Se si sta usando una release dell’IOS  Cisco da 11.2 in poi, il Router tenterà di scoprire automaticamente il tipo di LMI che è usato dallo switch Frame Relay del provider. Questo processo di scoperta automatico è stato chiamato autosensing di LMI. Quando l'autosensing di LMI è attivo, il DTE manda una piena richiesta di status, a tutti i tre i tipi di LMI, verso lo switch DCE. L'ordine in cui viene fatto in successione rapida è ansi, q.933 , cisco.

Diversamente dalle capacità del software precedente, adesso è possibile ascoltare simultaneamente entrambi i tipi di LMI,  il DLCI 1023 (cisco LMI) e il DLCI 0 (ANSI ed ITU-T LMI). Uno o più delle richieste di status susciteranno una replica (comunicazione di status) dallo switch. Il Router decodificherà la configurazione della replica e si configurerà automaticamente. Se più di una replica è ricevuta, il Router si configurerà col tipo di LMI dell'ultima replica ricevuta. Questo è l’adattamento degli switch intelligenti che può gestire simultaneamente configurazioni multiple. 

Lo switch di Frame Relay usa LMI per riportare lo status di ogni PVC configurato. I tre possibili stati di una PVC sono: 

• Active state - indica che il collegamento è attivo e che i Router si possono scambiare dati.
• Inactive state - indica che il collegamento locale allo switch di Frame Relay sta funzionando, ma il collegamento dal Router remoto allo switch di Frame Relay non sta funzionando
• Deleted state - indica che nessun LMI è ricevuto dallo switch di Frame Relay, o che non c'è servizio tra il Router di CPE (DTE) e lo switch di Frame Relay(DCE).    

Il formato dei Frame LMI

Il formato del frame LMI è più complesso del frame frame relay tipico perché il LMI include un set di parametri di controllo per fare funzionare il frame relay in maniera efficiente.

La specificazione del Frame Relay include anche le procedure di LMI. Le comunicazioni di LMI sono spedite in cornici distinte da uno specifico DLCI-LMI (definito nella specificazione del consorzio dei quattro come DLCI = 1023). I LMI frame format sono mostrati nella Figura sopra.  

Dopo il campo Flag e il campo LMI di DLCI, Il Frame di LMI contiene quattro bytes obbligatori. Il primo dei bytes obbligatori (unnumbered information indicator) (indicatore di informazioni non numerato) ha la stessa configurazione come il LAPB informazioni non numerate (UI) indicatore di cornice, coi bit di poll/final settati a zero. Il prossimo byte è assegnato come il“call reference” è riempito sempre con zeri. Il terzo bit obbligatorio “protocol discriminator” che è messo ad un valore che indica l’LMI.

Il byte obbligatorio finale è il campo “message type”. Due tipi di messaggi sono stati definiti. Loro sono status messages e status-enquiry. Status messages risponde a status-enquiry messages. Esempi di queste comunicazioni sono:

(1)   Il keepalives (messaggi spediti tramite un collegamento per assicurare che ambo i lati continueranno a considerare il collegamento come attivo).

(2)   Una comunicazione di status di un rapporto individuale su ogni DLCI definito per il collegamento. Queste caratteristiche comuni di LMI da cui ci si aspetta che diventino parte di ogni realizzazione adatta alla specificazione di Frame Relay.  

Insieme, status messages e status-enquiry messages aiutano a verificare l'integrità dei collegamenti logici e fisici. Queste informazioni sono critiche in un ambiente di instradamento perché i protocolli di routing prendono le decisioni basandosi su l’integrità del collegamento. 

Segue un campo nominato Information Elements (IE) con un numero variabile di bit. Ogni IE consiste nei seguenti campi :

§         IE Identifier - che è l'identificatore unico di IE.

§         IE Length – che indica il campo di lunghezza di IE.

§         Data – che consiste in uno o più bytes che contengono i dati di livello superiore. 

Frame Check Sequenze (FCS) che assicura la integrità dei dati trasmessi.

Frame Relay DLCI

Il multiplexing

Il Frame Relay  offre un mezzo per multiplexare cioè fare passare diversi circuiti virtuali su uno stesso mezzo fisico condiviso questo offre un uso più flessibile ed efficiente della bandwidth disponibile. Cioè utilizzare un unico canale fisico per trasmettere su diversi circuiti virtuali ovvero il Frame Relay è equivalente di un gruppo di strade. Questo processo è portato a termine assegnando dei numeri identificativi ad ogni circuito il DLCI appunto (Data Link Connection Identifier) ad ogni coppia di apparecchiature DTE/DCE. Il DLCI come dice il nome è l’identificatore del collegamento dati cioè  è il numero con cui viene identificato un circuito virtuale su Frame Relay, questi numeri DLCI hanno un significato locale. In pratica è l’indirizzo del circuito virtuale.

