Frame Relay dan Penerapannya
Mengapa
kita perlu Frame Relay?
Mari
kita ambil contoh sederhana. Misalkan anda bekerja di sebuah perusahaan besar
dan perusahaan anda baru saja diperluas untuk dua lokasi baru. Situs utama
terhubung ke dua kantor cabang, bernama Branch 1 & Branch 2 dan bos anda
ingin dua cabang tersebut dapat berkomunikasi dengan situs utama. Solusi yang
paling sederhana adalah untuk menghubungkan mereka langsung (disebut leased
line) seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Untuk
menghubungkan ke dua cabang tersebut, router situs utama, kantor pusat,
membutuhkan dua interface serial yang router dapat memberikan. Tapi apa yang
terjadi ketika perusahaan memperluas ke 10 cabang, 50 kantor cabang? Untuk
setiap baris point-to-point, Mabes membutuhkan interface serial fisik yang
terpisah (dan mungkin terpisah CSU / DSU jika tidak terintegrasi ke dalam kartu
WAN). Seperti yang dapat Anda bayangkan, itu akan membutuhkan banyak router
dengan banyak antarmuka dan banyak ruang rak untuk router dan CSU / DSUs.
Mungkin kita harus menggunakan solusi lain untuk masalah ini? Untungnya, Frame
Relay dapat melakukannya.
Dengan
menggunakan Frame Relay kita hanya perlu satu interface serial di kantor pusat
untuk terhubung ke semua cabang. Hal ini juga berlaku ketika kita memperluas
untuk 10 atau 50 cabang. Selain itu, biaya yang jauh lebih rendah daripada
menggunakan leased-lines.
Frame
Relay adalah protokol WAN kinerja tinggi yang beroperasi pada lapisan link
fisik dan data dari model referensi OSI. Ia menawarkan transfer data yang lebih
rendah-biaya bila dibandingkan dengan aplikasi point-to-point yang khas, dengan
menggunakan koneksi virtual dalam jaringan frame relay dan dengan menggabungkan
koneksi tersebut ke koneksi fisik tunggal di setiap lokasi. penyedia frame
relay menggunakan switch frame relay untuk rute data pada setiap rangkaian
virtual ke tujuan yang tepat.
Mungkin
istilah ini dari Frame Relay sulit dipahami sehingga kita akan menjelaskan secara
lebih rinci dalam artikel ini.
1 .
DCE
& DTE
Konsep
pertama di Frame Relay harus memahami tentang DTE & DCE:
+
Data
terminal equipment (DTE), yang sebenarnya adalah perangkat
pengguna dan logis Bingkai relay end-system
+
Data
communication equipment (DCE, juga disebut data peralatan
circuit-terminating), yang terdiri dari modem dan packet switch
Secara
umum, router dianggap DTE, dan switch Frame Relay adalah DCE. Tujuan dari
peralatan DCE adalah untuk menyediakan clocking dan switching layanan dalam
jaringan. Dalam contoh kita, kantor pusat, Branch 1 & Branch 2 adalah DTE
sementara switch Frame Relay adalah DCEs.
2.
Sirkuit
virtual
Koneksi
logis melalui jaringan Frame Relay antara dua DTE disebut virtual circuit (VC).
Istilah "virtual" di sini berarti bahwa kedua DTE tidak terhubung
secara langsung tetapi melalui jaringan. Misalnya, HeadQuarted & Branch 1
(atau Branch 2) dapat berkomunikasi satu sama lain seolah-olah mereka secara
langsung terhubung tapi pada kenyataannya mereka terhubung melalui jaringan
Frame Relay dengan banyak switch Frame Relay antara mereka.
Ada
dua jenis VC
+
Switched virtual circuit (SVC):
adalah koneksi sementara yang hanya digunakan bila ada transfer data secara
sporadis antara perangkat DTE melalui jaringan Frame Relay. SVC diatur secara
dinamis bila diperlukan. koneksi SVC membutuhkan call setup dan terminasi untuk
setiap koneksi.
+
Sirkuit permanen virtual (PVC):
Sebuah VC yang telah ditetapkan. Sebuah PVC bisa disamakan dengan leased line
dalam konsep.
Saat
ini sebagian besar penyedia layanan menawarkan layanan PVC hanya untuk
menghemat biaya tambahan untuk sinyal dan prosedur penagihan.
3.
