تقنية ال Frame Relay

######################
تقنية ال Frame Relay:
######################

تعتبر تقنية Frame Relay من تقنيات تبديل الحزم Packet Switching، وتوفر هذه التقنية تشبيكا سريعا ومرناً. وهي تسمى بهذا الإسم لأن البيانات المرسلة يتم إرسالها على شكل وحدات تسمى إطارات Frames.

وقد طورت هذه التقنية لتحقق أكبر استفادة من الإتصالات الرقمية وأسلاك الألياف البصرية ولهذا فهي توفر:

1- إتصالات سريعة جدا.
2- موثوقية أعلى من وسائل تبديل الحزم التماثلية مثل X.25.

تتراوح سرعات نقل البيانات في هذه التقنية بين 56 كيلوبت في الثانية و 45 ميجابت في الثانية.

المسؤول عن تحديد معيارات هذه التقنية هي هيئات ANSI و CCITT/ITU بالإضافة إلى منتدى Frame Relay Forum وهو عبارة عن منتدى أبحاث يجمع بين منتجي وموزدي تقنية Frame Relay.

وتتمثل الوظيفة الأساسية لهذه التقنية توفير سرعات عالية للربط بين الشبكات المحلية لتكوين شبكة واسعة.

توفر هذه التقنية خدمة موجهة Connection-Oriented ويتم ذلك بإعداد دائرة ظاهرية دائمة Permanent Virtual Circuit (PVC) بين الأجهزة المرسلة والمستقبلة.

تحدد PVC المسار الذي تسلكه البيانات بين الأجهزة المرسلة والمستقبلة عبر شبكة Frame Relay، وهي تسمى ظاهرية لأن الإتصال بين الإجهزة لا يكون مباشرا بل يمر عبر نظام من التنقلات عبر الشبكة.

يتم تعريف PVC المتواجدة بين أي موقعين على شبكة Frame Relay بواسطة أرقام على طرفي الإتصال، يطلق على هذه الأرقام اسم Data Link Connection Identifiers (DLCI) وهي تعمل نفس عمل العناوين في النظام البريدي.

بما أن أغلب شبكات LAN ترسل البيانات عبر شبكات WAN خلال فترات متفاوتة وغير منتظمة فإنها لا تحتاج وصول ثابت ومستمر لشبكة Frame Relay، مما يعني أن سعة نطاق الشبكة من الممكن تشاركها من قبل عدة PVC مختلفة.

لتوزيع سعة النطاق بين الشبكات النشطة تستخدم Frame Relay تقنية تسمى Statistical Packet Multiplexing (SPM) وتضمن هذه التقنية سعة نطاق محددة لكل شبكة و تسمى هذه السعة Committed Information Rate (CIR) ولكن إذا احتاجت الشبكة سعة نطاق أكبر فتتستطيع الحصول عليها إذا توفرت، بمعنى إذا لم تكن الشبكة الواسعة تعاني من ازدحام فإن أي شبكة محلية تستطيع الحصول على سعة نطاق أكبر من السعة المخصصة لها.

######################
تتمتع تقنية Frame Relay بفعالية كبيرة وذلك نظرا لما يلي:
######################

1-الآلية المبسطة لتوجيه البيانات.
2- نظام محكم للتحكم بتدفق البيانات.
3- عدم الحاجة لتحكم معقد بمعالجة الأخطاء.

######################
تتم عملية الإنضمام لشبكة Frame Relay وفقا للخطوات التالية:
######################

1- يتم الحصول على إذن من مزود الخدمة.
2- يقوم مزود الخدمة بتعيين عناوين DLCI.
3- عندما تريد شبكة محلية ما بإرسال البيانات إلى شبكة أخرى عبر Frame Relay فإنها تقوم بتحديد الدائرة الظاهرية PVC التي على البيانات أن تنتقل خلالها.
4- يتم بعدها إضافة عناوين المرسل والمستقبل إلى كل إطار Frame يتم إرساله.
5- عندما يصل الإطار إلى أي نقطة تبديل Switch، يتم قراءة عنوان DLCI للمستقبل، ولمسار الذي سيسلكه ثم يتم توجيه الإطار وفقا لوجهته المناسبة.

تسلك الإطارات نفس المسار بين المرسل والمستقبل بنفس التتابع مما يعني أنه ليست هناك أي قرارات توجيه مناطة بنقاط التبديل فالمسار يرسم ويعد قبل الإرسال وبالتالي ليست هناك أي مشكلة بخصوص تتابع البيانات المستقبلة.

