Frame Relay

Es una tecnología de comunicación mediante la retransmisión de tramas para redes de circuito virtual, consiste en una forma simplificada de tecnología de comunicación de paquetes que transmite una variedad de tamaños de tramas o marcos "Frames" para datos, perfecto para la transmisión de grandes cantidades de datos se utiliza para el servicio de transmisión de voz y datos a alta velocidad que permite la interconexion de redes de área local separadas geográficamente a un costo menor, naciendo como una extencion de ISDN (Red Digital de Servicios Integrados) y el protocolo de interfaz de acceso a una red de comunicación de paquetes X.25.

Características de Frame Relay

• Esta basado en paquetes "Fast Packet".
• orientado a conecion utilizando PVC (Circuitos Virtuales Permanentes).
• Su estructura es HDLC de tipo estándar.
• Sus medios de con trol son FECN y el BECN.
• Una conexio fisica puede tener multiples conexiones virtuales.

Circuitos Virtuales 

Una red de circuitos virtuales tiene una ruta con enlaces y routers para comunicar los host origen y destino, distintos números de circuito virtual para diferenciarlos de otros y una tabla de reenvío en los routers. Los routers deben mantener el estado de las conexión activas, es decir, deben actualizar constantemente su tabla de reenvío, tanto para añadir como para borrar entradas.

• Se establece una ruta fija antes de enviar cualquier paquete
• Paquetes de llamada y aceptación establecen la conexión.
• Cada paquete contiene un identificador de circuito virtual en vez de una dirección destino.
• No se toman decisiones de enrutado para cada paquete. En datagramas sí.
• Un paquete de liberación libera el camino.
• No son rutas dedicadas pues se siguen utilizando colas. La misma ruta la pueden establecer distintos Circuitos Virtuales. Puede haber varios circuitos virtuales entre un mismo origen y destino.
• Se gestiona por tablas.

Datargramas

Cada vez que un host desea enviar un paquete, introduce en el paquete la dirección del sistema terminal de destino y luego lo envía a la red, no se configuran circuitos virtuales (datagramas == no orientado a conexión), la introducción de estas direcciones ocurre en cada salto, es decir, por cada router donde el paquete pasa, debe introducir la dirección del siguiente hasta llegar al destino.

• Cada paquete es tratado independientemente.
• Los paquetes pueden tomar cualquier ruta.
• Los paquetes pueden llegar desordenados.
• Algún paquete puede perderse.
• El nodo destino debe re-ordenar paquetes y solicitar paquetes perdidos (si la red ofrece servicio orientado a conexión).
• Se gestiona por colas.

Comparación Datagramas - Circuitos Virtuales

• Circuitos Virtuales:
• La red proporciona secuenciamiento y control de errores
• Los paquetes se reenvían mas rápidamente (no es necesario un 
• procesamiento de rutas).
• Menos fiable (si un nodo falla, fallan todos los CV de ese nodo)
• Datagramas:
• No hay fase de establecimiento
• Mas flexible

Arquitectura de Frame Realy

Frame Realy trabaja en el nivel 2 del modelo osi donde se encuentran los protocolos orientados a bits como: 

1. HDLC: transmisión asíncrona de tramas.
2. SDLC: Especifica un formato de encapsulación de tramas enlaces de datos sincronos.

PVC (Circuito Virtual Permanente)

Este tipo de circuitos son conexiones establecidas en forma permanente, que se utilizan en transferencia de datos frecuentes y constantes entre dispositivos DTE a través de la red Frame Relay. La comunicación a través de un PVC no requiere los estados de establecimiento de llamada y finalización que se utilizan con los SVC (Servicios Virtuales Conmutados), los PVC siempre operan en alguno de los estados siguiente:

• Transferencia de datos: Los datos se transmiten entre los dispositivos DTE a través del circuito virtual.
• Ocioso: Ocurre cuando la conexión entre los dispositivos DTE está activa, pero no hay transferencia de datos. A diferencia de los SVC los PVCs no se darán por finalizados en ninguna circunstancia ya que se encuentran en estado ocioso.

Los dispositivos DTE pueden comenzar la transferencia de datos en cuanto estén listos, pues el circuito está establecido de manera permanente.

