Frame Relay

Схема настройки протокола Преобразование адресов

• Статически
• Динамически с использованием inverse-ARP

1. Использование физического интерфейса
Сообщения состояния интерфейса LMI информируют устройство о виртуальных каналах, связанных с ними идентификатора LMI и об их состоянии(активное). encapsulation frame-relay
ip address <ip> <mask>
1.1. Полносвязная сеть с одной IP-подсетью

2. Использование подынтерфейсов.
Идентификаторы DLCI должны быть связаны с каждым подынтерфейсом один из двух способов: frame-relay interface-dlci или frame-relay map (отключается inverse ARP протокол)
2.1. Использование подынтерфейса типа точка-точка
2.2 Использование мультиточечного интерфейса.

Команда frame-relay interface-dlci dlci [ieft | cisco] назначает идентификатор DLCI указанному подынтерфейсу Frame Relay на интерфейсе или подынтерфейсе.

Подынтерфейсы представляют собой логические интерфейсы, связанные с физическим интерфейсом. Использование рассматриваемой команды обязательно для всех подынтерфейсов типа "точка-точка"; она также необходима для всех многоточечных интерфейсов, для которых установлено динамическое преобразование адресов. Для многоточечных подынтерфейсов, на которых установлено статическое связывание адресов, эту команду применять не требуется. Перед применением такой команды для назначения всех идентификаторов DLCI и параметров инкапсуляции или широковещания должны быть указаны интерфейс и подынтерфейс.

Команда frame-relay interface-dlci на подынтерфейсах активизирует протоколы маршрутизациии на интерфейсах, использующих инверсный протокол ARP. Данная команда также полезна для назначения конкретного класса каналу PVC, для которого желательна установка особых характеристик. Использование команды на интерфейсе (в отличие от подынтерфейса) позволяет избежать перенаправления данным устройством пакетов, предназначенных для конкретного канала с номером DLC1.

Соединение через сеть Frame Relay между двумя устройствами DTE называется виртуальный канал. Есть два типа виртуальных каналов: SVC - коммутируемые виртуальные каналы, создаются динамически при необходимости передачи данных. Состоит из этапов: настройка соединения, передача данных, ожидание, завершение соединения. PVC - постоянные виртуальные каналы, которые предварительно настраиваются провайдером услуги и после того, как они создаются, работают только в режиме передачи данных или ожидания.

DLCI
Каждый виртуальный канал в сети Frame Relay характеризуется идентификаторм DLCI. Этот идентификатор уникален только на одном соединении. Например, клиент подключается к коммутатору А провайдера Frame Relay с DLCI 102. Номер DLCI указывается во всех фреймах, отправляемых с маршрутизатора на коммутатор. Коммутатор А видит во входящих фреймах этот номер, сопоставляет его со своей таблицей маршрутизации. Там написано, что если на конкретный порт приходит фрейм с конкретным номером DLCI, такой фрейм надо отправить на другой порт с другим номером DLCI. Так фреймы и путешествуют, пока не достигнут получателя. Также между маршрутизатором и коммутатором могут быть установлены несколько виртуальных каналов. Каждый канал будет представлен своим номером DLCI.

Для того, чтобы маршрутизатор мог передавать данные через сеть Frame Relay, он должен знать соответствие адреса протокола 3-го уровня номеру DLCI. Эта таблица может заполняться двумя способами: динамически и статически. Динамически таблица заполняется благодаря Inverse Address Resolution Protocol - обратному ARP. Маршрутизатор посылает запросы на виртуальный канал с номером DLCI, чтобы определить адрес протокола третьего уровня на другой стороне. Отправляться запрос будет только для протоколов третьего уровня, которые активированы на маршрутизаторе. Оттуда приходит ответ, который заносится в таблицу. По умолчанию на маршрутизаторах Cisco включен именно этот способ. Статически - администратор может сам указать соответствие номера DLCI адресу третьего уровня. Но сначала он должен отключить динамическое определение, т.к. одновременно они работать не могут. Пример настройки:

R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#encapsulation frame-relay
R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R1(config-if)#frame-relay map ip protocol-address dlci broadcast cisco - broadcast означает, что на этот адрес разрешено отправлять широковещательные пакеты.

