Frame Relay est
un protocole de réseau étendu qui intervient dans les couches physique et
liaison de données du modèle de référence OSI.Frame Relay est une norme
de l’UIT-T et de l’ANSI. Frame Relay est un service WAN à commutation de
paquets orienté connexion. Il fonctionne au niveau de la couche liaison de
données du modèle OSI.Frame Relay permet une
plus grande bande passante, une fiabilité et une résilience meilleures que celles
des lignes privées ou louées. Frame Relay permet de réduire le coût des réseaux
par un niveau de complexité moins élevé, par des exigences en équipement plus
faibles et par sa mise en œuvre plus simple.
Fonctionnement du
protocole Frame Relay :
La connexion entre un
équipement terminal de traitement de données (ETTD) et un équipement de
communication de données (DCE) comprend un composant de couche physique et un
composant de couche liaison de données.
Le composant physique
définit les caractéristiques mécaniques, électriques, fonctionnelles et
méthodologiques de la connexion entre les équipements en question. L’une des
spécifications d’interface de couche physique les plus répandues est la norme
RS-232.
Le composant de couche
liaison définit le protocole qui établit la connexion entre l’ETTD, tel qu’un
routeur, et le DCE, tel qu’un commutateur.
Circuits virtuels :
Le terme circuit virtuel
désigne la connexion entre deux ETTD par un réseau Frame Relay. De tels
circuits sont virtuels du fait qu’il n’existe aucune liaison électrique directe
entre leurs extrémités. Grâce aux circuits virtuels, Frame Relay partage la
bande passante entre plusieurs utilisateurs. Un site quelconque peut donc
communiquer avec n’importe quel autre site sans utiliser plusieurs lignes
physiques dédiées.Les circuits virtuels
peuvent s’établir de deux manières :
les circuits virtuels
commutés (SVC) sont établis de façon
dynamique par l’envoi de messages de signalisation au réseau (CALL SETUP, DATA
TRANSFER, IDLE, CALL TERMINATION).
les circuits virtuels
permanents (PVC) sont préconfigurés par
l’opérateur et, une fois configurés, fonctionnent uniquement dans les modes
DATA TRANSFER et IDLE. Notez que dans certaines publications, les circuits
virtuels permanents sont appelés circuits virtuels privés.
Format de trame Frame
Relay : Le routeur CPE encapsule
chaque paquet de couche 3 dans un en-tête et une queue de bande Frame Relay
avant de l’envoyer dans le circuit virtuel. L’en-tête et la queue sont définis
par la norme ITU Q.922-A relative aux services Bearer, intitulée Procédure de
liaison d’accès pour Frame Relay (Link Access Procedure for Frame Relay, LAPF).
En particulier, l’en-tête Frame Relay (champ d’adresse) contient ce qui
suit :
Processus d’encapsulation
de Frame Relay Frame Relay prélève des
paquets de données d’un protocole de couche réseau, tel que IP ou IPX, les
encapsule en tant que données d’une trame Frame Relay, puis passe cette trame à
la couche physique pour la transmettre au câble.Frame Relay reçoit tout
d’abord un paquet d’un protocole de couche réseau tel que le protocole IP.
Frame Relay l’enveloppe avec un champ d’adresse qui contient l’identificateur
DLCI et une somme de contrôle. Des champs d’indicateur sont ajoutés pour
indiquer le début et la fin de la trame. Ces champs marquent le début et la fin
de la trame et sont toujours les mêmes. Les indicateurs sont représentés soit
sous forme hexadécimale 7E, soit sous forme binaire 01111110. Une fois le
paquet encapsulé, Frame Relay passe la trame à la couche physique pour le
transport.
DLCI : les 10 bits du DLCI constituent l’essentiel de l’en-tête
Frame Relay. Cette valeur représente la connexion virtuelle entre l’équipement
ETTD et le commutateur. Chaque connexion virtuelle multiplexée sur le canal
physique est représentée par un DLCI unique. Les identificateurs DLCI n’ont
qu’une signification locale. En d’autres termes, ils ne sont uniques que sur le
canal physique sur lequel ils résident. Les équipements situés à l’autre
extrémité d’une connexion peuvent donc faire référence à la même connexion virtuelle
par des identificateurs DLCI différents.
Adresse étendue
(EA) : si la valeur du champ EA est 1,
l’octet courant est défini par le dernier octet du DLCI. Toutes les mises en
œuvres actuelles du protocole Frame Relay utilisent cependant un DLCI de 2
octets, ce qui permet une extension des adresses DLCI dans le futur. Le
huitième bit de chaque octet du champ d’adresse sert à indiquer une adresse
étendue.
