Frame relay в покупательской корзине

Разобраться в предложениях операторов связи по предоставлению сервисов frame relay непросто, особенно поначалу. В предлагаемой статье будут рассмотрены некоторые вопросы выбора сервис-провайдера.

Выбор сервиса frame relay может оказаться головоломной задачей, особенно учитывая большое число функций и разнобой цен, предлагаемых различными операторами связи. Чтобы сделать обоснованный выбор, вы должны знать, какие моменты не следует упускать из вида при оценке предложенных вариантов.

Точки доступа, тарифы, надежность сети, без сомнения, имеют немаловажное значение, но при выборе вы должны учитывать не только эти параметры. Среди прочего вам следует обратить внимание на следующие моменты: гарантию уровня сервиса в отношении кадров, передаваемых в соответствии и с превышением гарантированной скорости передачи (Committed Information Rate, CIR); задержки в сети, ведущие к запаздыванию пакетов; принятые механизмы организации очередей в соответствии с приоритетами; наличие независимой поддержки инструментария управления сетью.

И если сервис-провайдер гарантирует определенный уровень производительности, то как вы можете проверить, что получаете то, за что платите? Возможность контроля параметров сети имеет немаловажное значение, и если вы решили приобрести сервис frame relay, то неплохо бы знать основные понятия и концепции. Поэтому, прежде чем перейти к вопросу оценки предложений сервис-провайдеров, мы рассмотрим вкратце, как собственно функционирует сеть frame relay.

БАЗОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ

У технологии коммутации пакетов frame relay много общего с ее предшественницей - Х.25. Как и Х.25, frame relay поддерживает несколько виртуальных каналов через общий сетевой интерфейс. Постоянные виртуальные каналы (Permanent Virtual Circuits, PVC) являются наиболее распространенным видом соединений, в случае PVC две конечные точки связывает между собой постоянный канал. Второй тип виртуальных соединений, коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Circuit, SVC), позволяет установить при необходимости между двумя конечными точками коммутируемые соединения. Так же, как и выделенная линия, PVC позволяет данной конечной точке взаимодействовать с предопределенной второй конечной точкой. В случае SVC абонент может связаться с любым другим абонентом, если его аппаратура поддерживает коммутируемые виртуальные соединения - такая конфигурация аналогична принятой в коммутируемой телефонной сети.

Frame relay обеспечивает гораздо лучшую производительность, нежели Х.25. Отчасти это объясняется принятыми методами предотвращения заторов в сети, а также обнаружения и исправления ошибок. Так, в отличие от Х.25, frame relay не использует механизмы контроля потоков или обнаружения и исправления ошибок, т. е. дополнительную обработку, накладные расходы на которые могут привести к значительному снижению общей пропускной способности. Операции восстановления осуществляются оборудованием конечного пользователя в конечных точках сети, а не коммутаторами в самой сети frame relay.

Благодаря поддержке нескольких виртуальных каналов одним общим сетевым соединением, отдельный виртуальный канал требуется каким-то образом идентифицировать. Механизмом идентификации служит идентификатор DLCI (Data-Link Connection Identifier), который каждый кадр получает в качестве идентификатора виртуального канала. DLCI имеет только локальное значение; иначе говоря, идентифицируемый одним числом у отправителя, виртуальный канал может иметь совсем другой идентификатор у получателя.

Подключение абонента к сервис-провайдеру осуществляется главным образом по выделенной линии. Емкость этой линии, обычно называемой линией доступа, может быть больше емкости PVC или SVC, которые вы приобрели у сервис-провайдера. При покупке виртуального канала заключается контракт на минимальную пропускную способность в соответствии с тем объемом данных, который планируется передавать по сети. Эта минимальная пропускная способность, которую сервис-провайдер гарантирует, и есть CIR.

Например, вы можете подключиться к сервис-провайдеру по неполной линии Т-1 на 128 Кбит/с, но заключить контракт на CIR в 64 Кбит/с. В данном случае избыточная пропускная способность линии доступа в 64 Кбит/с позволяет передавать пакеты данных со скоростью 128 Кбит/с, точнее говоря, сеть frame relay попытается это сделать, но не гарантирует успех такой попытки. Пакеты данных, превышающие CIR (в данном случае 64 Кбит/с), называются избыточными пакетами данных (excess burst size, Be). Как уже говорилось, сеть frame relay попытается доставить по назначению избыточные пакеты данных при условии, что их объем не превосходит емкости линии доступа абонента (128 Кбит/с) и что сеть сервис-провайдера имеет свободную на данный момент пропускную способность.

