شبكة الاتصال ذات البروتوكول Frame Relay

يستفيد ترحيل الإطارات من موثوقية شبكات اتصالات البيانات لتقليل التحقق من الأخطاء الذي تقوم به عقد الشبكة، حيث يوفر هذا بروتوكول تبديل حزم مشابه لـ “X.25” ولكن أسرع منه، والسرعة العالية التي يمكن الحصول عليها من خلال شبكات ترحيل الإطارات تجعلها مناسبة تماماً لاتصال الشبكة الواسعة “WAN“، كما يتم استخدام مرحل الإطار بشكل شائع لتوصيل جسرين أو أكثر من جسور “LAN” عبر مسافات كبيرة.

ما هو ترحيل الإطار Frame Relay

ترحيل الإطار “Frame Relay”: هو خدمة اتصالات بتبديل الحزم مصممة لنقل البيانات بتكلفة فعالة من أجل الحركة المتقطعة بين شبكات المنطقة المحلية “LAN” وبين نقاط النهاية في شبكات المنطقة الواسعة “WAN”، حيث أنّ الخدمة بمجرد توفرها وتنفيذها على نطاق واسع هي في طور التوقف من قبل كبار مزودي خدمة الإنترنت.

• “LAN” هي اختصار لـ “local-area-network”.

• “WAN” هي اختصار لـ “Wide-Area-Network”.

أساسيات ترحيل الإطار Frame Relay

كما أنّ أنهت “Sprint” خدمة ترحيل الإطارات في عام 2007م، بينما قالت “Verizon” إنّها تخطط للتخلص التدريجي من الخدمة في عام 2015م، وتوقفت “AT&T” عن تقديم ترحيل الإطارات في عام 2012م لكّنها تدعم العملاء الحاليين حتى عام 2016م، كما يجعل مرحل الإطار البيانات في وحدة متغيرة الحجم تسمى الإطار ويتخلى عن أي تصحيح خطأ ضروري أي إعادة إرسال البيانات حتى نقاط النهاية ممّا يسرع نقل البيانات بشكل عام.

وبالنسبة لمعظم الخدمات تتيح الشبكة دائرة افتراضية دائمة “PVC” ممّا يعني أنّ العميل يرى اتصالاً مستمراً ومخصصاً دون الحاجة إلى الدفع مقابل خط مؤجر بدوام كامل، بينما يخصص مزود الخدمة المسار الذي ينتقل إليه كل إطار وجهتها ويمكن أن تشحن على أساس الاستعمال، وعلى العكس من ذلك فإنّ الدوائر الافتراضية المحولة “SVC” عبارة عن اتصالات مؤقتة يتم إتلافها بعد اكتمال نقل بيانات معين.

يمكن للمؤسسة تعيين مستوى جودة الخدمة وإعطاء الأولوية لبعض الإطارات وجعل البعض الآخر أقل أهمية، حيث يتيح عدد من مزودي الخدمة بما في ذلك “AT&T” ترحيل الإطارات، وهو متاح على “T-1” الجزئي أو ناقلات نظام “T-carrier” الكامل،

ويكمل مرحل الإطار ويوفر خدمة متوسطة المدى بين “ISDN“، والتي توفر عرض النطاق الترددي بسرعة “128 كيلوبت في الثانية” ووضع النقل غير المتزامن “ATM” الذي يعمل بطريقة مشابهة إلى حد ما لترحيل الإطارات، ولكن بسرعات “155.520 ميجابت في الثانية” أو “622.080 ميجابت في الثانية”.

• “AT&T” هي اختصار لـ “American-Telephone-and-Telegraph”.

• “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated-Services-Digital-Network”.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous-Transfer-Mode”.

أجهزة ترحيل الإطار Frame Relay

لكي يقوم مرحل الإطار “WAN” بنقل البيانات يلزم وجود معدات طرفية للبيانات “DTE” ومعدات إنهاء دارة البيانات “DCE”، كما توجد “DTE” عادةً في مباني العميل، ويمكن أن تشمل المحطات الطرفية وأجهزة التوجيه والجسور وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وتتم إدارة “DCEs” بواسطة شركات النقل وتوفر خدمات التحويل والخدمات المرتبطة بها.

يعتمد ترحيل الإطارات على تقنية تبديل الحزمة “X.25” الأقدم التي تم تصميمها لنقل البيانات التماثلية مثل المحادثات الصوتية، وعلى عكس “X.25” المصمم للإشارات التماثلية فإنّ ترحيل الإطارات عبارة عن تقنية حزم سريعة ممّا يعني أنّ البروتوكول لا يحاول تصحيح الأخطاء.

وعند اكتشاف خطأ في أحد الإطارات يتم إسقاطه ببساطة أي يتم إلقاؤه بعيداً، ونقاط النهاية هي المسؤولة عن اكتشاف وإعادة إرسال الإطارات المسقطة، وعلى الرغم من أنّ حدوث الخطأ في الشبكات الرقمية ضئيل للغاية بالنسبة للشبكات التماثل.

غالباً ما يستخدم ترحيل الإطارات لربط شبكات “LAN” بالركيزة الأساسية الرئيسية وكذلك على شبكات المنطقة العامة الواسعة وأيضاً في بيئات الشبكات الخاصة مع خطوط “T-1” المؤجرة، كما يتطلب اتصالاً مخصصاً أثناء فترة الإرسال وهو ليس مثالياً للصوت أو الفيديو والأمر الذي يتطلب تدفقاً ثابتاً للإرسال.