C/R : bit qui suit l’octet DLCI de poids fort dans le champ
d’adresse. Le bit C/R n’est pas défini actuellement.
Contrôle d’encombrement : contient 3 bits qui contrôlent les mécanismes de
notification d’encombrement de Frame Relay. Les bits FECN, BECN, et DE sont les
trois derniers bits du champ d’adresse. Le contrôle d’encombrement fait l’objet
d’un prochain chapitre.
La couche physique suit
généralement les normes EIA/TIA-232, 449 ou 530, V.35 ou X.21. La trame Frame
Relay est un sous-ensemble du type de trame HDLC. Par conséquent, elle est
délimitée par des champs d’indicateur. L’indicateur de 1 octet utilise la
séquence de bits 01111110. La séquence de contrôle de trame (FCS) indique si
des erreurs dans le champ d’adresse de couche 2 se sont produites pendant
la transmission. La FCS est calculée avant la transmission par le nœud émetteur
et le résultat est inséré dans le champ FCS. À l’extrémité distante, une
deuxième valeur FCS est calculée et comparée à la FCS de la trame. Si les
résultats sont identiques, la trame est traitée. S’ils diffèrent, la trame est
abandonnée. Frame Relay n’envoie aucun avertissement à la source en cas
d’abandon de trame. Le contrôle d’erreur est à la charge des couches
supérieures du modèle OSI.
Topologies Frame
Relay : Dans
n’importe quelle topologie Frame Relay, quand une seule interface sert à
interconnecter plusieurs sites, des problèmes d’accessibilité peuvent
survenir. Ceci est dû à la nature d’accès multiple sans diffusion (NBMA -
nonbroadcast multiaccess) de Frame Relay (problème de Split Horizon par
exemple).
Topologie en étoile (Hub and Spoke) :Avec une topologie « hub and spoke », le
concentrateur est mis à l’emplacement permettant de réduire au maximum les
coûts de la ligne louée. Avec une topologie en étoile pour Frame Relay, chaque
site distant dispose d’une liaison d’accès au nuage Frame Relay avec un seul
circuit virtuel. Le concentrateur a une liaison d’accès avec plusieurs circuits
virtuels, un pour chaque site distant.
Topologie à maillage globale : représente une topologie à maillage
global avec lignes dédiées. Une topologie à maillage global convient dans le
cas où l’accès aux services doit être très fiable et que ces services sont
dispersés géographiquement. Une topologie à maillage global connecte un site à
chacun des autres sites. L’utilisation de lignes louées pour les
interconnexions, les interfaces série et les lignes supplémentaires viennent
augmenter les coûts.
Topologie
à maillage partiel :Dans
le maillage partiel, le nombre d’interconnexions est plus élevé que dans une
disposition en étoile, mais moins élevé que dans un maillage global.
L’arrangement effectif dépend des besoins en flux de données.
Mappage
des adresses Frame Relay :
Pour qu’un
routeur Cisco puisse transmettre des données par le protocole Frame Relay, la
correspondance entre le DLCI local et l’adresse de couche 3 de destination doit
être connue. Les routeurs Cisco prennent en charge tous les protocoles de la
couche réseau passant par Frame Relay, comme les protocoles IP, IPX et AppleTalk.
Ce mappage entre adresse et DLCI peut être réalisé de manière statique ou
dynamique. ARP
inverse :Le
protocole de résolution d’adresse inverse (Inverse Address Resolution Protocol,
ARP) obtient les adresses de couche 3 d’autres stations à partir des
adresses de couche 2, comme le DLCI dans les réseaux Frame Relay. Ce
protocole est principalement utilisé dans les réseaux Frame Relay et ATM, où
les adresses de couche 2 des circuits virtuels sont parfois obtenues par
la signalisation de couche 2. Les adresses correspondantes de
couche 3 doivent être disponibles pour pouvoir utiliser ces circuits
virtuels. Alors que l’ARP traduit les adresses de couche 3 en adresses de
couche 2, l’ARP inverse effectue l’opération dans l’autre sens. Mappage
dynamique :Le
mappage d’adresse dynamique s’appuie sur l’ARP inverse pour résoudre l’adresse
de protocole réseau du saut suivant en une valeur DLCI locale. Le routeur Frame
Relay envoie des demandes d’ARP inverse sur son circuit virtuel permanent pour
détecter l’adresse de protocole du périphérique distant connecté au réseau
Frame Relay. Le routeur utilise les réponses obtenues pour compléter une table
de mappage d’adresse en DLCI sur le routeur Frame Relay ou sur le serveur
d’accès. Le routeur établit et entretient cette table de mappage qui contient
toutes les demandes d’ARP inverse résolues, y compris les entrées de mappage