УПРАВЛЕНИЕ ЗАГРУЖЕННОСТЬЮ СЕТИ

При проектировании сети сервис-провайдер рассчитывает ее емкость с учетом обеспечения CIR в соответствии с заключенным контрактами. Однако в результате того, что абоненты могут передавать пакеты данных с превышением CIR, сеть может оказаться не в состоянии обработать их все, если большое число абонентов станет передавать их одновременно.

Когда коммутатор в сети frame relay оказывается перегружен, он начинает вставлять биты явного оповещения о перегрузке для отправителя (Backward Explicit Congestion Notification, BECN) и получателя (Forward Explicit Conges-tion Notification, FECN) в пакеты frame relay. (Рисунок 1 иллюстрирует поля пакета frame relay.) Выставленный бит BECN информирует устройство отправителя о возникновении перегрузки в виртуальном канале на пути к получателю. Получив предупреждение, устройство отправителя уменьшает скорость передачи или даже временно ее приостанавливает. Выставленный бит BECN информирует о возникновении перегрузки в виртуальном канале устройство получателя. Конечно, получатель не может предпринять непосредственных действий для снижения перегрузки сети, но он может тем не менее предпринять косвенные действия, например замедлить подтверждение полученных кадров. Получатель заставляет таким образом устройство отправителя уменьшить скорость передачи, сокращая в результате объем передаваемых данных.

Несмотря на то что задание битов BECN и FECN позволяет в конечном итоге снизить загруженность сети, нет никакой гарантии, что оборудование абонента отреагирует вовремя или что оно вообще отреагирует. Таким образом, сеть сервис-провайдера нуждается в справедливом по отношению к абонентам методе отбраковки кадров при возникновении перегрузки. Поскольку сервис-провайдер не гарантирует передачу пакетов сверх оговоренного значения CIR, один из методов, которые они могут использовать для отбраковки кадров на справедливой основе, состоит в выставлении бита разрешения на отбраковку (Discard Eligibility, DE) на кадрах, передаваемых со скоростью, превышающей CIR. При возникновении перегрузки коммутаторы frame relay будут в первую очередь отбраковывать именно кадры с выставленным битом DE.

Хотя это честный и справедливый метод отбрасывания кадров, вероятность того, что будут отбрасываться только кадры с DE, в разных сетях различна. Это связано с тем, что для поддержки ожидаемого уровня трафика каждый сервис-провайдер строит свою сеть по-своему. Ввиду отсутствия стандартов на архитектуру сети или управление перегрузками, заторы могут возникнуть при разных уровнях трафика, в зависимости от возможностей и особенностей коммутаторов, пропускной способности линий между этими коммутаторами и топологии сети. Таким образом, при покупке сервиса frame relay вы должны поинтересоваться у сервис-провайдера, гарантирует ли он, что определенный процент кадров не будет отбракован и достигнет получателя. Сеть frame relay может отбрасывать любые кадры, поэтому вы должны знать, какой процент кадров, как с выставленным битом DE, так и без оного, будет получен абонентом на другом конце. Эту информацию можно получить у сервис-провайдера или воспользоваться описанными несколько ниже методами управления и мониторинга сети.

Примером гарантии доставки кадров из конца в конец служат контракты Intermedia Communications. Данный сервис-провайдер гарантирует, что его сеть доставит 99,9% кадров в пределах CIR и 99% кадров с выставленным битом DE. Если сервис-провайдер окажется не в силах обеспечить гарантию в текущем месяце, то он предоставит кредит на сумму в 10% от величины фиксированной ежемесячной платы на пострадавший PVC. Однако данная гарантия распространяется только на заказчиков с 12 и более подключенными узлами.

ПАРАМЕТРЫ СЕРВИСА

Сервис frame relay характеризуется тремя основными параметрами: CIR, гарантированный объем пакетов (committed burst size, Bc) и Be. Каждый из этих параметров определяется по отношению к интервалу времени. Как указывалось выше, CIR - это скорость, с которой сервис-провайдер обязуется передавать данные за период времени T. Bc представляет собой максимальное число битов, которое сеть может передавать за время T, а Be - это максимальное число битов сверх Bс, которое сеть способна в принципе принять за время T.

