CCNA 4 v3.1 Module 5 Frame Relay

1. CCNA 4 v3.1 Module 5 Frame Relay

2. Objectives

3. Frame Relay Different countries use different types of remote access. X.25 is commonly used in Europe while Frame Relay is used in America. Evropa: X.25 Amerika: Frame Relay

4. Frame Relay relay = předávání dál, přenášení => Frame Relay = předávání framů dál

5. Frame Relay Operation • Frame Relay is • packet-switched • connection-oriented • WAN service Komunikace pomocí malých balíčků - paketů, doručovaných na základě adresy. Než začne vlastní posílání, obě strany se dohodnou na zřízení end-to-end propojení (podobně jako TCP). To je nutné kvůli spolehlivosti. Užívá se k WAN propojení mezi sítěmi LAN.

6. Frame Relay Operation ... ale nestará se o to, jak frame projde oblakem internetu. Protokol FR určuje způsob přenosu po lince od nás k poskytovateli, ...

7. Frame Relay Switches FR WAN je soustava vzájemně propojených switchů. Zákazníci se k ní připojí pronajatými linkami.

8. Frame Relay Concepts DTE DTE DCE Zákazník (DTE) posílá framy svému poskytovateli (DCE). DCE DTE Framy se nějak dostanou skrz oblak. DCE Vzdálený poskytovatel (DCE) doručí framy vzdálenému zákazníkovi (DTE).

9. Terminology • The connection through the Frame Relay network between two DTEs is called a virtual circuit (VC). • Spojení skrz síť Frame Relay mezi dvěma účastníky (DTE) se nazývá virtuální (zdánlivý) obvod.

10. Terminology • Virtual circuits may be established dynamically by sending signaling messages to the network. In this case they are called switched virtual circuits (SVCs). • Virtual circuits can be configured manually through the network. In this case they are called permanent virtual circuits (PVCs).

11. Terminology Virtuální obvody zřizované • dynamicky (automaticky) – Switched Virtual Circuits – SVC • ručně - Permanent Virtual Circuits - PVC

12. Virtual Circuits DLCI = Data Link Connection Identifier Na jedné přístupové lince se může provozovat více virtuálních obvodů. Jsou rozlišeny pomocí DLCI.

13. Local Significance of DLCIs The data-link connection identifier (DLCI) is stored in the Address field of every frame transmitted. DLCI je číslo, zapsané v adresovém poli framu.

14. Local Significance of DLCIs DLCI má jen lokální význam, není stejné celou cestu. Viz příklad: Na začátku cesty 249, na konci 624. Podobně jako adresa MAC – také se během cesty stále přepisuje.

15. Frame Relay Functions • FR dostane paket z třetí vrstvy, např. IP. • Zabalí ho jako data, přidá adresové pole (s DLCI)a kontrolní součet. • Přidá flag fields (pole indikátorů) na začátek a na konec. • Pošle to dolů na drát, do vrstvy 1.

16. Frame Relay Stack Layered Support • Dostane paket z třetí vrstvy, např. IP. • Zabalí ho jako data, přidá adresové pole (s DLCI) a kontrolní součet. • Přidá flag fields (pole indikátorů) na začátek a na konec. • Pošle to dolů na drát, do vrstvy 1.

17. Bandwidth and Flow Control Na lince k poskytovateli je obvykle víc virtuálních obvodů (každý třeba od jiného zákazníka). Poskytovatel s každým ze zákazníků smluví CIR = Committed Information Rate = smluvená, zaručovaná rychlost. Součet CIR pro všechny zákazníky bývá větší než rychlost linky. Počítá se s tím, že nebudou všichni najednou žádat svoje maximum.

18. Bandwidth and Flow Control Při posílání framu se jede rychlostí linky, tj. rychleji, než máme smluveno. Proto mezi framy musí být mezery, aby průměrná rychlost pro zákazníka byla CIR. V těchto mezerách jsou přenášeny framy ostatních VC (= zákazníků).

19. Bandwidth and Flow Control Je-li na lince volno, může se pro jeden VC posílat i rychleji, než odpovídá CIR. O kolik rychleji, to říká Excess Information Rate (EIR).

20. Bandwidth and Flow Control Committed Time (Tc) je čas, za který se počítají průměry. Committed Burst (Bc) je počet bitů, který je možno odeslat za Tc rychlostí CIR. Excess Burst (Be) je počet bitů, který je možno odeslat za Tc nad rychlost CIR, tj. rychlostí EIR. Každý frame z tohoto množství „navíc“ je označen bitem DE = Discard Eligible (= možno smazat). Bc +Be = maximální počet bitů, který je možno poslat za Tc .