statique et dynamique. Mappage
statique :
L’utilisateur peut décider de remplacer le protocole de résolution inverse
dynamique par un mappage manuel statique entre l’adresse de protocole du saut
suivant et un DLCI local. Ce mappage statique fonctionne comme la résolution
inverse dynamique en associant une adresse de protocole de saut suivant à un
DLCI Frame Relay local. Vous ne pouvez pas utiliser le protocole de résolution
d’adresse inverse et une instruction de mappage pour le même DLCI et le même
protocole.Le cas d’un routeur
situé de l’autre côté d’un réseau Frame Relay, et qui ne prend pas en charge la
résolution dynamique inverse pour un protocole réseau spécifique, est un
exemple d’utilisation du mappage statique. Pour permettre l’accès, un mappage statique
est nécessaire pour résoudre l’adresse de couche réseau distante en un DLCI
local.Le protocole de
résolution d’adresse inverse se base sur la présence d’une connexion directe
point à point entre deux extrémités. Dans ce cas, la résolution dynamique
inverse ne fonctionne qu’entre le concentrateur et les rayons. L’accès d’un
rayon à l’autre nécessite un mappage statique. Configuration
de mappage statique :Pour associer
une adresse de protocole de saut suivant à une adresse de destination DLCI,
utilisez la commande :frame-relay map {ip, ipx, …}
adresse-protocole dlci [broadcast] [ietf] [cisco].[Broadcast] : Permet de diffuser les Broadcast et
les multicast sur le circuit virtuel.Utilisez le mot
clé ietf si vous vous connectez à un routeur d’une marque autre que Cisco.
LMI
(interface de supervision locale) : La LMI est
essentiellement un mécanisme de test d’activité qui fournit des informations
sur les connexions Frame Relay entre le routeur (ETTD) et le commutateur Frame
Relay (DCE). Environ toutes les 10 secondes, le périphérique final interroge le
réseau pour obtenir soit une simple séquence de réponses, soit des informations
sur l’état des canaux. Si le réseau ne fournit pas les informations demandées,
le périphérique utilisateur peut considérer que la connexion est coupée. Si le
réseau fournit une réponse à la demande FULL STATUS, cette réponse comprend des
informations d’état sur les DLCI attribués à la ligne en question. Le
périphérique final peut utiliser ces informations pour déterminer si les
connexions logiques sont capables de relayer les données.
Extensions
LMI :En plus des fonctions
protocolaires Frame Relay pour le transfert de données, la spécification Frame
Relay comprend des extensions LMI optionnelles très utiles dans un
environnement de réseau Internet. Voici quelques-unes de ces extensions :
Messages
d’état des circuits virtuels :
ces messages fournissent des informations sur l’intégrité des circuits virtuels
par le biais de la communication et de la synchronisation entre périphériques,
en signalant périodiquement la suppression de circuits virtuels permanents ou
la présence de nouveaux. Ces messages d’état évitent l’envoi de données à des
trous noirs (circuits virtuels qui n’existent plus).
Multidiffusion : permet à un émetteur de transmettre
une même trame à plusieurs destinataires. La multidiffusion prend en charge la
transmission efficace de messages protocolaires de routage et de procédures de
résolution d’adresse qui doivent être généralement transmis à plusieurs
destinataires à la fois.
Adressage
global: donne
une signification globale plutôt que locale aux identificateurs DLCI, ce qui
permet de les utiliser pour désigner une interface spécifique du réseau Frame
Relay. L’adressage global donne au réseau Frame Relay l’apparence d’un réseau
local en termes d’adressage et les protocoles ARP fonctionnent exactement comme
sur un réseau local.
Contrôle
de flux simple :
assure un mécanisme de contrôle de flux XON/XOFF qui s’applique à l’ensemble de
l’interface Frame Relay. Cette extension concerne les périphériques dont les
couches supérieures ne peuvent pas utiliser les bits de notification
d’encombrement, mais qui nécessitent un certain contrôle de flux.
Type de LMI :Il existe plusieurs types d’interfaces LMI, toutes
mutuellement incompatibles. Le type de LMI configuré sur le routeur doit
correspondre au type utilisé par le fournisseur de services. Trois types
d’interfaces LMI sont pris en charge par les routeurs Cisco :
Cisco :
extension LMI d’origine .
Ansi :
correspondant à la norme ANSI T1.617.
q933a :
correspondant à la norme ITU Q933.