كما ينقل مرحل الإطار الحزم عند طبقة ارتباط البيانات لنموذج ربط الأنظمة المفتوحة “OSI” بدلاً من طبقة الشبكة، ويمكن أن يشتمل الإطار على حزم من بروتوكولات مختلفة مثل “Ethernet” و”X.25″ وإنّه متغير الحجم ويمكن أن يصل حجمه إلى ألف بايت أو أكثر.

• “DCE” هي اختصار لـ “Data-Communication-Equipment”.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open-Systems-Interconnection”.

• “DTE” هي اختصار لـ “Data-terminal-equipment”.

كيفية عمل Frame Relay

عادةً ما يتم استخدام ترحيل الإطارات لنقل البيانات بين شبكات “LAN” المنفصلة جغرافياً أو عبر شبكات “WAN”، كما يمكن أن تكون مرحلات الإطار مفيدة أيضاً في بيئات المعامل المنزلية، حيث في بعض الأحيان سيضطر المستعمل إلى إعادة الكابل في كل مرة يستخدم فيها طوبولوجيا جديدة.

لذا بدلاً من ذلك يجب العمل على أخذ جميع أجهزة التوجيه الخاصة وربطتها بمفتاح ترحيل إطار واحد في رف من المعدات، وبعد ذلك فقط من خلال إعادة تكوين مرحل الإطار هذا التبديل يمكن تحديد أجهزة التوجيه التي تم توصيلها بما لم يتم نقل الكابلات فعلياً.

خصائص ترحيل الإطار Frame Relay

• تم تطوير تبديل الحزم عندما أظهر الاتصال الرقمي لمسافات طويلة معدل خطأ كبير.

• لتقليل معدل الخطأ، تم إدخال بتات تشفير إضافية في كل حزمة من أجل إدخال التكرار لاكتشاف الأخطاء واستعادتها.

• ولكن في نظام الاتصالات عالية السرعة في المودم، فإنّ هذا الحمل غير ضروري ويؤثر على نتائج عكسية.

• تم تطوير ترحيل الإطارات للاستفادة من معدلات البيانات المرتفعة ومعدلات الخطأ المنخفضة في نظام اتصالات المودم.

• تم تصميم شبكات تبديل الحزم الأصلية بمعدل بيانات عند نهاية المستخدم يبلغ حوالي “64 كيلو بت في الثانية”.

• لكن شبكات ترحيل الإطارات مصممة للعمل بكفاءة بمعدلات بيانات المستخدم حتى “2 ميجابت في الثانية”.

• هذا ممكن عملياً لأنّ معظم الأجزاء العلوية أي البتات الإضافية مخططة.

• ترحيل الإطارات عبارة عن شبكة واسعة النطاق للدائرة الافتراضية تم تصميمها في أوائل التسعينيات.

• يُقصد بترحيل الرتل أيضاً أن يكون مخطط إرسال أكثر كفاءة من بروتوكول “X.25”.

• يتم استخدام ترحيل الإطارات في الغالب لتوجيه بروتوكولات شبكة المنطقة المحلية مثل “IPX” أو “TCP / IP”.

• يتمثل الاختلاف الأكبر بين “Frame Relay” و”X.25″ في أنّ X.25″ يضمن تكامل البيانات والتحكم في التدفق المدار للشبكة على حساب بعض التأخيرات في الشبكة، كما يقوم ترحيل الإطارات بتبديل الحزم من طرف إلى طرف بشكل أسرع ولكن لا يوجد ضمان لسلامة البيانات على الإطلاق.

ملاحظة:“IPX” هي اختصار لـ “Internetwork-Packet-Exchange” و”TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission-Control Protocol/Internet-Protocol”.

 الميزات الرئيسية لبروتوكول ترحيل الإطار Frame Relay

• تُستخدم حزم التحكم في المكالمات لإنشاء الدوائر الافتراضية وتخليصها.

• يتم استخدام الإشارات في النطاق.

• يتم مضاعفة الدوائر الافتراضية في الطبقة 3.

• الطبقة 2 و3 تشمل التحكم في التدفق والتحكم في الخطأ.

كيفية دعم نظام اتصالات شبكة ترحيل الإطارات

1- شبكة ترحيل الإطارات المباشرة

تسمح للبيانات التي تستخدم اتصالات “SNA” أو “TCP / IP” عبر شبكة ترحيل الإطارات بالتحرك بسرعات تصل إلى “2.048 ميجابت في الثانية”، كما يسمح هذا الدعم لشبكة من الأنظمة بالاتصال باستخدام شبكة ترحيل الإطارات كعمود فقري دون الحاجة إلى خطوط “T1” مؤجرة متعددة.

2- شبكة ترحيل الإطارات الموصلة

تسمح لـ “iSeries” بالاتصال عبر شبكة ترحيل الإطارات عبر جسر بعيد، حيث يتم توصيل الجسر بشبكة “token-ring” أو “Ethernet” أو واجهة بيانات موزعة “DDI”، كما تسمح اتصالات مرحل الإطارات الموصلة لـ “iSeries” بالاتصال بالمحطات الموجودة على شبكة المنطقة المحلية البعيدة “LAN” كما لو كانت متصلة محلياً بوسط الشبكة المحلية.

• “DDI” هي اختصار لـ “Design-Driven-Innovation”.