Проверить настройку можно командой:

R1#show frame-relay map

LMI
LMI - это процесс, который обеспечивает интерфейс информацией о состоянии канала между маршрутизатором (DTE устройством) и коммутатором Frame Relay (DCE устройством). Каждфе 10 секунд маршрутизатор отправляет запрос на 2-м уровне о состоянии канала. Коммутатор должен ответить о состоянии всех виртуальных каналов. Если ответа нет, маршрутизатор помечает состояние канала как нерабочее. Существуют следующие расширения LM, которые полезны для взаимодействия устройств: Сообщения о статусе виртуальных каналов - сообщения, которые помогают синхронизировать информацию между устройствами о работающий и неработающих виртуальных каналах. Эти сообщения предостеригают устройства оо отправки данных в неработающие виртуальные каналы. Многоадресная рассылка - позволяет один фрейм Frame Relay передать в несколько виртуальных каналов. Глобальная адресация - позволяет использовать не локальные, а глобальные идентификаторы Frame Relay, которые позволяют уникально идентифицировать интерфейс во всей сети Frame Relay. Простое управление потоком - механизм управления потоком, который применяется для всего интерфейса. Применяется на устройствах Frame Relay, которые на более высоких уровнях не могут управлять потоком и определять перегрузки каналов. Во фрейме Frame Relay поле DLCI содержит 10 бит, поэтому номер DLCI может быть от 0 до 1023. Некоторые номера DLCI зарезервированы менно для расширений сообщений LMI, передаваемых между DTE и DCE устройствами. Существуют три типа (стандарта) LMI, которые не совпадают друг с другом:

• Cisco
• Ansi
• q933a.

Поэтому тип LMI на противоположных сторонах должен совпадать. Начиная с рерсии IOS 11.2, у маршрутизаторов включена функция автоопределения типа LM, установленного на коммутаторах Frame Relay.

Настройка Frame Relay
Маршрутизатор R1

R1(config)#interface s0/0/0
R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#encapsulation frame-relay
R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R1(config-if)#frame-relay map ip 10.1.1.2 16 broadcast cisco

Маршрутизатор R2

R2(config)#interface s0/0/0
R2(config-if)#ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#encapsulation frame-relay
R2(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R2(config-if)#frame-relay map ip 10.1.1.1 16 broadcast cisco

Проблема Split Horizon в Frame Relay
Как известно, для предотвращения петель маршрутизации при использовании протоколов динамической маршрутизации, используется функция Split Horizon, которая запрещает отправку обновлений маршрутизации на интерфейс, с которого это обновление было получено. Так вот, при использовании одного физического интерфейса маршрутизатора для организации нескольких виртуальных каналов, Split Horizon будет препятствовать распространению обновлений маршрутизации. Казалось бы, Split Horizon можно просто отключить. Но отключить его можно только при использовании IP. Другие протоколы третьего уровня не позволяют это сделать. Для решения этой проблемы лучше использовать разбиение физического интерфейса маршрутизатора на подинтерфейсы и назначать каждый виртуальный канал на отдельный подинтерфейс. Подинтерфейсы могут быть для двух видов связи: точка-точка и многоточка. Каждый подинтерфейс точка-точка требует для себя отдельную подсеть, а многоточечный - нет. Поэтому многоточечный подинтерфейс опять-таки не решит проблему Split Horizon. При организации подинтерфейса вид его надо указывать сразу. От этого будут зависить настройки.

Настройка подинтерфейса точка-точка:

R1(config)#interface s0/0/0
R1(config-if)#no ip address
R1(config-if)#no shutdown
R1(config)#interface s0/0/0 point-to-point
Router(config-subif)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
Router(config-subif)#frame-relay interface-dlci 16 - указывается локальный номер DLCI.

Настройка многоточечного подинтерфейса:

R1(config)#interface s0/0/0
R1(config-if)#no ip address
R1(config-if)#no shutdown
R1(config)#interface s0/0/0 multipoint
Router(config-subif)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
Router(config-subif)#frame-relay map ip 10.1.1.2 16 - указывается локальный номер DLCI и адрес противоположной стороны.