Соотношение между T, Bc и CIR следующее:

T=Bc/CIR

Если принять интервал времени равным секунде, как это делают многие сервис-провайдеры, то в предыдущем равенстве значение CIR равно Bc. Несмотря на то что большинство сервис-провайдеров используют интервал в одну секунду, интервалы времени не стандартизованы. Поэтому при покупке сервиса frame relay вы должны учитывать и этот фактор. С удлинением интервала времени CIR уменьшается, поскольку скорость пакетной передачи никогда не может превзойти емкость линии.

На Рисунке 2 изображен график временной зависимости, иллюстрирующий соотношение между четырьмя выше описанными метриками. Отметим, что кадры, поступающие в сеть со скоростью, превышающей CIR, помечаются битом разрешения на отбраковку. В случае наличия достаточной пропускной способности сеть frame relay сможет доставить эти кадры; в случае же перегрузки эти кадры будут отброшены. Если кадры начинают поступать со скоростью, превышающей суммарную для Bc и Be, то сеть просто отбрасывает их. Хотя на Рисунке 2 скорость линии доступа больше суммы Bc и Be, большинство сервис-провайдеров полагают эту сумму равной скорости абонентской линии доступа в сеть.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЦЕН

Теперь, когда мы выяснили основные параметры, связанные с frame relay, самое время перейти к вопросам цен на сервисы frame relay.

Ценовые составляющие услуг различных провайдеров имеют разительные отличия. Однако ваш выбор в пользу той или иной характеристки сети окажет большее влияние на общую стоимость сервиса, чем выбор сервис-провайдера. Например, для передачи чувствительной к задержкам информации вам потребуется сеть со встроенной организацией очередей и гарантированной задержкой, а также с довольно высокими значениями CIR в расчете на PVC. Когда же сеть используется, главным образом, в качестве информационного моста, задержка не является критическим параметром, и высокоскоростная линия доступа с малым или даже нулевым значением CIR способна обеспечить необходимую пропускную способность.

Основные затраты на сервис frame relay связаны с линией доступа от вашего офиса до центральной станции провайдера. Плата за порт коммутатора на узле провайдера взимается в зависимости от скорости вашей линии доступа, маршрутизации трафика через порт и значения CIR для данного типа и скорости соединения PVC. За дополнительную плату оказываются такие услуги, как организация очередей в соответствии с приоритетами и восстановление в случае аварий. Каждая из этих услуг оплачивается по собственному тарифу. Если ваша организация хотела бы свести к минимуму ежемесячные выплаты за определенный период времени, то можно воспользоваться скидками за крупный контракт.

Чтобы лучше разобраться с ценами на сервисы frame relay, рассмотрим для примера тарифы AT&T Com-munications Tariff FCC No. 4, которые AT&T зарегистрировала в FCC. Согласно этим тарифам AT&T взимает ежемесячную плату за линию доступа в зависимости от местонахождения офиса конечного пользователя по отношению к центральной станции AT&T, предоставляющей сервис frame relay. Плата за порт, т. е. за подключение к коммутатору frame relay, обслуживаемому оператором связи, дифференцируется в зависимости от предоставления связи только внутри страны или за ее пределы. Местный порт обеспечивает связь внутри континентальных Соединенных Штатов, а также с Гавайями, Пуэрто-Рико, Виргинскими островами, Аляской и Канадой. Глобальный порт позволяет иметь связь приблизительно с 30 странами.

Как можно было ожидать, плата за глобальный порт превосходит плату за местный порт с той же самой скоростью. Хотя Гавайи, Пуэрто-Рико и Виргинские острова обслуживаются местными портами, ежемесячная плата за связь с ними все же несколько выше. Если вы покупаете сервис для связи внутри континентальных Соединенных Штатов, то стоимость порта на 56/64 Кбит/с - 270 долларов в месяц, в то время как стоимость Т-1 при 1,544 Мбит/с - 2415 долларов в месяц. Что касается промежуточных скоростей, то AT&T предоставляет порты со скоростью доступа с шагом в 64 Кбит/с вплоть до 768 Кбит/с. Ежемесячная плата зависит, естественно, от скорости доступа.

Плата за постоянные виртуальные соединения зависит от значения CIR и от того, одно- или двунаправленное это соединение. Например, однонаправленные PVC на 4 Кбит/с обойдутся в 9 долларов в месяц, а такие же двунаправленные - в 17 долларов. CIR может иметь значение 4, 8, 16, 32, 48, 56/64 Кбит/с и, с шагом 64 Кбит/с, до 1024 Кбит/с.