21. Bandwidth and Flow Control Bit Counter = čítač bitů Na začátku každého Tc se čítač nuluje a startuje. Počítá bity, které přijdou na switch. Když za Tc napočítá maximálně Bc, tak nic, OK. Když za Tc napočítá maximálně Bc + Be, tak taky OK, ale všechny framy, které jsou nad Bc, označí bitem DE (= Discard Eligible = možno smazat). Takto označené se pak zahazují jako první, když nastane tlačenice. Když za Tc napočítá víc než Bc + Be, tak všechny nad Bc + Be ihned zahazuje.

22. Bandwidth and Flow Control • FECN/BECN je chápán jako žádost o omezení vysílání v dopředném, resp. zpětném směru (vzhledem ke směru rámce) • V poli adresy rámce pole FECN (Forward Explicit CongestionNotification), BECN (Backward Explicit CongestionNotification) - informace od sítě ke koncovému systému, že by měl snížit informační rychlost. Bity FECN, BECN nastavuje framehandler, který detekoval nebezpečný nárůst front.ECN = Explicit CongestionNotification: • FECN = Forward ECN přilepuje na ty framy, které přijal z linky a posílá je dál. • BECN = Backward ECN přilepuje na ty framy, které posílá zpět do příchozí linky. Forward = směrem dopředu, Backward = směrem dozadu

23. Frame Relay Concepts V místě A je síť přetížená. Provoz směřuje zleva doprava. Před A je fronta. Queue Když switch A posílá na interface 1 velký frame, ostatní framy pro tento interface musí čekat ve frontě.

24. Frame Relay Concepts Downstream = po proudu dolů (zde doprava) Dopředu posílá FECN: „Může být zpoždění nebo ztráty.“ Dopředu posílá FECN: „Dejte si bacha, framy odtud mohou mít zpoždění, nebo se dokonce ztrácet.“

25. Frame Relay Concepts Upstream = proti proudu nahoru (zde doleva) Dozadu posílá BECN: “Neposílejte toho tolik, máme plno.“

26. Selecting a Frame Relay Topology Full Mesh Partial Mesh Star (Hub and Spoke)

27. Data Link Control Identifier • The 10-bit DLCI associates the frame with its virtual circuit • It is of local significance only - a frame will not generally be delivered with the same DLCI with which it started • Some DLCI’s are reserved:

28. DLCI = Data Link Control Identifier • Spojuje rámec s jeho virtuálním obvodem • Má jen místní význam, tj. neplatí v celé síti. Rámec obvykle během své cesty mění DLCI, podobně jako rámec v síti Ethernet mění MAC adresu. • Některé DLCI jsou rezervovány. Z tabulky vyplývá, že můžeme využít čísla 16 - 991: = Consolidated Link Layer Management CLLM se používá při řešení zácpy. 1023 = 210 - 1

29. Local Management Interface (LMI) LMI je jednoduchý protokol. Umožňuje účastníkovi a síti vyměňovat si informace o síti a ostatních PVC (= Permanent Virtual Circuit). LMI má svoje vlastní vyhrazené DLCI (1023, viz dále). Užívá tedy samostatný PVC.

30. Local Management Interface (LMI) Three types of LMIs are supported by Cisco routers: Jeden typ LMI vymyslelo Cisco, další dva jsou podle jiných norem.

31. 1 2 1 1 1 1 2 1 Flag Address Control PD CR MT LMI Message FCS Flag LMI Frame Format Tím odpovídá na dotaz, tím se ptá. Message

32. Stages of Inverse ARP andLMI Operation #1 ARP = Address Resolution Protocol Účastník se zeptá (75), v odpovědi (7D) dostane DLCI těch PVC, ke kterým je připojen.

33. Stages of Inverse ARP and LMI Operation #2 4) 1) 2) 3) V dalším kroku se pomocí inverzního ARP dozví, jaké IP adresy jsou na druhém konci PVC.

34. Stages of Inverse ARP and LMI Operation Odpověď na otázku z našeho cvičení, jak se RA dozví, ke kterému PVC patří DLCI 20, když jsme mu to v konfiguraci nesdělili: Zjistí si to sám výše uvedeným postupem.

