음성을 보내는 VOFR이라 불리는 선택사항을 제공한다. PCM을 이용하여 디지털화되고 압축되어 네트워크를 통해 data frame으로 보내진다. 그러나 음성의 품질은 회선 교환망을 통한 음성 서비스만큼 좋지 못하다.

LMI (local manabement information, 지역관리정보)

좀더 많은 관리 특성을 제공하기 위하여 추가된 프로토콜로써,

 * 생존유지 메커니즘을 통하여 data가 잘 전달되고 있는지 점검
 * 멀니 캐스트 방법을 통하여 하나의 단말기에서 하나 이상의 원격 단말기에 frame 전송
 * 한 단말기가 교환기의 상태를 점검할 수 있도록 하는 방법

혼잡제어와 서비스의 품질 제공