Protocole Frame Relay (S4/C3) Frame Relay Frame Relay est un

Circuits virtuels
Protocole Frame Relay (S4/C3)
Frame Relay
Un circuit virtuel désigne une connexion logique entre deux DTE par un
réseau Frame Relay.
Frame Relay est un protocole de réseau étendu qui agit au niveau des couches
physique et liaison de données du modèle OSI.
On distingue deux types de circuits virtuels :
Ce protocole est utilisé par les fournisseurs d’accès pour transmettre des signaux
vocaux et numériques entre réseaux locaux par l’intermédiaire d’un réseau
étendu.
• le circuit virtuel commuté (SCV)
• le circuit virtuel permanent (PVC)
Frame Relay est un protocole de réseau étendu très répandu car il est de faible
coût par rapport aux lignes dédiées et d’une grande flexibilité.
A la fin des années 70, des sites distants étaient généralement reliés en utilisant
le protocole X. 25. Ce protocole permettait d’obtenir une connexion très fiable
sur des infrastructures câblées non fiables grâce à un contrôle de flux et d’erreurs.
Frame Relay, le remplaçant de X.25, demande moins de temps de traitement que
X.25 car il ne fournit pas de corrections d’erreurs. La propagation des données
est donc très rapide.
Lorsque Frame Relay est utilisé pour connecter des réseaux locaux, le DTE sur
chacun des réseaux est un routeur, le commutateur Frame Relay est un DCE.
Un circuit virtuel peut passer par un nombre quelconque de commutateurs du
réseau Frame Relay.
Un circuit virtuel est identifié par un indicateur de connexion de liaison
de données appelé DLCI. Il est généralement attribué par le fournisseur de
service Frame Relay et a uniquement une signification locale.
Le DLCI est stocké dans le champ d’adresse de chaque trame indiquant ainsi où
la trame doit être acheminée.
La valeur d’un DLCI varie entre 16 et 1007.
Le réseau Frame Relay est statistiquement multiplexé. Cela signifie qu’il ne
transmet qu’une trame à la fois, mais que plusieurs connexions logiques peuvent
coexister sur la même ligne physique. Ainsi, chaque point d’extrémité ne nécessite
qu’une ligne d’accès et une interface.
Encapsulation Frame Relay
Frame Relay reçoit un paquet de la couche réseau. Il lui adjoint un champ
d’adresse et une somme de contrôle. Finalement, des champs d’indicateur
de début et de fin de trame sont ajoutés. La trame est alors passée à la couche
physique.
Le champ d’adresse contient le DLCI (les FECN, BECN et DE).
La somme de contrôle est calculée puis insérée dans la trame par la source. Le
destinataire recalcule le FCS. Si les résultats sont identiques, il traite la trame,
sinon il l’abandonne.
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Topologies Frame Relay
Interface de supervision locale (LMI)
On distingue trois types de topologie :
La LMI (Local Management Interface) est un mécanisme de test d’activité qui
fournit des informations sur les connexions Frame Relay entre le routeur DTE
et le switch Frame Relay (DCE). Si le réseau ne fournit pas les informations
demandées, le routeur peut considérer la connexion comme coupée.
• en étoile
• à maillage global
• à maillage partiel
Le switch et le routeur doivent utiliser le même LMI.
Il existe différents types d’interfaces LMI, incompatibles entre elles :
Mappage des adresses Frame Relay
Afin d’envoyer des données à l’aide du protocole Frame-Relay, le routeur doit
connnaitre la relation entre le DLCI local et l’adresse de couche 3 de la destination.
Il existe deux types de mappage :
• mappage dynamique
• mappage statique
• cisco
• ansi
• q933a
Depuis l’IOS Cisco 11.2, le routeur détecte automatiquement la LMI utilisée par
le switch et configure son interface en fonction.
On configure le LMI avec la commande :
Le mappage dynamique utilise l’inverse ARP pour résoudre l’adresse IP du
saut suivant en une valeur DLCI locale. Il stocke ces informations dans sa table
de mappage.
frame-relay lmi-type [cisco | ansi |q933]
Pour voir le contenu de cette table : show frame-relay map.
Utilisation de la LMI et de l’ARP inverse pour le mappage des adresses
Sur les routeurs Cisco l’ARP inverse est activé par défaut.
Le routeur (DTE) se connecte au réseau Frame-Relay et envoie une LMI. Le
réseau répond par un message d’état LMI donnant des informations sur les
circuits virtuels configurés sur la liaison.