35. Stages of Inverse ARP and LMI Operation Shrnutí Stage #1 Hodí do linky dotaz: Jaká jsou DLCI virtuálních obvodů, ke kterým jsem připojen? Dostane seznam DLCI. Stage #2 Hodí do linky DLCI. Dostane IP adresu, která tomu na druhé straně odpovídá.

36. Configuring a Static Frame Relay Map Příkaz staticky (= ručně a natrvalo) mapuje (= dává dohromady) vrstvu 2 (=DLCI) a vrstvu 3 (= IP adresa). Pokud Split horizon brání broadcastu, nahraď broadcast ručním rozesíláním aktualizací.

37. Configuring Basic Frame Relay Novější verze IOSu samy poznají typ LMI, nemusí se zadávat. Podle zadané propustnosti se orientují protokoly EIGRP, OSPF.

38. Configuring a Static Frame Relay Map Příkaz se zadává, když ten na druhém konci neumí inverzní ARP. Identifikátoru DLCI=110 na našem konci trasy odpovídá IP adresa 10.16.0.2 na druhém konci.

39. Reachability Issues with Routing Updates in NBMA = Non-Broadcast Multi-Access Split-Horizon = zákaz posílat aktualizaci zpět do toho rozhraní, po kterém přišla. Brání se tak vzniku nekonečných smyček v síti. Router může mít na jednom fyzickém rozhraní více logických obvodů (PVC). Když D pošle aktualizaci situace v síti, A by ji měl rozšířit na B a C. V tom mu ale brání Split-Horizon.

40. Reachability Issues with Routing Updates in NBMA Router A proto musí aktualizaci rozeslat jako samostatné zprávy. To zatěžuje síť i router. Řešením by bylo vypnout Split-Horizon. Tím ale vznikne nebezpečí smyček a navíc to některé protokoly ani neumožňují. Jiná možnost je propojení fully-meshed = každý s každým. To je ale drahé. Nejlepší řešení je použít subinterface: Jedno fyzické rozhraní se bude chovat ne jako jedno, ale jako několik fyzických rozhraní.

41. Frame Relay Subinterfaces Point-to-point Každý subinterface se chová jako pronajatá linka. Každý subinterface vyžaduje vlastní podsíť. Hodí se pro topologii hub and spoke = hvězda. Multipoint Z jednoho fyzického rozhraní se rozbíhá několik PVC. Všechny PVC jsou v té samé podsíti. Split horizon brání broadcastu => chová se to jako NBMA = Non-Broadcast Multiple Access = přístup na více míst bez možnosti broadcastu. Hodí se pro topologii mesh = propojení každý s každým.

42. Configuring Point-to-Point Subinterfaces Z routeru A vede cesta na B přes DLCI 110 a na C přes DLCI 120. Sériové rozhraní 0/0 rozdělíme na 0/0.110 a 0/0.120 a každému z nich řekneme, že bude point-to-point... ... a které DLCI mu patří.

43. Verifying Frame Relay • The show interfaces command displays • encapsulation • Layer 1 and Layer 2 status • LMI type • DLCI • (DTE/DCE) type

44. The show interface Command LMI Status DTE nebo DCE LMI DLCI LMI Type

45. The show frame-relay lmi Command

46. The show frame-relay pvc Command

47. Dává podobnou informaci jako show ip route The show frame-relay map Command Na konci obvodu, který u nás má DLCI 100, je zařízení s IP adresou 10.40.1.1. • Tato cesta byla zjištěna dynamicky pomocí protokolu LMI: • dotaz – odpověď => DLCI • inverzní ARP => IP adresa Vymaže všechny cesty zjištěné pomocí inverzního ARP ... ... a obsah tabulky je prázdný.

48. Troubleshooting Frame RelayThe debug frame-relay lmi Command PVC Status 0x2 – Active 0x0 – Inactive 0x4 – Deleted

49. Summary • Frame Relay: Packet-switched, connection-oriented • WAN service => interconnects LANs • Connection between two DTEs = Virtual Circuit • SVC (= Switched) vzniká dynamicky, automaticky • PVC (= Permanent) vytvořen ručně, natvrdo • Běží na sériových rozhraních. • Default encapsulation = Cisco proprieatary version of HDLC • Multipoint: Všechny PVC v té samé podsíti, Split-Horizon brání broadcastu. Hodí se pro mesh topologii. • Point-to-point: Rozhraní rozděleno na subinterface, každý PVC má svoji podsíť, broadcast funguje. Hodí se pro hub-and-spoke (hvězda) topologii.