Характеристики Frame Relay
При формировании цены на услуги Frame Relay учитываются следующие характеристики:

• скорость подключенного порта
• тип канала - SVC или PVC
• гарантированная пропускная способность виртуального канала (CIR)

Иногда провайдеры продают услуг больше, чем есть у них реальной пропускной способности, рассчитывая на то, что не все абоненты будут работать одновременно. Это является причиной, что когда все начнут работать, у всех будут потери пакетов и задержка. Выходом из этой ситуации есть продажа дополнительной пропускной способности, которую можно использовать в периоды, когда она есть в наличии у провайдера. Цена ее намного меньше гарантированной скорости. Величина, на которую может быть увеличена пропускная способность, называется CBIR. А запас, на который еще может быть увеличена пропускная способность до достижения максимальной загрузки порта, называется ВЕ. Фреймы, которые передаются в полосе CBIR маркируются битом DE. Если он установлен, то эти фреймы могут быть удалены, если в сети будет перегрузка.

Материал взят с http://mcp1971.livejournal.com/3969.html

Настройка полноценного frame-relay свитча для GNS3.
Лабораторная работа CCNA GNS3 Подошло время для выполнения лабораторных работ по frame-relay. Регулярно слыша от инструктора CBT Nuggets Jeremy Cioara как хорошо быть самому себе Frame-Relay сервис провайдером, решил настроить маршрутизатор Cisco в качестве frame-relay switch. Не могу сказать, что я наткнулся на ограничения frame-relay switch доступного в GNS3 по умолчанию. Это просто интересно, и такой опыт не будет лишним. К тому же это даст дополнительную возможность еще лучше понять принципы работы Frame Relay.

За основу будет взят Cisco 3640 с модулем NM-4T. К нему будут подключены три Cisco 2691, которые в последствии и будут участвовать в сценариях лабораторных работ. Общий вид топологии будет следующим.

Лабораторная работа CCNA GNS3

Подключение маршрутизаторов к интерфейсам Frame-Relay Switch

R1 Serial0/0 -> fr_switch Serial0/1 
R2 Serial0/0 -> fr_switch Serial0/2
R3 Serial0/0 -> fr_switch Serial0/3

Используемые DLCI

R1->R2 102, R1->R3 103
R2->R1 201, R2->R3 203
R3->R1 301, R3->R2 302

Некое подобие логики в выборе интерфейсов и DLCI поможет не запутаться в дальнейшем. Для того чтобы Cisco 3640 стал frame-relay switch нужно в Global Configuartion Mode выполнить команду frame-relay switching

Далее необходимо настроить каждый интерфейс.

interface Serial0/1
encapsulation frame-relay
logging event subif-link-status
logging event dlci-status-change
clockrate 64000
no frame-relay inverse-arp
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 102 interface Serial0/2 201
frame-relay route 103 interface Serial0/3 301
no shutdown

interface Serial0/2
encapsulation frame-relay
logging event subif-link-status
logging event dlci-status-change
clockrate 64000
no frame-relay inverse-arp
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 201 interface Serial0/1 102
frame-relay route 203 interface Serial0/3 302
no shutdown

interface Serial0/3
encapsulation frame-relay
logging event subif-link-status
logging event dlci-status-change
clockrate 64000
no frame-relay inverse-arp
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 301 interface Serial0/1 103
frame-relay route 302 interface Serial0/2 203
no shutdown

Для того чтобы проверить полученный результат

show frame-relay route

Input Intf      Input Dlci      Output Intf     Output Dlci     Status
Serial0/1       102             Serial0/2       201             inactive
Serial0/1       103             Serial0/3       301             inactive
Serial0/2       201             Serial0/1       102             inactive
Serial0/2       203             Serial0/3       302             inactive
Serial0/3       301             Serial0/1       103             inactive
Serial0/3       302             Serial0/2       203             inactive

Похоже на то, что задумывалось. Можно приступать к выполнению лабораторных работ.

UPD 20/08/2012

Арсений ( Jabbson ) рекомендовал более простой способ настройки frame-relay свитча. используя команду connect. Подробное описание использования данной команды можно прочесть на официльном сайте Cisco >>

interface Serial0/1
no ip address
encapsulation frame-relay
clock rate 64000
frame-relay intf-type dce
!
interface Serial0/2
no ip address
encapsulation frame-relay
clock rate 64000
frame-relay intf-type dce
!
interface Serial0/3
no ip address
encapsulation frame-relay
clock rate 64000
frame-relay intf-type dce 
!
connect r1r2 Serial0/1 102 Serial0/2 201
connect r1r3 Serial0/1 103 Serial0/3 301
connect r2r3 Serial0/2 203 Serial0/3 302
!