DLCI
Meskipun
gambar di atas menunjukkan dua VC dari kantor pusat tetapi apakah Anda ingat
bahwa kantor pusat hanya memiliki satu interface serial? Jadi bagaimana bisa
tahu mana cabang itu harus mengirimkan frame ke?
Frame-relay
menggunakan data-link connection identifiers (DLCIs) untuk membangun sirkuit
logis. Pengidentifikasi memiliki arti lokal saja, yang berarti bahwa
nilai-nilai mereka unik per router, tetapi tidak harus di router lainnya.
Sebagai contoh, hanya ada satu DLCI dari 23 mewakili untuk sambungan dari HeadQuarter
ke Branch 1 dan hanya satu DLCI dari 51 dari HeadQuarter ke Branch 2. Branch 1
dapat menggunakan DLCI yang sama dari 23 untuk mewakili koneksi dari itu ke
markas. Tentu saja dapat menggunakan DLCI lain juga karena DLCIs yang
signifikan hanya lokal.
Dengan
menyertakan nomor DLCI di header Frame Relay, kantor pusat dapat berkomunikasi
dengan baik Cabang 1 dan Cabang 2 atas sirkuit fisik yang sama.
Nilai
DLCI biasanya ditugaskan oleh penyedia layanan Frame Relay (misalnya,
perusahaan telepon). Dalam Frame Relay, DLCI adalah bidang 10-bit.
Sebelum
DLCI dapat digunakan untuk rute lalu lintas, itu harus dikaitkan dengan alamat
IP dari router terpencil. Misalnya, bahwa:
+
HeadQuarte’s IP address is 9.9.9.9
+
Branch 1 IP address is 1.1.1.1
+
Branch 2 IP address is 2.2.2.2
Maka
HeadQuarter perlu memetakan Branch 1 alamat IP untuk DLCI 23 & peta Cabang
alamat 2 IP untuk DLCI 51. Setelah itu dapat merangkum data di dalam bingkai
Frame Relay dengan nomor DLCI yang sesuai dan mengirim ke tujuan. Pemetaan
DLCIs ke Layer 3 alamat dapat ditangani secara manual atau secara dinamis.
*
Manual (statis): administrator
statis dapat menetapkan DLCI ke alamat IP remote dengan pernyataan berikut:
Router(config-if)#frame-relay
map protocol dlci [broadcast]
Misalnya
HeadQuarter dapat menetapkan DLCIs dari 23 & 51 untuk Branch 1 & Branch
2 dengan perintah ini:
HeadQuarter(config-if)#frame-relay
map ip 1.1.1.1 23 broadcast
HeadQuarter(config-if)#frame-relay
map ip 2.2.2.2 51 broadcast
Kita
harus menggunakan "broadcast" kata kunci di sini karena secara
default split-horizon akan mencegah routing update dari yang dikirim kembali
pada interface yang sama itu diterima. Misalnya, jika Branch 1 mengirimkan update
ke HeadQuarte maka HeadQuarte tidak dapat mengirim pembaruan yang ke Branch 2
karena mereka diterima dan dikirim pada antarmuka yang sama. Dengan menggunakan
"broadcast" kata kunci, kita mengatakan kantor pusat untuk
mengirimkan salinan dari setiap siaran atau paket multicast diterima pada
antarmuka yang ke virtual circuit yang ditentukan oleh nilai DLCI dalam
"peta frame-relay" pernyataan. Bahkan paket disalin akan dikirim
melalui unicast (tidak disiarkan) jadi kadang-kadang disebut
"pseudo-broadcast".
Catatan:
"frame-relay interface-dlci " perintah dapat digunakan untuk statis
menetapkan (mengikat) sejumlah DLCI ke antarmuka fisik.
Catatan:
Pada kenyataannya, kita perlu menjalankan protokol routing (seperti OSPF, EIGRP
atau RIP ...) untuk membuat jaringan yang berbeda melihat satu sama lain
*
Dinamis: router dapat mengirim
Inverse ARP Request ke ujung lain dari PVC untuk alamat Layer 3-nya.
Singkatnya, Inverse ARP akan mencoba untuk belajar alamat perangkat tetangga IP
dan secara otomatis membuat tabel peta dinamis. Secara default, interface fisik
memiliki Inverse ARP diaktifkan.
Kami
akan mengambil contoh bagaimana Inverse ARP bekerja dengan topologi di atas.