Стоимость сервиса frame relay может меняться в значительных пределах, в зависимости от ваших требований к харак-теристикам передачи. Чтобы получить общее представление об этом, рассмотрим один пример. Предположим, ваша организация хочет связать два офиса для передачи нечувствительной ко времени информации. Если каждый офис подключен со скоростью 512 Кбит/с, то плата за порт для каждого из них составит 1340 долларов в месяц. В отличие от некоторых провайдеров, предлагающих нулевую CIR, минимальная скорость CIR для постоянного виртуального соединения у AT&T составляет 4 Кбит/с. В случае, если вам необходимо двунаправленные соединения PVC, то каждое из них обойдется в 17 долларов в месяц. Таким образом, ежемесячная плата за два порта на 512 Кбит/с и два двунаправленных постоянных соединения со значением CIR, равным 4 Кбит/с, составит в сумме 2714 долларов.

Такая конфигурация наилучшим образом подходит для передачи файлов. Вследствие замкнутой петлевой архитектуры сети frame relay компании AT&T она может подойти и для поддержки некоторых чувствительных ко времени типов приложений. В отличие от открытой петлевой архитектуры, при которой данные могут поступать в сеть, когда их доставка может оказаться невозможной из-за перегрузки, сеть AT&T осуществляет мониторинг загруженности и свободной емкости, отказывая в доступе к сети при заторах на маршруте PVC. Такая архитектура позволяет свести к минимуму повторные передачи.

Допустим, что ваша организация решает реализовать голос по frame relay для сокращения расходов на голосовую связь между двумя корпоративными офисами. Оцифрованная речь нетерпима к задержкам, поэтому, в отличие от предыдущего примера, вы должны будете арендовать двунаправленные постоянные виртуальные соединения на 512 Кбит/с вместо 4 Кбит/с. Несмотря на то что ежемесячная плата за порт остается той же самой, плата за двунаправленные PVC возрастает с 17 до 1012 долларов. Таким образом, ежемесячная плата за ту же самую пару соединений по линиям доступа, но с другим значением CIR возрастет с 2714 до 4664 долларов.

Хотя оба примера взяты нами из головы, они хорошо иллюстрируют, что специфические требования организации могут оказать значительное влияние на стоимость сервиса frame relay.

НЕ СПУСКАЙТЕ ГЛАЗ С СЕРВИС-ПРОВАЙДЕРА

После заключения соглашения с сервис-провайдером о гарантированном уровне сервиса как вы можете проверить, что получаете то, за что платите? Один из способов - использовать SNMP для доступа к текущей базе управляющей информации frame relay, определенной в RFC 1315 под названием "База управляющей информации для оконечного оборудования данных сети frame relay". Эта MIB обеспечивает стандартный механизм для мониторинга характеристик соединения с сетью frame relay и предоставляет также некоторые данные о потоках трафика через сеть.

База управляющей информации frame relay имеет три группы: таблицу управления соединениями на уровне канала передачи данных, таблицу каналов и таблицу ошибок. Первая таблица предоставляет информацию об интерфейсе управления между заказчиком и сетью, такую как тип используемого формата адреса DLCI, количество секунд между сообщениями с запросами о статусе и максимальном число поддерживаемых интерфейсом виртуальных соединений. Таблица каналов описывает функционирование всех виртуальных каналов, проходящих через интерфейс, при этом каждый из них идентифицируется своим DLCI. Накапливаемая информация дает данные, необходимые для анализа состояния вашего соединения frame relay; она позволяет также оценить в общих чертах, насколько хорошо работает ваша сеть frame relay. Каждый виртуальный канал представлен записью в таблице каналов. Проанализировав и сравнив несколько записей по отдельности и совокупно, вы получите общее представление об уровне производительности используемой сети frame relay.

Таблица 1 содержит список наиболее интересных метрик табличной записи для одного DLCI в таблице каналов frame relay. Один взгляд на записи в таблице каналов позволяет обнаружить наличие перегрузки в сети. Например, вы можете видеть долю кадров с выставленными битами BECN и FECN. Аналогично, проанализировав соотношение между переданными октетами и максимальным числом бит данных, которые сеть готова передать (Bc), вы можете установить оптимальное значение CIR для каждого виртуального канала. К сожалению, ввиду отсутствия механизма для непосредственного определения числа отброшенных сетью кадров, вам потребуется платформа управления, способная проанализировать записи в таблицах каналов нескольких MIB и сравнить число переданных кадров с одного узла с числом полученных кадров на другом. Однако эта задача проверки выполнения гарантий в отношении уровня сервиса может оказаться весьма нетривиальной, так как идентификаторы DLCI имеют лишь локальное значение.

