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Definition : Frame Relay Relais de Trames, Technique de commutation de trames à

Definition : Frame Relay Relais de Trames, Technique de commutation de trames à haut débit. Frame Relay : comment ça marche ? Frame Relay un standard en mal de reconnaissance Muselé par l'opérateur Transpac, la technologie Relais de trame reprend espoir à l'aube d'une véritable concurrence télécom française. Synopsis d'un standard oublié. Sans aucune connotation péjorative, le Frame Relay fait figure de standard de commutation hybride et opportuniste. Trois facteurs ont favorisé son émergence: la banalisation des liaisons louées numériques; l'accroissement des besoins en débit et en interconnexion de réseaux locaux; le remplacement aux extrémités des terminaux bêtes et méchants par des systèmes clients et serveurs intelligents, d'abord Minis puis Micro. Antérieurement à ces progrès, seule la force tranquille du mode connecté X.25 offrait une garantie d'exploitation fiable. Quelques réseaux se sont essayés au mode de transmission Datagramme X.25, sans connexion (connection less) et sans contrôle de flux. Mais la pratique anarchique a vite eu raison de cette belle théorie. En outre, la reconstitution obligée de la séquence du message aux extrémités cantonnait le Datagramme aux connexions entre ordinateurs. X.25 s'annonçait plus démocratique et ouvrait ses portes aux terminaux les plus passifs. Ce libre accès imposait toutefois plus de rigueur opérée sous la forme d'un contrôle de flux, également appelée par la fragilité des liaisons analogiques d'époque. Seulement aujourd'hui la thèse X.25 a vieilli. Elle ne lègue au Relais de trame (Frame Relais) que son système de Circuits Virtuels permanents à l'origine et aujourd'hui commuté. Libéré des chaînes du contrôle de flux, Frame Relay s'en remet aux équipements d'extrémités pour renouer avec le mode de transmission de trames sans numéro de séquence, cher au mode Datagramme. Frame Relay une technique de commutation hybride Cette caractéristique d'individualité, lui permet d'encapsuler des données de longueur variable dans une seule et même trame à concurrence de 4096 octets. Chacune d'elle revendique son indépendance par un numéro de circuit virtuel appelé DLCI (Data Link Connexion Identifier). A l'opposé du hachoir X.25, limité à un maximum de 2048 octets, l'enveloppe Frame Relay s'adapte comme un gant aux trames Ethernet, aux paquets IP ou SNA. Fini les opérations de fragmentation et de séquencement. Le contrôle de flux passe également à la trappe. Résultat, les logiciels des commutateurs Frame Relay s'en trouvent simplifiés d'autant et gagnent en débit de commutation. Bien que réduit, le rôle du commutateur Frame Relay conserve trois fonctions. Il vérifie l'intégrité de la trame en utilisant la séquence de contrôle FCS (Frame Check Sequence) et en cas d'erreur abandonne cette dernière. Puis, il confronte la vraisemblance du numéro de circuit virtuel DLCI associé à la trame, à une table de routage. Dans la négative, la trame est abandonnée sans appel. Enfin, il relaye la trame vers le commutateur suivant ou sa destination finale. Ce dénuement protocolaire engendre quelques exigences. Le relais de trame ne s'envisage que sur un support numérique de très bonne qualité. Cette précaution ne garantit pas pour autant une liaison "zéro défaut". Pour palier aux éventuelles pertes de données, un filet protocolaire s'impose. Installé aux extrémités, ce protocole, TCP par exemple, prend en charge l'opération de séquencement pour repérer les trames perdues. Il acquitte également les trames reçues et retransmet celles manquantes. Malgré leur réalité, le contrôle imposé par les erreurs de transmission reste bénin comparé à la gestion du syndrome de congestion. Erreur ou congestion : Frame Relay s'en remet à TCP/IP Ce phénomène de saturation se constate sur une ligne trop sollicitée ou dans un commutateur aux buffers saturés. Alors que le contrôle de flux X.25 esquive les risques de congestion, la technique Frame Relay n'a pas d'autre alternative que d'abandonner des trames pour rétablir l'équilibre du réseau. Ce sacrifice induit un effet pervers immédiat, puisque les tentatives de retransmission des trames laissées pour compte aggravent la congestion. Néanmoins, Frame Relay dispose de quelques artifices protocolaires pour prévenir ce mal. Le plus élémentaire profite du passage des trames dans les commutateurs pour forcer à 1 les bits ECN (Explicit Congestion Notification) localisés dans l'en-tête afin d'avertir les extrémités terminales de ralentir leur transmission. En pratique deux champs hébergent cet indicateur de mise en garde. La zone FECN (Forward ECN) opère lorsque la trame se dirige en aval et réciproquement le champ BECN (Backward ECN) intervient pour une trame transmise en amont. Ce procédé simple comporte malheureusement une faille implicite. Si aucune trame ne se dirige vers la source de congestion, impossible d'atténuer cette dernière. Aussi, un autre mécanisme de signalisation connu