Ciò vuole dire che il valore non è unico in una rete WAN frame relay, infatti due apparecchiature DTE connesse da un circuito virtuale, potrebbero usare un differente valore DLCI per riferirsi alla stessa connessione. Questo dà la capacità di multiplexare il traffico per destinazioni multiple, su una singola interfaccia del Router. Questo significa che un circuito virtuale può avere numeri di DLCI multipli.

Il Multiplexing di Frame Relay perciò, permette agli utenti di dividere la bandwidth disponibile ad un costo ridotto. Le società telefoniche di solito possiedono e gestiscono le linee. Si può scegliere di affittare una linea (o un percorso) esclusivamente per la propria società (collegamento dedicato), oppure si può pagare meno affittando un percorso su linee condivise.

Nella Figura, sopra ci sono tre PVC, uno tra Router A e Router B ed uno tra Router B e Router C ed un altro tra Router C e Router A.

Il Router A usa DLCI 325 per riferirsi al suo PVC con Router B, mentre Router B si riferisce allo stesso PVC come DLCI 44. Similmente, Router B usa DLCI 52 per riferirsi al suo PVC con Router C e Router C usa DLCI 417, ancora il Router C usa DLCI 52 per riferirsi al suo PVC con Router A e Router A usa DLCI 910. Possiamo notare che due PVC differenti hanno lo stesso numero 52 ma questo non è un problema perché la rete usa dei meccanismi interni per tenere i due identificatori locali PVC significativamente distinti. 

Il Frame Relay può essere usato come un'interfaccia per un servizio di trasporto dati di un provider pubblicamente disponibile o di una rete privatamente posseduta ed attrezzata. Si può schierare un servizio pubblico di Frame Relay mettendo dell’attrezzatura privata di Frame Relay, nell'ufficio centrale di un corriere di telecomunicazioni (provider). Il Servizio di Frame Relay abbassa il costo per utente in percentuale sensibile. Gli Utenti non devono anche, spendere tempo e denaro per amministrare e mantenere l'attrezzatura di rete e di servizio.  

Il Frame Relay offre un mezzo per multiplexare molte conversazioni di dati logiche. Il provveditore di servizio cambiando attrezzatura costruisce un rilevamento di tabella i valori di DLCI a porti verso destinazioni esterne. Quando è ricevuta un Frame, lo switch di Frame Relay analizza il DLCI l'identificatore di collegamento e consegna il Frame al porto di destinazione esterno associato. Il percorso completo per la destinazione viene stabilito prima che il primo Frame sia spedito. 

Frame relay indirizzamento

Lo spazio di indirizzamento DLCI è limitato a dieci bit. Questo crea  possibili 1024 indirizzi di DLCI. La porzione usabile di questi indirizzi è determinata dal tipo di LMI usato. I Cisco LMI sostengono una serie di indirizzi di DLCI da 16-1007 per portare i dati dell’utente. Gli ANSI/ITU LMI  sostengono la serie di indirizzi DLCI da 16-992 per portare i dati dell’utente. Usualmente gli indirizzi DLCI tra 0 e 15 e tra 1008 e 1023 sono riservati per scopi speciali. Questo include i segnali LMI  multicast  che possono usare i DLCI tra 1019 e 1020. Il local Managemente Interface LMI usa il 1023 o lo 0, Cisco LMI usa il1023 e ANSI/ ITU/T usa il 0, DLCI 0 è usato dal q.933 per settare su, monitorare e terminare un SVC.

INVERSE ARP

Il Multicasting è un'altra preziosa caratteristica opzionale del LMI . I gruppi di Multicast sono designati da una serie di quattro DLCI riservati di valore da 1019 a 1022. I Frames spediti da un'apparecchiatura che usa uno di questi DLCI riservati sono replicate dalla rete e spediti a tutti i punti di uscita nel set designato. Le estensioni di multicasting definisce anche comunicazioni di LMI che notificano alle apparecchiature di utente della somma, della cancellazione, e della presenza di gruppi di multicast. In reti che approfittano dell’instradamento dinamico, le informazioni di istradamento devono essere scambiate fra molti Routers. I messaggi di Routing possono essere spedite efficientemente usando Frames con un DLCI multicast. Questo permette alle comunicazioni di essere spedite agli specifici gruppi di Routers.  

