5- ma’ruza. Kanal pog‘onasi texnologiyalari va pratokollari

Frame Relay texnologiyasi

O‘zining taqibchisi bo‘lgan X.25 bilan solishtirilganda Frame Relay (FR) ishlab chiqarish bo‘yicha samaraliroqdir. X.25 texnologiyasini yaratish va global tarmoqga kiritish kamroq ishonchli bo‘lgan analog texnologiyaga asoslangandi. Shuning uchun paketlar qabul qiluvchiga xatosiz va to‘liq yetib borishi uchun X.25 yuboruvchi bilan qabul qiluvchi orasidagi tugundan paket butunligi va ushlangan xatoni to‘g‘rilash to‘g‘risidagi habarni tasdiqlanishini so‘raydi. Oraliqdagi saqlanish paketni uzatishni sekinlashtiradi, ya’ni unda har bir tugundan kelgan paket FCS ni tekshirib, undan so‘ng uni keyingisiga yuboradi. Past sifatli tarmoq kanalida ma’lumotni uzatishda tugunda ushlanib qolish (kechikish) tufayli, doimiy bo‘lmagan tartibsiz holat yuzaga keladi. Shuning uchun X.25 tarmog‘idan sifatli bo‘lgan sezgir trafikni (masalan, raqamlashtirilgan so‘zlashuv) uzatib bo‘lmaydi.
Keyinchalik yuqori chidamli raqamli kanallar hosil bo‘lgandan so‘ng, bunday tekshirish ortiqcha bo‘lib qoldi. Shuning uchun FR kommutatorlari teshikli kommutatsiya texnologiyasidan foydalanadi, ya’ni adres axborotini o‘qib bo‘lgandan keyin darhol navbatdagi tranzit tugunga uzatib yuboradi. Bu esa hech qancha vaqtni olmaydi. Agar qandaydir xato yuzaga kelsa, FR kommutatorlari kadrni xatoli qismini olib tashlaydi. Xatoni to‘g‘rilash funksiyasi yuqori darajali protokolga yuklatiladi (masalan TCP yoki SPX). Bu holat kadr hisob kitobi va qayta ishlanishiga ketadigan harajatni kamaytirib, uning o‘tkazuvchanlik qobiliyatini oshiradi.
FR texnologiyasi oqimni boshqarishda o‘zining mahsus boshqarish mexanizmiga ega bo‘lib, turli jinsli trafikni moslashuvchan multipleksorlanishini ta’minlaydi.
Oqimni boshqarish - bu paketlarni kommutatorga uzatayotganda tezlikni boshqarish jarayonidir. Agar qabul qiluvchi kommutator qandaydir paketni qabul qila olmasa (o‘ta yuklanish tufayli), berilgan protokol yordamida marshrutizatordan ma’lumot uzatishni to‘xtatsa bo‘ladi va yuksizlantirilgandan so‘ng, ishni davom ettirishi mumkin bo‘ladi. Bu jarayon qabul qiluvchi kommutatorga kadrni tashlab yubormaslikni kafolatlaydi. FR bu protokolni to‘liq qo‘llab quvvatlay olmaydi, kadrni qabul qilishda FR kommutatorida buferlar soni yetishmasa, u DTE bayroq bilan o‘rnatilgan kadrni chiqindiga chiqarib yuborishga imkon beradi.
Marshrutizator ma’lumotlarni qayta tiklashi mumkin, lekin bu kanalda katta tiqilib qolishga olib kelish ehtimoli bor.
Bu muammoni hal qilish yuqori darajali hisoblanuvchi TCP/IP ga xos bo‘lib, boshqarish mexanizmi qaysidir qismini quvvatlab turadi, yana FECN va BECN bitlarini ishlatganda to‘g‘ri va teskari yo‘nalishda o‘ta yuklanishini xabar beruvchi bayroqlari bo‘ladi.
Axborot bitlari FECN va BECN kadr trafikga tiqilib qolgan zahoti shu kadrga joylashtiriladi. FR interfeys marshrutizatorlari bu bitlar miqdorini shifrlashi mumkin. Masalan TCP/IP ga mos yuqori turuvchi protokol bazasida oqimlarni boshqarishni faollashtirishi mumkin.
Shuni bildirib o‘tish joizki, bu mexanizm tarmoqni tartibli o‘tkazish qobiliyatiga to‘g‘ri kelmaydi va keyin FR qo‘llab quvvatlashi tufayli kelishuvsiz axborot uzatish tezligiga moslashib ketadi.