sous le nom de CLLM (Consolidated Link Layer Management) réserve un circuit virtuel référencé DLCI n° 1023, à cet effet. Le message CLLM commande aux équipements d'accès de freiner le trafic des circuits virtuels soupçonnés de congestion. Seulement voilà, d'un constructeur d'équipement d'accès à l'autre, l'implémentation des fonctions ECN et CLLM reste arbitraire. Certains routeurs répercutent l'ultimatum d'arrêt sans distinction vers l'ensemble du réseau local avec pour conséquence de bloquer toutes les stations. D'autres se contentent de temporiser le flux dans de larges buffers en attendant de meilleures conditions de transmission. D'autres encore, restent transparent à toute signalisation de congestion. De nouveau, un protocole de bout en bout, tel que TCP s'impose pour réguler le trafic. Pour détecter la moindre congestion ce protocole se fie à l'augmentation du délai d'acheminement ou à la perte d'une trame. Dans ces deux cas, il réduira la taille de sa fenêtre d'anticipation de paquets afin de ralentir le trafic à la source et de soulager la charge du réseau. Il s'agit alors d'une notification implicite de congestion. Réciproquement, lorsque le réseau redevient fluide, TCP rétablit progressivement la taille de la fenêtre. La notification explicite de congestion via les bits ECN et le mécanisme CLLM use du même biais de régulation de trafic. Même dans l'interaction, ces deux remèdes au syndrome de congestion restent insuffisants et la "saignée" des trames inévitable. Loin du hasard, chaque commutateur marque les trames à évacuer en priorité lors d'une congestion. Acculé à cette solution finale, le commutateur en aval exécute sans état d'âme. Dans l'en-tête de chacune d'elles, le bit désigné DE "Discard Eligibility" se prête à ce marquage. Il se propose également comme outil de gestion de débit afin de garantir un niveau de service équitable entre utilisateurs. H.M Etat de la norme Frame Relay A l'origine le standard Frame Relay, promu par le Frame Relay Forum, a été défini avec un minimum de recommandations obligatoires et beaucoup d'options. Ainsi, les constructeurs ont pu spécifier à leur guise le profil Frame Relay de leur matériel. Les effets néfastes de ce laxisme, se sont particulièrement révélés dans la pratique différente des mécanismes de signalisation et touche au paroxysme lorsqu'il s'agit de régir la congestion du réseau. Outre les mécanismes pour notifier la congestion, le Frame Relay Forum a renforcé la norme par d'autres spécifications comme le LMI (Link Management Interface), pour régir la signalisation entre deux interfaces. Les règles LMI permettent par exemple d'échanger entre un routeur et un commutateur, des informations sur l'état des circuits virtuels. Mais là encore, les constructeurs n'ont pas suivi à la lettre les normes dont ils sont paradoxalement à l'origine. Les membres de ce forum ont ensuite défini une recommandation NNI (Network to Network Interface), pour l'interconnexion de réseaux Frame Relay hétérogènes. Ils ont enfin établi les spécifications d'établissement de Circuit Virtuel Commuté sur un réseau Frame Relay. Les différents acteurs de la normalisation Frame Relay ANSI T1.618 Section 2 Format de la trame Frame Relay (en-tête 2 à 4 octets) T1.617 Annex D Signalisation d'interconnexion ITU (ex CCITT) Q.922 Recommandation du format de la trame Frame Relay (en-tête de 2 à 4 octets) Q.933 Recommandation connexion CVC (Circuit Virtuel Commuté) IETF Internet Engineering Task Force RFC 1294 Interconnexion multiprotocole sur un réseau Frame Relay RFC 1293 Spécification de la MIB Frame Relay Consortium de vendeur LMI Signalisation d'interconnexion H.M Frame Relay le nouveau souffle de l'intégration voix-données Eclipsé par l'émergence d'ATM, Frame Relay profite de l'immaturité de ce premier standard pour s'imposer sur le champ de l'intégration de données. Ce retour sur le devant de la scène devrait relancer les critiques sur son mode de résolution de congestion. Après avoir joué les figurants au sein de l'offre Transpac, servi de doublure aux sessions SNA sur le terrain des réseaux longues distances, gagné ses premières palmes dans le rôle d'interconnecteur de réseaux locaux, Frame Relay brille de tous ses atouts au casting de l'intégration voix-données. Les constructeurs de commutateurs, de multiplexeurs et de routeurs revendiquent ce protocole, jusqu'à semer la confusion dans l'esprit des puristes télécoms. Ce consensus marketing occulte l'épineuse question du syndrome de congestion en environnement réseau public. Une intégration voix-données inspirée des multiplexeurs statistiques Longueur de temps et pragmatisme ont favorisé cette amnésie collective pour ne faire resurgir que les seules qualités du relais de trame. A la proue de ces attributs trône l'allocation dynamique de bande passante. Une telle arme n'a en priori rien de révolutionnaire. Les pourvoyeurs de multiplexeurs le confirmeront volontier. Mais la structure du paquet Frame Relay aiguise le tranchant de l'allocation dynamique uploads/Management/ frame-relay.pdf