Formato de Trama Frame Relay

Este formato de trama se encuentra compuesto 

• Flags (indicadores): Delimitan el comienzo y la terminación de la trama. 
• DLCI: Este valor representa la conexión virtual entre el dispositivo DTE y el switch. Cada conexión virtual que se multiplexe en el canal físico será representada por un DLCI único.
• EA (dirección extendida): Puesto que se permiten más de dos octetos en el campo de control, este primer bit de cada octeto indica (cuando está marcado con un '0') si detrás siguen más octetos o bien (cuando está marcado con un '1') si se trata del último del campo de control.
• CR: Es el bit que sigue después del byte DLCI más significativo en el campo de direcciones.

Control de saturación: Este campo consta de 3 bits que controlan los mecanismos de notificación de la saturación en Frame Relay. Éstos son los bitas FECN, BECN y DE, que son los últimos bits en el campo de direcciones.

• FECN (Notificación de la Saturación Explícita Hacia Adelante): Es un campo de un solo bit que puede fijarse con el valor de 1 por medio de un interruptor para indicar a un dispositivo DTE terminal, como un ruteador, que ha habido saturación en la dirección de la trama del origen al destino. La ventaja principal de usar los campos FECN y BECN es la habilidad que tienen los protocolos de las capas superiores de reaccionar de manera inteligente ante estos indicadores de saturación. Hoy día, los protocolos DECnet y OSI son los únicos protocolos de las capas superiores que implementan estas características.

• BECN (Notificación de Saturación Explicita Hacia Atrás): Es un campo de un solo bit que, al ser establecido en 1 el valor po un switch, indica que ha habido saturación en la red en la dirección opuesta a la de la transmisión de la trama desde el origen al destino.

• DE (Eligibilidad para Descartes): Este bit es fijado por el dispositivo DTE, un ruteador por ejemplo, para indicar que la trama marcada es de menor importancia en relación con otras tramas que se marcan como "elegible para descartes" deben ser descartadas antes de cualquier otra. Lo anterior representa un mecanismo justo de establecimiento de prioridad en las redes Frame Relay.
• Payload (Datos de Usuario):  Los datos contienen información encapsulada de las capas superiores. Cada trama en este campo de longitud variable incluye un campo de datos de usuario o carga útil que varía en longitud y podrá tener hasta 16,000 bytes. Este campo sirve para transportar el PDU (Paquete de Protocolo de las Capas Superiores) a través de una red Frame Relay.
• FCS (Secuencia de verificación de tramas): Asegura la integridad de los datos transmitidos. Este valor calculado por el dispositivo de origen y verificado por el receptor para asegurar la integridad de la transmisión.

Se encuentran agrupados de la siguiente manera

Formato de la trama LMI (Local Management interface)

Permiten que el conmutador de Frame Realy anuncie al host o router sobre el estado operativo de los PVC (activos, nuevos, eliminados) de esta forma el router se puede 

Control de Ancho de Banda

Es posible contratar para cada conexión una calidad de servicio distinta. Dicha calidad está definida mediante ciertos parámetros.

1. CIR (Tasa de información comprometida). Caudal medio garantizado que la red se compremete a dar en una conexión.
2. EIR (Excess Information Rate): especifica la cantidad de información mayor o igual que el CIR, hasta el cual las tramas son transmitidas sin pérdidas.
3. BC (Commited burst size): Es la máxima cantidad de datos (bits) que la red se compromete a transmitir durante un intervalo de tiempo definido.
4. BE (Excess burst size): La máxima cantidad permitida de datos que pueden exceder BC durante el intervalo de tiempo TC.
5. TC (Commited rate measurement interval): Intervalo de tiempo durante el cual al usuario sólo se le permite transmitir.
6. DE (Discard Eligibility): Este bit se utiliza para indicar si una trama puede ser descartada en caso de congestión en la red.

Protocolo PPP (Point to Point Protocol)

Es un protocolo o un conjunto de estandares para establecer la conexión a nivel de la capa de enlace TCP/IP entre dos computadoras, generalmente se utiliza para establecer la conexion a internet con el proveedor de acceso o a travez de un modem telefónico. PPP Facilita dos funciones importantes:

1. Autenticación: Generalmente mediante clave de acceso.
2. Asignación dinámica de IP: Los proveedores de acceso cuenta con un numero limitado de direcciones IP y cuentan con mas clientes que direcciones. Lógicamente no todos los clientes se conectan al mismo tiempo, así es como es posible asignar una dirección IP a cada cliente en el momento en que se conectan al proveedor, esta dirección IP se conserva hasta que termina la conexión PPP y despues es asignada a otro cliente.