Le mappage statique est utilisé lorsqu’un routeur ne prend pas en charge
l’inverse ARP ou qu’un réseau Frame-Relay est constitué d’une topologie en
étoile.
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Le routeur doit alors mapper ces circuits virtuels à des adresses de couche 3.
Pour ce faire, il envoie un message ARP inverse sur chaque circuit virtuel. Il peut
alors effectuer le mappage. Il profite aussi lors de l’envoi de son message pour
envoyer son adresse réseau afin que le routeur distant puisse aussi effectuer son
propre mappage.
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Configuration de base de Frame Relay (mappage dynamique)
Découpage d’horizon
Pour configurer une interface série avec le protocole Frame Relay :
Un réseau Frame-Relay est de type NBMA et possède généralement une topologie
en étoile.
Un protocole de routage à vecteur de distance utilise la technique du découpage
d’horizon pour éviter les boucles de routage.
R1(config)#interface serial 0/0
R1(config-if)#ip address ad IP masque reseau
On configure l’encapsulation :
R1(config-if)#encapsulation frame-relay [ietf | cisco]
Rappelons que le type d’encapsulation Frame-Relay par défaut est cisco. Le type
d’encapsulation ietf s’utilise lorsque le routeur distant n’est pas cisco.
Les routeurs d’extrémité doivent utiliser la même encapsulation frame-relay.
Finalement la configuration du lmi est automatique, donc facultative.
Pour vérifier la configuration :
Rappel : le découpage d’horizon empêche qu’une mise à jour de routage reçue
sur une interface physique ne soit retransmise par la même interface. Dans le cas
d’un réseau étoilé cela signifie que les mises à jour ne peuvent pas être acheminées
sur tout le réseau.
Plusieurs solutions se présentent :
• désactivation du découpage d’horizon
• topologie à maillage global
• utilisation de sous-interfaces
R1(config)# show interfaces serial 0/0
Sous-interfaces Frame Relay
Configuration d’un mappage statique Frame Relay
Dans ce cas on établit manuellement le mappage entre l’adresse réseau du
routeur distant et le numéro DLCI local.
On commence par désactiver l’inverse-map :
R1(config-if)# no frame-relay inverse-arp
R1(config-if)# frame-relay map ad IP numero DLCI [broadcast|cisco|ietf]
Frame Relay peut partitionner une interface physique en plusieurs interfaces
virtuelles ou sous-interfaces ; à chacune est associée un circuit virtuel permanent.
Une sous-interface peut être configurée 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 une sous-interface d’un
routeur distant.
Chaque paire de routeurs point à point réside sur son propre réseau et chaque
sous-interface point à point ne dispose que d’un DLCI. Dans ce cas, le découpage
d’horizon n’intervient pas.
Remarques :
1. Il faut utiliser ietf si le routeur auquel on se connecte n’est pas de type cisco.
Multipoint : une seule sous-interface établit plusieurs connexions de circuit
virtuel permanent à plusieurs interfaces physiques ou sous-interfaces sur des
routeurs distants. Tous les circuits virtuels multipoint appartiennent au même
sous–réseau. Dans ce cas, le découpage d’horizon intervient.
2. Le réseau Frame Relay est un réseau NBMA (non-broadcast multiaccess). Cela
signifie qu’il ne prend pas en charge par défaut la diffusion et la multidiffusion.
Lors de l’utilisation de protocoles de routage, le mot-clé broadcast permet cette
diffusion ou multidiffusion sur le circuit virtuel permanent.
La commande encapsulation frame-relay s’applique à l’interface physique ; les
autres éléments de configuration s’appliquent (ad IP, DLCI) aux sous–interfaces.
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Configuration de sous-interfaces Frame Relay point à point
Configuration du Switch Frame-Relay
Prenons l’exemple ci–dessous et configurons l’interface série S0 du routeur R1.
Sur l’interface physique, on indique le type d’encapsulation :
R1(config-if)# encapsulation frame-relay
On commence par activer la commande Frame-Relay sur le routeur lui permettant de transférer des trames sur la base des DLCI entrant :
SFR(config)#frame-relay switching
On configure alors les sous-interfaces logiques en indiquant le numéro de DLCI
pour des raisons d’organisation.
