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Frame Relay

Repaso de Frame Relay
• Frame Relay fue originalmente desarrollado como una extensión de
Integrated Services Digital Network (ISDN).
• Designado para habilitar el transporte de la tecnología conmutada
por circuitos en una red conmutada por paquetes.
• Los switches de Frame Relay crean circuitos virtuales para conectar
LANs remotas a una WAN.
• La red de Frame Relay existe entre la frontera de un dispositivo LAN
usualmente un router, y el switch del carrier.

Características de Frame Relay
• Barato
• Fácil configuración del equipo de usuario
• Interface de trama de Circuito Virtual
Servicio público
Backbone privado
• Disponible hasta 2 Mbps
• Conmutación-paquetes, Orientado-conexión, Servicio
WAN
• Opera en la capa de enlace de datos de OSI

Topología de Estrella de Frame Relay
• Hub con un enlace físico llevando múltiples
circuitos virtuales.

Topología Malla de Frame Relay
• Cada DTE tiene un enlace físico llevando 4 circuitos
virtuales.

Operación de Frame Relay
• Frame Relay usa un subconjunto de HDLC: Link Access
Procedure para Frame Relay (LAPF).
• Las Tramas de LAPF llevan datos entre el data terminal
equipment (DTE), y el data communications equipment (DCE).

Tráfico Cruzando la Nube de Frame Relay
• Frame Relay es frecuentemente usado para interconectar LANs. Cuando este
es el caso, un router en cada LAN será el DTE. Una conexión serial, tal como
una línea arrendada T1/E1, conectará el router al switch Frame Relay de la
compañía en el punto de presencia más cercano para ésta.
DTE
DTE
DTE
DCE
DCE
DCE
DCE
DCE
DCE
DCE
DCE
• El switch de Frame
Relay es un
dispositivo DCE. Las
tramas de un DTE
serán movidas a
través de la red y
entregadas a otros
DTEs por conducto de
DCEs.
• Frame Relay no
proporciona
mecanismo de
recuperación de
errores. Si hay un
error en una trama
ésta es descartada sin
notificación.

Circuitos Virtuales
• La conexión a través de la red de Frame Relay entre dos DTEs
es llamada un circuito virtual (VC).
• Los circuitos virtuales pueden ser establecidos
dinámicamente enviando mensajes de señalización a la red,
llamados circuitos virtuales conmutados—switched virtual
circuits (SVCs).
SVCs no son muy comunes.
• Circuitos Virtuales Permanentes (PVCs) preconfigurados por
el carrier son más comúnmente usados.
• El FRAD o router conectado a la red de Frame Relay puede
tener múltiples circuitos virtuales conectando a este varios
end points.
• Los variados circuitos virtuales en una línea virtual pueden
ser distinguidps porque cada VC tiene su propio Data Link
Channel Identifier (DLCI).

DLCIs
• El DLCI es almacenado en el campo de dirección de
cada trama transmitida. El DLCI usualmente tiene
significado local solamente y puede ser diferente
en cada punta de un VC.

Significado Local de los DLCIs

Trama de Frame Relay
• La trama de Frame Relay es un sub-conjunto del tipo de
trama de HDLC.
1. Después de que FR recibe un paquete de un protocolo de
capa de red, tal como IP, éste agrega un campo de dirección
con un DLCI y una verificación (checksum).
El DLCI es usado para enrutar la trama.
Si la Verificación de Trama Checksum (FCS) no coincide con los
campos de dirección y datos en el punto final receptor, la
trama es descartada sin notificación.
2. FR también agrega los campos de bandera.
La bandera 1-byte usa el patrón de bit 01111110.
3. FR pasa la nueva trama a la capa física para la entrega,
típicamente EIA/TIA-232, 449 or 530, V.35, or X.21.