Enlaces Seriales PP (Punto a Punto)

• V.35: Es un estandar de la ITU (International Telecommunication Union) utilizada en el intercambio de datos sincronicos de alta velocidad.
• HSSI (Interfaz Serial de Alta Velocidad): Ofrece conexiones en serie de alta densidad individuales o dobles que aumentan la velocidad de transferencia de paquetes.
• TDM (Multipexion por División de Tiempo): Su función es la de transmitir varias fuentes de información por un canal o señal común la cual es reconstruida originalmente en el extremo remoto, un ejemplo es la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN).
• DEMARC (Punto de demarcación): Es el punto en la red en donde termina la responsabilidad del proveedor de servicio de telefonía.
• NTU (Unidad de Terminacion de la Red)
• DTE (Equipo Terminal de Datos) /DCE (Equipo de comunicación de Datos): Estas normas definen las siguientes especificaciones.

1. Mecánica/Física: Numero de pins y tipo de conector
2. Eléctrica: Define los niveles de tensión de 1 y 0.
3. Funcional: Especifica las funciones en ejecución asignando significado a dada una de las lineas de señalización de interfaz.
4. Procesal: Especifica la secuencia de eventos para la transmisión de datos.

• Encapsulamiento HDLC: Es un protocolo estándar de enlace de datos orientado a bit  que encapsula los datos en enlaces seriales y sincronos. Protocolos derivados de HDLC:

• LAPB (Procedimiento de acceso al enlace balanceado)
• LAPD (Procedimineto de acceso al enlace en el canal D)
• LAPM (Procedimineto de acceso al enlace para modems)
• LAPF (Procedimineto de acceso al enlaces para Frame Relay)

• El encapsulamiento HDLC define tres tipos de tramas cada una con diferente formato de control.

1. Tramas de información (tramas I): Transportan los datos que se transmitirán para la estación, cuenta con control adicional de flujo y de errores y los datos pueden ser adicionados a una trama de información.
2. Tramas de supervisión (tramas S): Proporcionan los mecanismos de petición/respuesta cuando no se utiliza el adicionar datos.
3. Tramas no enumeradas (tramas U): Brindan funciones de control de enlace suplementarias tales como configuración inicial de la conexión. El campo del código identifica el tipo de trama U.

Arquitectura PPP

Utiliza una arquitectura en capas interconectadas y proporciona un método para encapsular datagramas de varios protocolos en un enlace de punto a punto, utilizando la capa de enlace de datos para probar esta conexión esta compuesta por dos subprotocolos:

1. Protocolo de control de enlaces: Se utiliza para establecer el enlace de punto a punto.
2. Protocolo de control de red: Se utiliza para configurar los distintos protocolos de capa de red.

• LCP (Protocolo de Control de Enlace): Se encarga de negociar y configurar las opciones de control en el enlace de datos de la WAN, se ubica en la parte mas alta de la capa fisica.
• NCP (Protocolo de control de red): Se encarga de encapsular y negociar las opciones para los diferentes protocolos de capa de red.

Autenticación

Las opciones de autenticación requieren que la parte del enlace que realiza la llamada introduzca información de autenticación para ayudar a asegurar que el usuario cuente con el permiso del administrador de red para realizar la llamada, existen dos opciones de autenticacion que son:

• PAP (Protocolo de autenticación de contraseña)
• CHAP (Protocolo de autenticación de intercambio de señales)

Compresión 

Las opciones de compresión aumentan la tasa de transferencia efectiva en las conexiones PPP al reducir la cantidad de datos en la trama que debe recorrer el enlace. El protocolo descomprime la trama al llegar a su destino.

Detección de Errores

los mecanismos de detección de errores con PPP habilitan un proceso para identificar las condiciones de falla. Las opciones de Calidad y Número mágico ayudan a garantizar un enlace de datos confiable y sin bucles. 