Словно откликнувшись на эту проблему, IETF опубликовала в марте 1997 г. документ под названием "Проект стандарта Internet на базу управляющей информации о сервисе frame relay". Данная MIB призвана помочь заказчику в управлении уровнем сервиса, предоставляемого сетью frame relay: поэтому она находится в сети сервис-провайдера, а не в конечном оборудовании данных у абонента. Благодаря этой MIB абоненты могут получить метрику для мониторинга характеристик сети, а также обнаружить сбои и узнать конфигурационную информацию о предоставляемом им сервисе. В предложении по стандарту на Frame Relay Service MIB-таблица интерфейсов содержит такие данные, как число отброшенных кадров в прямом и обратном направлениях и число переданных и полученных кадров.

Обратившись к этим записям, вы сможете сравнить характеристики сети с предоставленными гарантиями на уровень сервиса. Справьтесь у своего сервис-провайдера, собирается ли он поддерживать этот новый стандарт MIB, и если да, то каким образом вы можете получить доступ к соответствующей информации. В ожидании, пока сервис-провайдер реализует последнюю MIB, вы можете воспользоваться аппаратным и программным инструментарием независимых компаний для оценки или проверки уровня сервиса у конкретного сетевого провайдера. Advanced Communi-cations Test Equipment предлагает генератор нагрузки frame relay, используемый для определения уровня производительности сети frame relay при различных условиях. С помощью генератора BPS Reality вы можете создать трафик для насыщения сетевого соединения и изучения его эффекта на производительность, когда нагрузка превосходит значение CIR.

Telecommunications Techniques предлагает тестовый пакет Firebird 6000, обеспечивающий исчерпывающее тестирование сети и анализ на канальном уровне, а также позволяющий выполнять тестирование сети при различных нагрузках. Используя пару Firebirds в двух конечных точках, вы можете проверить маршрутизацию кадров по PVC, а также установить число случаев потери пакетов при изменении ключевых параметров frame relay.

Программное решение оценки CIR для канала frame relay предлагает Chesapeake Computer Consultants. Бесплатную версию программы Test TCP можно найти на узле Web (www.cci.com). Данный инструментарий позволяет передавать и принимать поток данных по двум соединениям TCP. После завершения передачи требуемого объема данных по TCP и передатчик, и приемник генерируют статистику о сеансе, которую программа затем использует в целях оценки CIR для соединения frame relay.

Помимо обращения к продуктам независимых производителей вы можете также в целях проверки уровня сервиса воспользоваться продуктами для мониторинга сети самого сервис-провайдера. Например, Intermedia Communica-tions предлагает абонентам свою собственную программу для мониторинга характеристик сети frame relay под названием ViewSPAN. Эта функционирующая на абонентском ПК программа позволяет извлекать данные из коммутаторов Cascade на узлах сервис-провайдера, которые затем абоненты могут использовать для создания разнообразных отчетов о трафике и для генерации снимков пиковых периодов.

Хотя ViewSPAN весьма мощный инструмент для мониторинга характеристик и проверки уровня сервиса, предоставляемые программой данные могут оказаться по сути бесполезными, если виртуальный канал проходит через интерфейс сеть-сеть (Network-to-Network Interface, NNI) с другим сервис-провайдером. Это связано с тем, что ViewSPAN работает только с коммутаторами Cascade 9000, а, кроме того, каждый оператор должен изъявить согласие использовать эту программу. К счастью для абонентов Intermedia Communications, большинство соглашений о NNI этого поставщика заключены с региональными компаниями Bell, а они, как известно, строят свои сети на основе коммутаторов Cascade.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Число функций и множество составляющих цены сервиса frame relay, зависящих к тому же от конкретного сервис-провайдера, могут сделать выбор провайдера весьма непростой задачей. Однако все гораздо проще, когда требования в отношении уровня сервиса четко сформулированы и известно, на что в первую очередь необходимо обращать внимание при оценке предложений различных поставщиков. При выборе провайдера ваши требования должны стать определяющими так же, как и стоимость сервисов, которые вы собираетесь приобрести.