Términos de Ancho de Banda
• Committed Information Rate (CIR): la tasa a la cual el
proveedor de servicio acuerda aceptar bits en el VC.
• Excess Information Rate (EIR): la diferencia entre el CIR y el
máximo, si el máximo es la velocidad del puerto o inferior.
• Committed Time (Tc): el intervalo de tiempo sobre el cual son
calculadas las tasas.
• Committed Burst (Bc): el número de bits comprometidos en el
Tiempo Comprometido (Committed Time).
• Excess Burst (Be): el número de bits extra arriba del
committed burst. Puede estar arriba de la velocidad máxima
del enlace de acceso.
• Discard Eligibility (DE): una bandera usada para marcar
tramas excesivas (aquellas sobre el CIR).

Términos de Control de Flujo
• Explicit Congestion Notification (ECN) bits que
pueden ser agregados al campo de dirección de la
trama en tramas para ayudar a controlar la
congestión.
• Forward ECN (FECN) bit que puede ser configurado
en un frame que el switch recibe en un enlace
congestionado.
• Backward ECN (BECN) bit que puede ser
configurado en un frame que el switch coloque en
un enlace congestionado.
• Los bits DE, FECN y BECN son parte del campo de
dirección en la trama LAPF.

¿Soy Elegible de Descarte (Discard Eligible)?
• El switch mantiene un contador de bit para cada VC
• Una trama entrante es marcada como DE si pone el
contador de bit sobre la tasa Committed Burst (Bc).
• Una trama entrante es descartada si presiona el
contador sobre la suma de Committed Burst +
Excess Burst (Bc + Be).
• Al final de cada Committed Time interval (Tc,) el
contador es reducido por el valor de la tasa
Committed Burst (Counter – Bc).
• El contador podría no ser negativo, así que tiempo
libre no puede ser guardado.

Ejemplo de Control de Flujo: Congestión & Encolamiento
• Mientras el switch A esté enviando una trama
grande, éste encola todo el tráfico entrante del
switch superior (upstream).
• Los bits marcados como DE podrían no ser
agregados a la cola… ellos son elegibles para ser
descartados si la cola crece demasiado grande.

Ejemplo de Control de Flujo: FECN Bits son establecidos
• El Switch A coloca el bit en las tramas encoladas
para prevenir a los switches superiores de la
congestión.

Ejemplo de Control de Flujo: BECN bits
• Tráfico subsecuente del switch inferior
(downstream) tiene el bit BECN establecido para
prevenir a los dispositivos superiores (upstream)
de la congestión.
• ¡A pesar de que el dispositivo upstream podría no
haber contribuido a la contestión!

Uso de Notificación Explícita de Congestión
• BECN pasó a hosts DECnet y CLNs.
• Los host TCP hacen control de flujo independiente.

Causas de Congestión en un Site Local
• Posible congestion en el site local
Agregar enlaces de site remoto = 192 Kbps
• Limita cada PVC con un CIR en un router local
128Kb
64Kb
64Kb
64Kb
Local
Remoto
Remoto
Remoto
= VC
= Enlace de Acceso
= enlace Troncal

Causas de Congestion de Troncal
• Congestión de troncal Switch-a-switch
• Cuando la tasa de acceso total es mayor que la
capacidad de la troncal.
• Sabe qué ancho de banda es usado entre switches!
Frame Relay
Switch
T1/E1
Frame Relay
Switch
Trunk
= Access Link
= Trunk Link
T1/E1 T1/E1
T1/E1
T1/E1

Local Management Interface (LMI)
• Frame Relay fue diseñado para proporcionar
transferencia de datos conmutado por paquetes
con mínimo de retardos end-to-end.
• Cualquier cosa que pudo contribuir a retardos fue
omitida… dispositivos finales no pudieron aprender
dinámicamente acerca del estado de la red.
• Extensiones fueron agregadas para el estado de
transferencia: llamado Local Management Interface
(LMI).
• La adición de LMI le permite a los DTEs adquirir
dinámicamente información acerca del estado de la
red.
• Los mensajes LMI son intercambiados entre el DTE
y el DTE usando DLCIs reservados.

Mensajes LMI
• Las extensiones LMI incluyen:
El mecanismo latido, el cual verifica que un VC sea
operacional.
El mecanismo multicast
El control de flujo
La habilidad de dar significado global a los DLCIs
El mecanismo de estado de VC
• Los mensajes de estado ayudan a verificar la
integridad de enlaces físicos y lógicos. Esta
información es crítica en un ambiente de
enrutamiento porque los protocolos de
enrutamiento toman decisiones basados en la
integridad del enlace.