Si possono mappare gli indirizzi DLCI e gli indirizzi di terzo livello manualmente su un Router usando gli appropriati comandi di configurazione. Ma costruire mappe statiche può richiedere un grande sforzo amministrativo in reti grandi e complesse, inoltre le mappe statiche non possono adattarsi a cambi nella topologia del Frame Relay. Attraverso lo scambio di LMI, lo switch di Frame Relay può scoprire l’esistenza di un nuovo circuito virtuale  con il  suo DLCI corrispondente. Sfortunatamente, il protocollo di Routing di terzo livello non è incluso nell'annuncio LMI. La stazione riceverà quindi una indicazione che avvertirà con tale indicazione che c’è un nuovo collegamento, ma non sarà capace indirizzare l'altro lato con un indirizzo di terzo livello. Senza una nuova configurazione o di un meccanismo per scoprire l'indirizzo di protocollo dell'altro lato, questo nuovo circuito virtuale è inutile.

Il meccanismo dell’Inverse ARP fu sviluppato per offrire un dispositivo per il DLCI dinamico per permettere ai Routers di costruire automaticamente la mappa di indirizzi di livello tre del Frame Relay, come mostrato nella Figura. L’Inverse ARP lavora alla stessa maniera in cui l’ARP lavora su una LAN. Una volta che il Router A apprende dallo switch DCE 1 tramite un LMI (325 = Active)che c’è un PVC disponibile ed il loro DLCI corrispondente.

 Il Router spedisce poi un Inverse ARP request ad ogni DLCI per ogni protocollo configurato sull'interfaccia e se il protocollo è supportato per conoscere l’indirizzo di terzo livello del Router remoto che si trova al termine del PVC.

Il Router B riceve la richiesta di un IARP su DLCI 910 = IP 1.1.1.1 questa informazione serve a creare su questo Router B le informazioni riguardanti il Router A sulla sua tabella Frame Relay map.

In risposta all’IARP request  il Router B invia un IARP Response con il proprio indirizzo di terzo livello 1.1.1.2

Le informazioni di ritorno dell'Inverse ARP vengono usate dal  Router A per costruire la mappa di Frame Relay ovvero DLCI 325 = IP 1.1.1.2 . 

Su un Router Cisco, l’Inverse ARP è settato su per default quando viene configurata un'interfaccia usando l’incapsulamento Frame Relay. Se invece viene configurato un rilevamento statico per un specifico DLCI, l’Inverse ARP è disabilitato automaticamente per il protocollo specificato sul DLCI specificato. Bisogna usare invece il rilevamento statico se il Router all'altro lato o non sostiene l’Inverse ARP per tutti o non sostiene l’Inverse ARP per un specifico protocollo che si vuole usare sul Frame Relay. 

Frame Relay Switching Table

Le tabelle di swiching del Frame Relay consistono in quattro entrate: due per le porte in entrata DLCI, e due per le porte di uscita DLCI, come mostrato nella figura seguente.

 

Il DLCI potrebbe, tuttavia, essere rimappato come passa attraverso ogni switch. Il fatto che la porta di riferimento può essere cambiata è il perché il DLCI non cambia mai anche se è probabile che la porta di riferimento cambi.

 

 

Riassunto delle operazioni Frame Relay

Step 1

Viene ordinato un servizio Frame Relay presso un service provider.

 

Step 2

Viene connesso il Router DTE, direttamente o attraverso un CSU/DSU verso lo switch di Frame Relay DCE.

 

Step 3

Quando il Router di CPE il DTE è abilitato ed attivo, invia un Status Inquiry message allo switch di Frame Relay il DCE. Il messaggio notifica allo switch lo status del router, e chiede allo switch la connection status degli altri Routers remoti.

 

Step 4

Quando lo Switch di Frame Relay riceve la richiesta, risponde con uno status message che include il DLCI del router remoto al quale il Router locale può spedire i dati.

 

Step 5 

Per ogni DLCI attivo, ogni Routers spedisce, un pacchetto Inverse ARP request, presentando se stesso e chiedendo ad ogni Router remoto di identificarsi rispondendo col suo indirizzo di livello rete. 