Committed Information Rate-CIR (CIR) - minimal o‘tkazish qobiliyati har PVC yoki SVC ga kafolatlangan. Minimal o‘tkazish qobiliyati (sekundiga bit bilan o‘lchanadi) tarmoq FR mijozi tomonidan tarmoq orqali yubormoqchi bo‘lgan ma’lumotlar hajmiga qarab tanlanadi va u tarmoq FR operatori yoki administratori tomonidan kafolatlanadi. Bu vaqtda tezlik 16 kbit/s dan 44,8 mbit/s gacha o‘zgarib turishi mumkin. Agar paket jo‘natmalari mijozga yoqilgan port tizimiga ta’sir qilmasa va FR tarmog‘i o‘tkazuvchanlik qobiliyati ma’lum vaqtda bo‘sh resursga ega bo‘lsa, u holda mijoz kelishilgan miqdor CIR ni qabul qilib qo‘yishi mumkin.
Vaqt bo‘yicha o‘rtachalashtirish bu yerda kerakli vazifani bajaradi. Misol uchun, ulanish liniyasi orqali o‘tkazish oralig‘i 64 kbit/s ga teng bo‘lgan foydalanuvchi 32 kbit/s ga teng bo‘lgan CIR virtual bog‘lanishni topmoqchi. Bu degani birinchi yarim sekundda 32 kbit/s qabul qilib, kommutator keyingi yarim sekundda kelgan o‘ng tarafdagi qolgan bitlarni rad etadi. Shuning uchun uzatiladigan axborotga impulsli moslashtirish tushunchasi kiritiladi (Committed Burst Size-Bc) - ma’lumotning maksimal hajmi, ya’ni tarmoq T_s vaqti oralig‘ida uzatishga «majbur» bo‘ladi.
FR texnologiyasi sezgir ma’lumot uzatishda trafikning kechikishi tufayli kanal oralig‘ini zahiralash mexanizmini qo‘llaydi, ya’ni kanalni vaqt bo‘yicha zahiralashda ishlatiladi.
Oddiy ma’lumotlarda multipleksorlash ishlatiladi. Bir qator boshqa mexanizmlar majmuasi nutq paketlarini bir - xil tezlikda uzatishni ta’minlaydi.
Zamonaviy FR nutqni taxminan (10-15 marta) zichlashtirish uchun maxsus algoritmni amalga oshiradi, ya’ni ko‘proq kadr uzatishni qo‘llashga imkon yaratadi.
Mexanizmlardan biri talaffuzni yo‘qotish hisoblanadi. Odatda telefonda so‘zlashayotganlar galma - galdan gapiradilar. Oddiy telefon orqali so‘zlashilayotganda «jim» turgan tarafda mahsus shovqin signali uzatiladi. Undan tashqari, gapning va har bir so‘zning orasida tanaffus bo‘ladi. Statistika bo‘yicha telefon orqali gaplashilayotganda gapni 60 foiz o‘tkazish oralig‘i jim turishni uzatishga ketadi. Kanal oralig‘ida kerakli signaldan tashqari hamma qismini ma’lumot uzatishga ishlatsa bo‘ladi. Qabul qilishda foydalanuvchida «o‘lik» liniya taassurotini uyg‘otmaslik uchun shu vaqtning o‘zida «pushti» shovqini ishlab chiqariladi.
Yana bir ahamiyatli mexanizmlardan biri «raqamlashning o‘zgarish tezligi» hisoblanadi, ya’ni ovoz uzatish minimal qabul qilish sifatini bildiruvchi «kam tezlikdagi (baza) raqamlash» topiladi va «bazali» kadrlar oqimi vujudga keladi. Kanaldagi bo‘sh oraliqlarni esa ovoz sifatini yaxshilovchi qo‘shimcha paketlar tashkil etadi. Bunaqangi telefon trafikini qayta ishlash algoritmi FR tomonidan oson bajariladi.
Ma’lumotlarni uzatish uchun magistral tarmoqda FR mexanizmi bo‘lsa, abonent tarafda qo‘shimcha protokol ishlatiladi. Hozirgi vaqtda X.25 qo‘llaniladi. Ular abonentlar orasida ma’lumotlarni kafolatli, sof yetkazib berishda hosil bo‘lgan xatolar tufayli paketlarni qayta yuborishni ta’minlaydi, ya’ni birgalikda transport protokoli vazifasini bajaradi
FR texnologiyasining asosiy kamchiligi shundan kelib chiqadiki, FR kanal darajasi protokol hisoblanadi (OSI modelidagi ikkinchi). FR yuqori turuvchi protokollarni «ajrata olmaydi». Shu sababli ko‘p muammolar kelib chiqadi. Bu trafikni bir - biridan ajratishning yagona yo‘li har biriga o‘zining virtual bog‘lanishini ta’minlash kerak yoki ikkinchi virtual ulanish uchun qo‘shimcha harakat talab qilinadi. Muammolar doirasini IP-multikasting deb nomlasa bo‘ladi:

1. 
   Zichlab uzatilgan signallar yuklamasi tarmoqlarda yo‘qolishi mumkin;
   
2. 
   Ovozli qayta uzatish kadri uchun standart to‘lov xizmati bo‘lmagani;
   
3. 
   Ovozli qayta tarqatilish kadri paketli kommutatsiya tarmog‘ida ushlanishlarga, signallarni buzilishlarga va sifatini pasayishiga olib keladi
   

Frame Relay (FR) texnologiyasi quyidagilarni talab qiladi:

- oxirgi qurilma yuqori darajali intellektual protokol bilan ta’minlangan bo‘lishi kerak;
- aloqa kanali vertual va xatolardan xoli bo‘lmog‘i kerak;
- tadbiq etilgan jixozlar turli - xil uzatishga mo‘ljallangan bo‘lishi kerak.
Ayni texnologiya nafaqat lokal hisoblash tarmoqlarida va xududiy tarmoqni pulsatsiyali trafik bilan boshqarishga mos keladi, balki, sezgir trafikni, ya’ni ovozni uzatishga moslashadi.
Frame Relay tarmoq uskunasi va foydalanuvchi qurilmasi yordamida interfeys orqali ma’lumotlarni paketli kommutatsiya ko‘rinishida uzatish imkonini beradi. Interfeys vazifasini bajaruvchi tarmoq FR ma’lumot uzatish va tashish uchun ishlatilishi mumkin yoki biror bir korxona uchun xizmat qilishi mumkin.
Tarmoq interfeysi nuqtai nazaridan FR ham X.25 protokoli qatoridan xisoblanadi. Biroq FR texnologiyasi X.25 ga nisbatan funksional imkoniyatlari va formati (xajmi) bo‘yicha farq qiladi. FR asosan liniyadagi katta ma’lumotlar oqimi uchun mo‘ljallangan bo‘lib, yuqori ko‘rsatkichni va foydani ta’minlaydi.
FR tarmog‘i orqali uzatish uchun ma’lumotlar kadrga segmentatsiya qilinadi. Bir va bir nechta bir baytli bayroqlar kadrning bo‘linishiga xizmat qiladi. Kadr xar xil uzunlikda bo‘lishi mumkin. Kadrning maksimal uzunligi 1600 oktet.

FR kadr formati

Bayroqlar (flags) ma’lumotlar bloki boshi va oxirini cheklab turadi. Boshidagi bayroqdan ikkita bayt axborot adresiga (address) keladi -sarlavxa. FCS - ikki baytli kadrni nazorat yig‘indisi (Fame control sum). FR kadrini tashkil etuvchilariga ta’rif beramiz.
- DLCI - ulanish identifikatori;
- C/R - maydonning amaliy qismi, FR protokolidan foydalanmay, tarmoq o rqali ochiq uzatiladi;
- EA - adresning 2, 3 yoki 4 bitli maydonini bildiradi;
- FECN - tugunda tiqilib qolishlar to‘g‘risida axborot beradi;
- BECN – manba tugunida tiqilib qolishlar to‘g‘risida axborot beradi;
- DE - kadrni identifikatsiya qiladi, ya’ni tiqilib qolgan vaqtda tashlab yuborilgan bo‘lsa.
Xususiy tarmoqni oddiy usulda amalga oshirish axborot qurilmasi uchun FR interfeysiga an’anaviy T1 multipleksorlarini qo‘shish hisoblanadi, undan tashqari boshqa ovoz uzatish va video-telekonferensiyalarni o‘tkazish kabi biriktirilgan vazifalarni bajaruvchi interfeyslarga (FR maxsuslashtirilgan interfeyslarni emas) ham o‘rnatiladi.
Umumiy ulanishdagi FR tarmog‘iga xizmat qilinayotganda telekommunikatsiya liniyasining markaziy ofisida (MO) joylashgan FR kommutatsiya uskunasi orqali yo‘naltiriladi.
Tarmoq uskunasiga ulanuvchi, foydalanuvchi qurilmasi axborot uzatish tezligi keng diapozondan tanlangan tezlikda ishlashi mumkin. 36 kbit/s dan 2 mbit/s diapozonidagi tezlik toifali hisoblanadi. FR texnologiyasi juda kam va yuqori tezlik bilan ta’minlay oladi. Yaqin kelajakda shunday ulanishlar amalga oshiriladiki, unda aloqa kanalining o‘tkazish qobiliyati 45 mbit/s (DS3) ga yetadi.
Agar umumiy ulanish va xususiy tarmoqlarda FR protokoli ishlatilsa, har bir foydalanuvchiga FR interfeysini qo‘yish zaruriy shart hisoblanmaydi. Hozirgi kunda FR tarmog‘i ichidagi ulanishlararo qurilma standarti yo‘q. Shu tariqa murakkab an’anaviy texnologiyalar: zanjirlar kommutatsiyasi, paketlar kommutatsiyasi yoki gibrid uslubi qo‘llanilgandir.
Nazorat savollari

1. 
   ATM tarmog‘ini qurish tamoyillari nimadan iborat?
   
2. 
   ATM yacheykasini tuzilishini tushuntirib bering?
   
3. 
   Frame Relay texnologiyasining talabi qanday?
   
4. 
   Frame Relay kadrini tuzilishini tushuntirib bering?