Le type cisco est utilisé par défaut sur
les routeurs cisco. La commande : frame-relay lmi-type
[cisco | ansi | q933a] Par défaut, l’intervalle de test d’activité
est de 10 secondes sur les interfaces série Cisco. Vous pouvez changer cet
intervalle à l’aide de la commande de configuration d’interface (config-if)#
keepalive {0 > 30 en seconde}
Format de trame LMI :
Processus de configuration Frame
Relay :
Activation de l’encapsulation Frame Relay : Cette
première figure montre comment Frame Relay a été configuré sur les interfaces
série. Les opérations comprennent l’attribution d’une adresse IP, la définition
du type d’encapsulation et l’allocation d’une bande passante. Étape 1. Définition de l’adresse IP
sur l’interface :Sur un routeur Cisco, le protocole Frame
Relay est généralement pris en charge sur des interfaces série synchrones. Pour
définir l’adresse IP de l’interface, utilisez la commande ip address. Étape 2. Configuration de
l’encapsulation :La commande de configuration d’interface encapsulation
frame-relay active l’encapsulation Frame Relay et permet le traitement du
protocole Frame Relay sur l’interface prise en charge. Étape 3. Définition de la bande
passante :Pour définir la bande passante de
l’interface série, utilisez la commande bandwidth. La bande s’exprime en
Kbits/s. Cette commande indique au protocole de routage que la bande passante
est définie de manière statique sur la liaison. Les protocoles de routage EIGRP
et OSPF utilisent la valeur de la bande passante pour calculer et déterminer la
mesure de la liaison. Étape 4. Définition du type de LMI
(facultatif) :Cette étape est facultative, étant donné
que les routeurs Cisco détectent le type d’interface LMI. Le type de LMI par
défaut pour les routeurs Cisco est « cisco ». Options d’encapsulation :Sur un routeur Cisco, le type
d’encapsulation par défaut d’une interface série est la version propriétaire
Cisco de la procédure HDLC. Pour passer de l’encapsulation HDLC à Frame Relay, on
utilise la commande encapsulation frame-relay [cisco | ietf].
La forme no de la commande
encapsulation frame-relay supprime l’encapsulation Frame Relay de l’interface
et rétablit l’encapsulation HDLC par défaut. Show interfaces
serial ( )
: permet d’afficher des informations sur
l’encapsulation et
l’état des couches 1 et 2. Elle
affiche également les informations ci-dessous :
Le type d’interface LMI.
L’identificateur DLCI de l’interface
LMI.
Le
type d’équipement (ETTD/ETCD).
Show frame-relay lmi:
pour afficher les statistiques relatives au trafic sur
l’interface LMI.Les sous-interfaces :
Les
sous-interfaces Frame Relay peuvent être configurées en mode point à point ou
multipoint :
Point à point : une sous-interface point à point établit une
connexion par circuit virtuel permanent à une interface physique ou à une
sous-interface d’un routeur distant. Dans ce cas, chaque paire de routeurs
point à point réside sur son propre sous-réseau et chaque sous-interface point
à point ne dispose que d’un identificateur DLCI. Dans un environnement point à
point, chaque sous-interface agit comme une interface point à point. En
général, chaque circuit virtuel point à point correspond à un sous-réseau
séparé. Par conséquent, le trafic des mises à jour du routage n’est pas soumis
à la règle du découpage d’horizon.
Multipoint : une seule sous-interface établit plusieurs
connexions de circuit virtuel permanent à plusieurs interfaces physiques ou
sous-interfaces sur des routeurs distants. Toutes les interfaces participantes
se trouvent dans le même sous-réseau. La sous-interface fonctionne comme une
interface Frame Relay NBMA, de telle sorte que le trafic des mises à jour du
routage est soumis à la règle du découpage d’horizon. Tous les circuits virtuels
multipoint appartiennent généralement au même sous-réseau.
Processus de configuration des
sous-interfaces :
Pour configurer les sous-interfaces d’une interface
physique, procédez comme suit :
Étape 1. Supprimez
l’adresse de couche réseau attribuée à l’interface physique. Si cette dernière
comporte une adresse, les sous-interfaces locales ne pourront pas recevoir de
trames.Étape 2. Configurez
l’encapsulation Frame Relay sur l’interface physique au moyen de la commande
encapsulation frame-relay.Étape 3. Pour chacun des
circuits virtuels permanents définis, créez une sous-interface logique.
Indiquez le numéro de port, suivi d’un point (.) et du numéro de
sous-interface. Pour faciliter le dépannage, il est conseillé d’utiliser
l’identificateur DLCI comme numéro de sous-interface.Étape 4. Configurez une
adresse IP pour l’interface et définissez la bande passante.Étape 5. Configurez le
DLCI local de la sous-interface à l’aide de la commande frame-relay
interface-dlci.