ولكن ينتج عما سبق عيب واضح لهذه التقنية وهو أنه في حال إزدحام أحد المسارات على الشبكة ليست هناك أي طريقة لإعادة توجيه البيانات إلى مسارات غير مزدحمة، و لحل هذه المشكلة تستخدم هذه التقنية آلية تسمى In-Band Congestion Signaling حيث تقوم الشبكة عندما تعاني من ازدحام بتوجيه تحذيرات إلى الأجهزة المرسلة تعلمها بالمسارات التي تعاني من ازدحام لكي يتم تفاديها.

إذا وصلت الشبكة إلى مرحلة الإشباع فإنها تقوم بالتخلص من الإطارات التي لا تستطيع نقلها أو التي تكتشف أنها معطوبة، وعند وصول الإطارات إلى الكمبيوتر المستقبل سيكتشف من تتابع الإطارات أن هناك بعض الإطارات المفقودة عندها يقوم الجهاز المستقبل بالطلب من الجهاز المرسل أن يعيد إرسال الإطارات التي تم التخلص منها أثناء الإزدحام الشديد للشبكة.

نلاحظ مما سبق أن الأجهزة هي المسؤولة عن معالجة الأخطاء وليس الشبكة مما يخفف العبء عن الشبكة ويحسن أداءها.

######################
تقوم Frame Relay بالتخلص من الإطارات على الشبكة في الحالات التالية:
######################

1- إذا كانت الإطارات معطوبة أو تحتوي على أخطاء.
2- إذا كان طول الإطار يتجاوز الطول المعتمد.
3- كمية البيانات المرسلة أكبر مما هو متفق عليه وهذا في حالة الإزدحام على الشبكة.

######################
يستخدم زبائن ال Frame Relay لإدارة اتصالهم بالشبكة جهازا يسمى واجهة الإدارة المحلية أو Local Management Interface (LMI) والذي يقوم بما يلي:
######################

1- يرسل طلبات للإستعلام عن حالة الشبكة.
2- يستقبل ويعالج الردود على هذه الطلبات.

وهذا الجهاز هو للمراقبة وجمع المعلومات فقط.

######################
تنقسم شبكات ال Frame Relay إلى قسمين:
######################

1- شبكات واسعة عامة.
2- شبكات واسعة خاصة.

النوع الأول يتم توفيره من قبل شركات الإتصال ويتم تأجير خطوط للمستخدمين الراغبين بالإستفادة من خدمة Frame Relay.

######################
لتحقيق الإتصال لابد من توفر ما يلي:
######################

1- Customer Termination Equipment (CTE).
2- PVC رقمي مستأجر.
3- Frame Relay Service Point نقطة خدمة.

يعتبر CTE هو الجهاز الذي يربط بين موقع الزبون وشبكة Frame Relay.

######################
يأتي CTE على عدة أشكال وهذا يتضمن:
######################

1- موجه Router.
2- جسر Bridge.
3- جهاز وصول مستقل Frame Relay Access Device.

وأيا كان شكله فلا بد له أن يدعم مقاييس وشروط خاصة للوصول لشبكة ال Frame Relay ويطلق على هذه المقاييس User Network Interface (UNI).

يتصل CTE بخط مستأجر تتراوح سرعته بين 56 كيلوبت و 1.544 ميجابت في الثانية ويتصل هذا الخط بدوره بالشبكة من خلال منفذ وصول يسمى Frame Relay Access Port والذي يتصل بدوره بنقطة تبديل Frame Relay Switch.

لكي ندرك أهمية استخدام هذه التقنية، لنفترض أن لدينا شركة لها أربعة فروع في أماكن متباعدة، لربط هذه الفروع معا ومع المركز الرئيسي دون استخدام تقنية ال Frame Relay فإنه سيلزمنا استئجار عشرة خطوط للربط بين جميع الفروع معا.

أما باستخدام Frame Relay فكل ما نحتاجه هو استئجار خط قصير لربط كل فرع بأقرب مزود لخدمة Frame Relay.

######################
مميزات تقنية ال Frame Relay:
######################

1- توفر خيارا أسرع وأقل تكلفة من شبكات ISDN والخطوط المستأجرة.
2- القدرة على نقل أنواع مختلفة من الإشارات.
3- التوزيع الديناميكي لسعة النطاق.
4- الحاجة إلى إدارة أبسط وأقل تعقيدا من التقنيات الأخرى.