 

Step 6  

Per ogni DLCI attraverso il quale il Router impara circa un Inverse ARP segnala, un'entrata di mappa è creata nella tabella del Router Frame Relay map. Questo include il DLCI locale, l'indirizzo di livello rete del Router remoto così come lo stato del collegamento. Nota che il DLCI è il DLCI localmente configurato del Router, non il DLCI che il Router remoto sta usando. Tre possibili stati di collegamento appaiono nella tabella Frame Relay map: 

 

• Active state indica che il collegamento è attivo e che i Routers possono scambiarsi dati.  
• Inactive state indica che il collegamento locale per lo switch Frame Relay sta funzionando, ma il collegamento del Router remoto per lo switch di Frame Relay non sta funzionando. 
• Deleted state  indica che nessun LMI è stato ricevuto dallo switch di Frame Relay o nessun servizio tra il Router di CPE e lo switch Frame Relay sta avvenendo.  

 

Step7 

Ogni 60 secondi, i Routers si scambiano comunicazioni di Inverse ARP (DTE ßà DTE). 

 

Strep 8

Per default ogni 10 secondi il Router di CPE spedisce una comunicazione di keepalive allo switch di Frame Relay. Lo scopo della comunicazione di keepalive è verificare che lo Switch di Frame Relay sia ancora attivo. 

 

Risoluzione dei problemi di raggiungibilità 

Si può configurare il Router con interfacce assegnate logicamente chiamate subinterfaces, per abilitare la spedizione di aggiornamenti di Routing completi in una rete di Frame Relay. Le Subinterfaces sono suddivisioni logiche di un'interfaccia fisica. In una configurazione di subinterface, ogni PVC può essere configurato come un collegamento punto-a-punto. Questo permette alla sottointerfaccia di comportarsi come una linea dedicata, come mostrato in Figura. 

 

 

Come mostrato in Figura, una sola interfaccia di Router S0. può servire molte ubicazioni remote attraverso una sottointerfaccia unica ed individuale S0.1, S0.2, S0.3. 

 

§         Una singola interfaccia fisica può essere divisa in interfacce logiche multiple

§         Le Sottointerfacce possono risolvere problemi di split horizon

§         L’Aggiornamento di routing può essere spedito fuori dalle sottointerfacce come se fossero interfacce fisiche separate quindi avremo un aggiornamento per ogni interfaccia.

 

 

Soluzione Split Horizon

Lo Split Horizon riduce il routing loops non permettendo ad un aggiornamento di routing ricevuto su un'interfaccia fisica di essere spedito indietro fuori da quella stessa interfaccia.  Di conseguenza, se un Router remoto spedisce un aggiornamento al Router di una sede centrale che sta connettendo PVC multipli su una sola interfaccia fisica, il Router di sede centrale non può reclamizzare quel percorso di instradamento attraverso la stessa interfaccia fisica agli altri Routers remoti. 

 

Split horizon semplice

Con lo Split horizon semplice, gli aggiornamenti di routing spediti ad un particolare Router vicino non dovrebbe contenere informazioni sui percorsi di instradamento che sono stati imparati da quel vicino. Per esempio, si supponga che il Router 1 reclamizza con un regolare aggiornamento inviato al Router 2 che ha un percorso di instradamento per la rete A. Il Router 2 riceve l'aggiornamento dal Router 1 ed inserisce le informazioni sulla  rete A nella sua tabella di Routing. Quando il Router 2 deve inviare un regolare aggiornamento di routing, verso il Router 1 questo aggiornamento non include l'entrata riguardante la rete A perché quel percorso di Routing per arrivare alla Rete A gli è stato insegnato per prima e con il primo aggiornamento dal Router 1 .

 

Problemi di raggiungibilità con aggiornamenti di Routing

Le sottointerfacce consentono quindi al Frame Relay di essere molto flessibile. Le sottointerfacce possono supportare i seguenti tipi di collegamenti:  

 

Punto-a-punto - Una sola sottointerfaccia è usata per stabilire un collegamento di PVC ad un'altra interfaccia fisica o sottointerfaccia su un Router remoto. In questo caso, le interfacce sarebbero nella stessa sottorete, ed ogni interfaccia avrebbe un solo DLCI. Ogni collegamento  punto-a-punto appartiene alla sua sottorete. In questo ambiente, le trasmissioni non sono un problema perché i Routers sono punto-a-punto e si comportano come una linea affittata.  

Multipoint - Una sola sottointerfaccia è usata per stabilire i collegamenti di PVC multipli ad interfacce fisiche multiple o sottointerfacce su Router remoti. In questo caso, tutte le interfacce che partecipano sarebbero nella stessa sottorete, ed ogni interfaccia avrebbe il suo proprio DLCI locale. La sottointerfaccia agisce come una rete Frame Relay regolare in questo ambiente, perciò, gli aggiornamenti di routing sono soggetti agli Split Horizon.