Pada awalnya, semua router tidak dikonfigurasi dengan pemetaan statis dan HeadQuarter
tidak belajar alamat IP dari Branch 1 & 2 belum. Hanya memiliki 2 nilai
DLCI pada s0 / 0 antarmuka (23 & 51). Sekarang perlu untuk mencari tahu
siapa yang melekat pada DLCIs ini sehingga ia mengirimkan Inverse ARP Request
di s0 / 0 interface. Perhatikan bahwa router akan mengirimkan Inverse ARP
Meminta keluar pada setiap DLCI terkait dengan antarmuka.
Dalam
Permintaan Inverse ARP, HeadQuarter juga termasuk IP 9.9.9.9. Ketika Branch 1
& 2 menerima permintaan ini, mereka mengirim kembali Inverse ARP Balas
dengan alamat IP mereka sendiri.
Sekarang
semua router memiliki sepasang DLCI & IP address dari router di ujung lain
sehingga data dapat diteruskan ke tujuan yang tepat.
Dalam
contoh ini Anda dapat melihat bahwa setiap router memiliki DLCI pertama (Layer
2) dan perlu mengetahui alamat IP (Layer 3). Proses ini kebalikan dari proses
ARP (ARP diterjemahkan Layer 3 alamat ke Layer 2 alamat) sehingga disebut Inverse
ARP.
Setelah
proses Inverse ARP selesai, kita bisa menggunakan " show frame-relay map "
untuk memeriksa. Kata "dinamis" menunjukkan pemetaan itu dipelajari
melalui Inverse ARP (output di bawah ini tidak berhubungan dengan topologi di
atas):
Secara
default, router mengirimkan pesan Inverse ARP pada semua DLCI yang aktif setiap
60 detik.
Hal
lain yang harus Anda perhatikan adalah ketika Anda menyediakan peta statis
(melalui perintah " frame-relay map "), Inverse ARP secara otomatis
dinonaktifkan untuk protokol tertentu pada DLCI ditentukan.
Pada
bagian terakhir kita akan terutama belajar tentang LMI, yang merupakan protokol
signaling dari Frame Relay
4.
LMI
Local
Management Interface (LMI) adalah protokol standar signaling digunakan antara
router Anda (DTE) dan saklar Frame Relay pertama. The LMI bertanggung jawab
untuk mengelola koneksi dan mempertahankan status PVC Anda.
LMI
termasuk:
+
Mekanisme keepalive, yang memverifikasi bahwa data yang mengalir
+
Mekanisme multicast, yang menyediakan server jaringan (router) dengan DLCI
lokal.
+
Mekanisme status, yang menyediakan PVC status pada DLCIs diketahui saklar
Dalam
contoh kita, ketika kantor pusat dikonfigurasi dengan Frame Relay, ia akan
mengirimkan LMI pesan Status Kirim ke DCE. Respon dari DCE mungkin pesan Hello
kecil atau laporan status penuh tentang PVC digunakan berisi rincian semua VC
dikonfigurasi (DLCI 23 & 51). Secara default, pesan LMI dikirim setiap 10
detik.
Empat
kemungkinan status PVC adalah sebagai berikut:
+
Active state: Menunjukkan bahwa sambungan aktif dan router
dapat bertukar data.
+
Inactive state: Menunjukkan bahwa koneksi lokal ke Frame Relay
switch bekerja, tapi koneksi remote router ke switch Frame Relay tidak bekerja.
+
Deleted state: Menunjukkan bahwa tidak ada LMI yang diterima
dari Frame Relay switch, atau bahwa tidak ada layanan antara router pelanggan
dan Frame Relay switch.
+
Static state: Manajemen Antarmuka lokal (LMI) mekanisme pada
antarmuka dinonaktifkan (dengan menggunakan perintah " no keepalive ").
Status ini jarang terlihat sehingga diabaikan dalam beberapa buku.