Tipos de LMI
• Cada uno de los tipos LMI es incompatible con los
otros. El tipo de LMI deberá coincidir entre DTE y
DCE.
Cisco – Las extensiones LMI originales
Ansi – Corresponde al estándar ANSI T1.617 Annex D
q933a – Corresponde al estándar ITU Q933 Annex A

Mapping de Capa 2 y 3 con LMI
• Cuando un router necesita asociar VCs a las
direcciones de capa de red, éste manda un mensaje
de ARP Inverso en cada VC.
• El mensaje de ARP Inverso incluye la dirección de
capa de red del router, así el router remoto puede
también realizar el mapping (asociación).
• La respuesta de ARP Inverso le permite al router
hacer las entradas de asociación necesarias en su
tabla de asociación dirección-a-DLCI.
• Si varios protocolos de capa de red son soportados
en el enlace, los mensajes de ARP Inverso serán
enviados para cada uno.

Ejemplo de Reverse ARP
1. El dispositivo
A envía un
ARP Inverso
en uno de
sus VCs
(101).
A
B
A
B
2. El
Dispositivo
B responde
con la
dirección de
Capa de
Red.
3. El dispositivo A actualiza su tabla de mapping, y repite el
proceso para cada DLCI adicional y protocolo de Capa 3.

Configure Frame Relay Básico en el DTE
1. En el modo de configuración de la interface serial,
configure el tipo de encapsulamiento.
router(config-if) encapsulation frame-relay
[cisco | ietf]
2. Configure la dirección IP y ancho de banda de la
interface.
router(config-if) ip address address mask
router(config-if) bandwidth value
3. Configure el tipo de LMI si es necesario. (opcional
para versiones de IOS 11.2 o posteriores)
router(config-if) frame-relay lmi-type [ansi |
cisco | q933a]

Configure un Map Estático de Frame Relay
• El DLCI local deberá ser estáticamente asociado a
la dirección de capa de red del router remoto
cuando el router remoto no soporte ARP Inverso.
• Esto es también cierto cuando los tráficos de
broadcast y multicast sobre el PVC deberán ser
controlados.
• Estas entradas de map estático de Frame Relay
son referidas como static maps.
• Configure un map estático para el dispositivo
remoto:
router(config-if)frame-relay map protocol
protocol-address dlci [broadcast]

Comando frame-relay map
router(config-if)# frame-relay map
protocol protocol-address dlci
[broadcast]
• Protocol: El protocolo soportado.
• Protocol-address: La dirección IP del dispositivo
remoto.
• DLCI: El DLCI local usado para conectarse al
dispositivo remoto.
• Broadcast (opcional): Permite broadcasts y
multicasts sobre el VC a los protocolos de
enrutamiento dinámicos soportados.

Aspectos de Split Horizon y Reachability
• Las actualizaciones de Split-horizon reducen loops
de enrutamiento no permitiendo una actualización
de enrutamiento recibida en una interface a ser
reenviada hacia la misma interface.
• Si un spoke router envía una actualización de
enrutamiento broadcast a un hub router con
múltiples PVCs en una simple interface física, el
hub router no puede reenviar aquella actualización
de enrutamiento a través de la misma interface
física a otros spoke routers remotos.
• Si split-horizon es deshabilitado, entonces la
actualización de enrutamiento puede ser reenviada
a la misma interface de la cual se originó.

Ejemplo de Reachability
• Con Split Horizon habilitado, la actualización de enrutamiento
broadcast desde D (un spoke) hacia A (el hub) no será
rebroadcast a los otros spokes (C y B).
• Split Horizon previene a A de enviar una actualización a la
interface desde donde esta fue recibida.

Apagar Split Horizon
• Con Split Horizon deshabilitado, A deberá replicar las
actualizaciones de enrutamiento broadcast, en cada PVC a los
spokes.
• Los paquetes broadcast replicados pueden consumir ancho
de banda y caudar latencia significativa al tráfico de usuario.
• Deshabilitar split-horizon incrementa las oportunidades de
loops de enrutamiento en cualquier red.

