Frame Relay сокращает накладные расходы сети путём реализации простых механизмов уведомления о заторах вместо использования явного управления потоком данных в каждом из каналов VC. Это механизмы явного уведомления о заторе в прямом направлении (Forward Explicit Congestion Notification — FECN) и явного уведомления о заторе в обратном направлении Backward Explicit Congestion Notification (BECN).
Для пояснения принципов работы этих механизмов на рис. 1 показана структура стандартного кадра Frame Relay. Каждый из механизмов FECN и BECN управляется одним битом, содержащимся в заголовке кадра. Эти биты сообщают маршрутизатору о наличии затора и необходимости прекратить передачу до исправления ситуации. Если устройство DCE устанавливает для бита BECN значение 1, этим оно уведомляет устройства в направлении источника (в восходящем направлении) о наличии затора в сети. Если устройство DCE устанавливает для бита FECN значение 1, этим оно уведомляет устройства в направлении пункта назначения (в направлении потока) о наличии затора в сети.
Заголовок кадра содержит также бит DE, отмечающий менее важный трафик, который можно удалять в периоды затора. Устройства DTE могут установить для бита DE значение 1, указывающее, что данный кадр менее важен, чем другие. Если сеть становится перегруженной, устройства DCE, прежде чем отбрасывать другие кадры, сначала отбрасывают кадры с битом DE, имеющим значение 1. Это снижает вероятность отбрасывания критически важных данных в периоды заторов.
В периоды заторов коммутатор Frame Relay оператора связи, исходя из того, превышена ли скорость CIR, применяет следующие правила логики к каждому из входящих кадров на основе сведений:
- Если входящий кадр не превышает Bc, он передаётся.
- Если входящий кадр превышает Bc, он помечается битом DE.
- Если входящий кадр превышает и Bc, и Be, он отклоняется.
Для просмотра анимации, поясняющей использование механизмов FECN и BECN, нажмите кнопку воспроизведения на рис. 2.
Прибывающие на коммутатор кадры, прежде чем они будут перенаправлены дальше, ставятся в очередь или помещаются в буфер. Как в любой системе очередей, на коммутаторе может скопиться чрезмерно много кадров. Это вызывает задержки, приводящие к ненужным повторам передачи данных, которые возникают, если протоколы более высокого уровня не получают подтверждения в течение установленного интервала времени. В неблагоприятных случаях это может вызвать значительное падение пропускной способности сети. Чтобы избежать этой проблемы, в сеть Frame Relay введены функции управления потоком.
В анимации показан коммутатор с заполняющейся очередью. Для сокращения потока кадров, поступающих в очередь, коммутатор уведомляет устройства DTE о существующей проблеме, используя для этого биты явного уведомления о заторе, входящие в поле адреса кадра.
- Бит FECN, обозначенный как F, установлен в каждом кадре, получаемом коммутатором в перегруженном канале.
- Бит BECN, обозначенный как B, установлен в каждом кадре, который коммутатор помещает в перегруженный канал.
Ожидается, что устройства DTE, получающие кадры с установленными битами ECN, попытаются сократить поток кадров вплоть до момента, когда будет устранен затор. Если перегрузка возникает на внутреннем магистральном канале, устройства DTE могут получить уведомление, даже если они не являются причиной затора.