Sur l’interface choisie on modifie le type d’encapsulation :
SFR(config)#interface S0/0
SFR(config-if)#encapsulation frame-relay
Première sous interface logique :
R1(config-if)# int S0.102 point-to-point
On indique alors son adresse IP ainsi que son DLCI :
R1(config-if)# ip address 10.1.1.2 255.255.255.252
R1(config-if)# frame-relay interface-dlci 102
Seconde sous interface logique :
R1(config-if)# int S0.103 point-to-point
On indique alors son adresse IP ainsi que son DLCI :
R1(config-if)# ip address 10.1.1.5 255.255.255.252
R1(config-if)# frame-relay interface-dlci 103
Finalement, on effectue l’activation des sous-interfaces depuis l’interface physique
avec la commande no shutdown.
On indique alors que l’interface est de type DCE :
SFR(config-if)#frame-relay intf-type dce
SFR(config-if)#clock-rate vitesse
On configure alors le Switch Frame-Relay pour qu’il transfère le trafic entrant
ici sur l’interface S0/0 ayant le DLCI x vers par exemple l’interface S0/1 ayant
le DLCI y. On crée ainsi le premier PVC :
SFR(config-if)#frame-relay route x interface serial 0/1 y
SFR(config-if)#no shutdown
On crée alors le second PVC pour le retour :
SFR(config)#interface S0/1
SFR(config-if)#encapsulation frame-relay
SFR(config-if)#frame-relay intf-type dce
SFR(config-if)#clock-rate vitesse
SFR(config-if)#frame-relay routey interface serial 0/0 x
SFR(config-if)#no shutdown
On vérifie la configuration avec la commande : show frame-relay pvc.
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Paiement de Frame Relay
Rafales
Un client achète un service Frame Relay à un fournisseur de services. Pour
comprendre le paiement d’un tel service, il est nécessaire de connaitre les notions
suivantes :
Les circuits physique du réseau Frame Relay sont partagés entre les abonnés. Il
arrive qu’un surplus de bande passante soit disponible. Un client peut envoyer
alors gratuitement en rafales des données excédant son CIR. la durée des rafales
doit être de quelques secondes.
• débit d’accès ou vitesse du port
• débit de données garanti (CIR)
Débit d’accès ou vitesse du port : débit auquel le circuit accède au réseau
Frame Relay. La vitesse du port est cadencée par le switch Frame Relay.
Les termes suivants permettent de décrire les débits de rafale :
• débit garanti en rafale ou CBIR
• débit garanti en excès ou BE
CIR : correspond à la quantité de donnés que le réseau Frame Relay reçoit du
circuit d’accès. Ce débit est garanti par le fournisseur de services.
Le CIBR est un débit négocié par le client en plus du CIR. La durée d’une
rafale doit être courte, sinon le client doit acheter plus de CIR.
Frame Relay met à la disposition des clients tout capacité inutilisée du réseau –
appelée rafales – supérieures à leur CIR, en général gratuitement.
Le BE correspond à la bande passante disponible au–dessus du CBIR jusqu’au
débit d’accès de la liaison. Ce surpllus de débit n’est pas négocié. Les trames
transmises à ce débit sont très sujettes à l’abandon.
Un client paie donc pour une connexion Frame Relay :
•
•
•
•
frais d’équipement d’abonné
débit d’accès
circuit virtuel permanent
CIR
Les fournisseurs font parfois de la surréservation en vendant plus de bande
passante que disponible, en supposant que tous les clients n’utilisent pas en
permanence toute la bande passante qu’ils ont louées. Il peut en résulter des
problèmes de trafic.
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Contrôle de flux Frame Relay
Frame Relay utilise des mécanismes d’encombrement simples comme :
• notification explicite d’encombrement au destinataire ou
FECN
• notification explicite d’encombrement à la source ou BECN
Les notifications explicites d’encombrement sont indiquées par un bit dans
l’en–tête de la trame. le routeur détecte l’encombrement et arrête la transmission
jusqu’à ce que la situation normale soit rétablie.
Les trames qui arrivent au switch Frame Relay sont mises en file d’attente.
Lors d’une accumulation excessive de trames, le switch signale le problème aux
routeurs à l’aide des bits de notification explicite d’encombrement :
• les équipements en aval sont informés de la file d’attente en configurant le bit
FECN.
• les équipements en amont sont informés de la file d’attente en configurant le
bit BECN.
L’en–tête de trame contient également un bit d’éligibilité à la suppression
(DE). Les trames dont le bit est à 1 sont considérées comme moins importantes
et peuvent être abandonnées pendant une période d’encombrement.
Les règles logiques sont appliquées :
• si la trame entrante ne dépasse pas le CIBR, la trame passe.
• si la trame entrante dépasse le CIBR, son bit DE est fixé à 1
• si la trame entrante dépasse le CIBR augmenté du BE, elle est abandonnée.
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