Kita
dapat menggunakan " show frame-relay lmi " untuk menampilkan
statistik LMI dari Frame Relay pada interface memungkinkan router. Output
menunjukkan jenis LMI digunakan oleh antarmuka Frame Relay dan counter untuk
urutan pertukaran Status LMI, termasuk kesalahan seperti LMI timeout.
router
Cisco mendukung tiga berikut jenis LMI:
*
Cisco: LMI Jenis de ned bersama oleh Cisco, StrataCom,
Northern Telecom (Nortel), dan Digital Equipment Corporation
*
ANSI: ANSI T1.617 Annex D
*
Q.933A: ITU-T Q.933 Annex A
Perhatikan
bahwa tiga jenis LMI tidak kompatibel satu sama lain sehingga jenis LMI harus
sesuai antara penyedia Frame Relay switch dan pelanggan perangkat DTE.
Dari
Cisco IOS Rilis 11,2, router mencoba untuk secara otomatis mendeteksi jenis LMI
yang digunakan oleh switch penyedia.
Catatan:
LMI diperlukan untuk Inverse ARP berfungsi karena perlu tahu bahwa PVC adalah
sebelum mengirimkan Inverse ARP Request.
Sekarang
Anda belajar sebagian Frame Relay disebutkan dalam CCNA, beberapa karakteristik
Frame Relay yang lain Anda harus tahu yang disebutkan di bawah.
Karakteristik Frame Relay lainnya
+
Frame Relay tidak menyediakan mekanisme pemulihan
kesalahan. Hanya menyediakan deteksi kesalahan CRC.
+
Tidak seperti LAN, Anda tidak dapat mengirim data link layer disiarkan melalui
Frame Relay. Oleh karena itu, jaringan Frame Relay disebut nonbroadcast multiaccess (NBMA) jaringan.
+
Tergantung pada bandwidth yang dibutuhkan untuk setiap koneksi virtual,
pelanggan dapat memesan rangkaian dengan jumlah yang dijamin bandwidth. Jumlah
ini adalah Informasi Committed Rate
(CIR). CIR mendefinisikan berapa banyak bandwidth pelanggan adalah
"dijamin" selama operasi jaringan normal. Setiap data yang dikirimkan
di atas tingkat yang dibeli ini (CIR) yang tersedia untuk membuang oleh
jaringan jika jaringan tidak memiliki bandwidth yang tersedia.
+
Jika saklar Frame relay mulai mengalami kemacetan, ia akan mengirimkan situs
hulu (ke sumber) Backward explicit congestion notification (BECN)
dan situs hilir (ke tujuan) Forward explicit congestion notification
(FECN).
+
Ada dua jenis enkapsulasi Frame Relay: Cisco encapsulation dan
IETF Frame Relay encapsulation, yang dalam kesesuaian dengan
RFC 1490 dan RFC 2427. Sering digunakan untuk menghubungkan dua router Cisco
sedangkan yang kedua digunakan untuk menghubungkan router Cisco ke router
non-Cisco.
+
Frame Relay tidak mendefinisikan cara data ditransmisikan dalam jaringan
penyedia layanan setelah lalu lintas mencapai saklar penyedia. Jadi penyedia
dapat menggunakan Frame Relay, ATM atau PPP ... dalam jaringan mereka.
Layer
2 Encapsulation Protokol
Selain
Frame Relay ada Protokol Layer 2 Encapsulation lain yang dapat Anda menerapkan
gantinya:
High-Level Data Link Control (HDLC):
Jenis default enkapsulasi untuk router Cisco pada point-to-point link dedicated
dan koneksi circuit-switched. HDLC adalah Cisco proprietary protokol.
Point-to-Point Protocol (PPP):
Menyediakan koneksi antar perangkat lebih beberapa jenis interface fisik,
seperti asynchronous serial, Internet Kecepatan Tinggi Serial Interface (HSS1),
ISDN, dan sinkron. PPP bekerja dengan banyak protokol lapisan jaringan,
termasuk IP dan IPX. PPP dapat menggunakan Password Authentication Protocol
(PAP) atau Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP) untuk otentikasi.
X.25/Link Access Procedure, Balanced
(LAPB): Mendefinisikan hubungan antara DTE dan
DCE untuk akses remote terminal. LAPB adalah sebuah protokol lapisan data link
ditentukan oleh X.25.
Asynchronous Transfer Mode (ATM):
Standar internasional untuk cell relay menggunakan fixed-length (53-byte) sel
untuk beberapa jenis layanan. sel tetap-panjang memungkinkan perangkat keras
pengolahan, yang sangat mengurangi angkutan penundaan. ATM mengambil keuntungan
dari media transmisi kecepatan tinggi seperti E3, T3, dan Synchronous Optical
Network (SONET).