Multienlace

Cisco IOS Versión 11.1 y posteriores admiten el PPP multienlace, Esta alternativa proporciona balanceo de la carga en las interfaces del router que usa PPP.

Redes Conmutadas

Desde la invención del teléfono, la conmutación de circuitos ha sido la tecnología dominante en las comunicaciones de voz, y así sigue siendo en la actualidad, donde la RDSI, el cable, el ADSL y las demas nuevas tecnologías de acceso (para voz y datos) siguen siendo redes conmutadas (en voz).

Las transmisiones a larga distancia se llevan a cabo a través de una red de nodos intermedios de conmutación. Así, es común el concepto de conmutación en redes WAN, aunque también está extendido en redes LAN.

A los nodos de conmutación no les afecta el contenido de los datos; el objetivo es proporcionar el servicio de conmutación que “traslada” los datos de un nodo a otro, los dispositivos terminales son estaciones, computadores, terminales, teléfonos, etc. El conjunto de nodos y conexiones es la red de comunicaciones. Los datos se encaminan al destino conmutándolos de un nodo a otro nodo.

RED PTSN (Public Switched Telephony Network)

La red telefónica pública conmutada es una red con conmutación de circuitos tradicional optimizada para comunicaciones de voz en tiempo real. Cuando llama a alguien, cierra un conmutador al marcar y establece así un circuito con el receptor de la llamada. PSTN garantiza la calidad del servicio al dedicar el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono. Independientemente de si los participantes en la llamada están hablando o en silencio, seguirán utilizando el mismo circuito hasta que la persona que llama cuelgue.

Este tipo de redes tiene tres campos fundamentales que son:

1. Comunicación
2. Transmición
3. Distribución

Conmutacion Analógica: Es una señal electrica modulada por la voz que se encuentra comprendida entre una frecuencia de 300 y 3400Hz.

Conmutacion Digital: Es utilizada por los circuitos de tipo NIC también conocidos como PCE o pulsos de código modulado, este tipo de circuitos utilizan una conmutación temporal llamada MDT o multiplicación por división de tiempo la cual se encuentra entre dos muestras de un mismo canal.

MDF (Main Distribution Frame)

Es el repartidor principal o conexión entre la planta interna y la planta externa ubicada en la central telefónica.

SS7 (Sistema de Señalización por Canal Común N°7)

Consiste en el uso de un canal distinto al canal de voz cuyo fin es la señalización, es un sistema que se caracteriza por por transmitir paquetes de datos a alta velocidad y permite la señalización entre diferentes elementos de red los cuales no tienen comunicacion directa. Estas redes tienen nodos que se conocen como:

• SP (Punto de Señalización)
• SPC (Codigos de Puntos de Señalización)

Esta arquitectura distingue tres diferentes puntos de señalizacion:

• SSPs (Puntos de Conmutacion de Señal)
• STPs (Puntos de Transferencia de Señal)
• SCPs (Puntos de Control de Señal)

PBX (Private Branch Exchange)

Es una central telefónica que se encuentra conectada directamente a la red publica de telefonía por medio de lineas troncales para gestionar las llamadas internas, las entrantes y salientes de forma autónoma sobre otras centrales telefónicas.

MÓDEM (Modulador/Demodulador)

Dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora, se utiliza para la comunicación entre maquinas.

Existen tres tipos de comunicación para el intercambio de información por medio de un módem.

1. Modo Simplex: Solo tiene comunicación en un solo sentido "el receptor solo recibe".
2. Modo Half-Duplex: La comunicación se realiza de forma secuencial "cuando uno envía el otro recibe".
3. Modo Full-Duplex: La comunicación es simultanea "ambos transmiten y ambos envían".

Existen cuatro tipos de señales para conectarse con un módem:

1. DTR (Data Terminal Ready) Indica al módem que el PC se encuentra conectado y listo para la comunicación.
2. CD (Carrier Detect) Indica al PC que esta conectado con otro PC.
3. RTS (Request To Send) se encuentra en estado ON, cambia de estado a OFF cuando el módem no puede aceptar mas datos del PC.
4. CTS (Clear To Send) se encuentra en ON, cambia de estado  a OFF cuando el PC no puede aceptar datos del módem.