Una Mejor Solución: Subinterfaces
• Subinterfaces son subdivisiones lógicas de una
interface física.
• En ambientes de enrutamiento split-horizon, las
actualizaciones de enrutamiento recibidas en una
subinterface pueden ser enviadas a otra
subinterface.
• En una configuración de subinterface, cada circuito
virtual puede ser configurado como una conexión
punto-a-punto, permitiendo a cada subinterface
actuar similarmente a una línea privada.
• Usando una subinterface punto-a-punto Frame
Relay, cada par de routers punto-a-punto está en
su propia subred.

Modos de Subinterface
• Point-to-point (Punto-a-punto) – Una subinterface punto-a-
punto es usada para establecer una conexión PVC a otra
interface física o subinterface en un router remoto. En este
caso, cada par de routers punto-a-punto está en su propia
subred y cada subinterface punto-a-punto tendría un simple
DLCI. En un ambiente punto-a-punto, cada subinterface está
actuando como una interface punto-a-punto. Por lo tanto, el
tráfico de la actualización de enrutamiento no está sujeto a la
regla de split-horizon.
• Multipoint (Multipunto) – Una simple subinterface multipunto
es usada para establecer múltiples conexiones PVC a
múltiples interfaces físicas o subinterfaces en routers
remotos. Todas las interfaces participantes estarían en la
misma subred. El tráfico de la actualización de enrutamiento
está sujeto a la regla split-horizon.

Configurando Subinterfaces Point-to-Point
1. Configure el encapsulamiento Frame Relay en la
interface física.
router(config-if)# encapsulation frame-relay
2. Para cada uno de los PVCs definidos, cree una
subinterface lógica (coincida al DLCI para
troubleshooting)
router(config-if)# interface
serialnumber.subinterface-number{multipoint
| point-to-point}
3. Configure el DLCI local para la subinterface
(proporcionada por el proveedor de servicio
Frame Relay)
router(config-subif)# frame-relay interface-
dlci dlci-number

Ejemplo de Configuración
routerA(config)#interface s0/0
encapsulation frame-relay
routerA(config-if)#s0/0.110
point-to-point
routerA(config-subif)#ip address
10.17.0.1 255.255.255.0
routerA(config-subif)#bandwidth
64
routerA(config-subif)#frame-
relay interface-dlci 110
routerA(config-if)#s0/0.120 point-to-point
routerA(config-subif)#ip address 10.18.0.1
255.255.255.0
routerA(config-subif)#bandwidth 64
routerA(config-subif)#frame-relay interface-dlci
120

show interface
• Despliega:
Encapsulación
Estado de
Capa 1 & 2.
Tipo de LMI
LMI DLCI
Tipo
(DTE/DCE)

show frame-relay lmi
• Despliega
Estadísticas de
tráfico LMI
Número de
mensajes de
estado
intercambiados
entre el router
local y el switch
local de Frame
Relay.

show frame-relay pvc
• Despliega
El estado de todos
los PVCs
configurados en el
router.
Especificando un
PVC mostrará el
estado de
solamente aquel
PVC.

show frame-relay map
• Despliega las entradas
map y la información
acerca de las
conexiones:
La dirección IP del
router remoto
El valor decimal del
número de DLCI local
La conversión
hexadecimal del
número DLCI
El valor como
aparecería en el cable
Cómo la ruta fue
aprendida.
Broadcast/multicast
está habilitado en el
PVC
Estado del PVC

clear frame-relay-inarp
• Limpia
dinámicamente
los maps de
Frame Relay
creados usando
ARP Inverso.

debug frame lmi
• Usado para determinar
si el router y el switch
de Frame Relay están
enviando y recibiendo
los paquetes LMI
correctamente.
• El “out” es mensaje de
estado LMI enviado
por el router.
• El “in” es un mensaje
recibido desde el
switch de Frame
Relay.
• El “tipo 0” es un
mensaje de estado de
LMI completo.
• El “tipo 1” es un LMI
de intercambio.

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