Protocolos X.25 e Frame Relay Daniel Belém, Daniel Carvalho e Vinícius Neves

RESUMO

O protocolo X.25 permite o acesso a redes públicas ou privadas operando com a comutação de pacotes sendo orientado a bit. É baseando em uma estrutura analógica e sua função é gerenciar pacotes organizando as informações. O protocolo X.25 garante a entrega de dados, porém com o passar do tempo se tornou obsoleto por causa da baixa velocidade.

O protocolo de rede chamado Frame-Relay, veio para substituir o protocolo X25 e trouxe diversos benefícios em comparação a este. O Frame Relay é um protocolo mais rápido em relação ao X.25, e possui um excelente esquema de priorização e controle de congestionamento. Permite que uma grande variedade de aplicações utilize essa tecnologia, aproveitando-se de sua confiabilidade e eficiência no uso de banda.

ABSTRACT

The X.25 protocol allows access to public or private networks operating with packet switching is driven by bit. It is based on an analogical structure and its function is to manage packages organizing information. The X.25 protocol guarantees delivery ofdata, but over time became obsolete because of the low speed.

The network protocol called Frame-Relay, came to replace the X25 protocol and has brought several benefits compared to this. Frame Relay is a faster protocol over theX.25, and has an excellent scheme for prioritization and congestion control. Allows awide variety of applications using this technology, taking advantage of its reliability andefficiency in bandwidth usage.

1. INTRODUÇÃO

O X.25 é um protocolo de rede que surgiu no ano de 1970 e dominou claramente as comunicações WAN durante muitos anos. O protocolo X.25 é baseando em uma estrutura analógica e sua função é gerenciar pacotes organizando as informações. Na década de 1980, as redes X.25 começaram a ser substituídas por um novo protocolo de rede chamado Frame-Relay, que trouxe diversos benefícios em comparação ao X.25, como por exemplo a eliminação dos controles de erros e fluxo existentes no X25, diminuindo o overhead e permitindo a utilização de um protocolo mais simples.

Além disso, o Frame Relay é um protocolo mais rápido em relação ao X.25, possuindo assim um excelente esquema de priorização e controle de congestionamento, muito utilizado para comunicação de Voz e Vídeo.

Neste artigo será abordado os principais pontos destes protocolos de rede, suas vantagens e características.

2. X.25

O protocolo X.25 permite o acesso a redes públicas ou privadas operando com a comutação de pacotes sendo orientado a bit.

O nível físico é especificado pela interface: DTE (Data terminal Equipment) e DCE (Data Circuit Terminating Equipment). A comunicação de dados, entre os equipamentos como

computadores, terminais e portas de computador são chamados de (DTEs) e os modems, switch, roteadores e outros dispositivos de comunicação são conhecidos como (DCEs).

O X.25 trabalha com três camadas do modelo OSI:

Camada Física: define as características mecânicas e eléctricas da interface do

Terminal e da Rede

Camada de Enlace: responsável por iniciar, verificar e encerrar a transmissão dos dados na ligação física entre o DTE e o DCE. Responsável pelo sincronismo, detecção e correcção de erros durante a transmissão.

Camada de Rede: responsável pelo empacotamento dos dados. Define se a

transmissão será realizada por Circuito Virtual Comutado ou por Circuito Virtual Permanente.

No protocolo de rede X.25 as ligações podem ocorrer em dois tipos de canais lógicos (logical channels) sendo eles o (SVCs) e o (PVCs).

(SVCs) - Circuito Virtual Comutado: Os SVCs funcionam de uma forma semelhante às chamadas telefónicas; é estabelecida uma ligação, os dados são transferidos e a ligação é terminada. Ou seja, SVC é uma conexão temporária, estabelecida somente no momento da comunicação.

(PVCs) - Circuito Virtual Permanente: Um PVC é semelhante a uma linha alugada/dedicada dado

que a ligação está sempre ativa. A ligação lógica é estabelecida de uma forma permanente. Por esta razão, os dados podem ser sempre transmitidos sem necessidade de estabelecer a ligação. Ou seja, PVC é uma conexão permanente, não existe a necessidade de realizar uma chamada para estabelecer conexão.

No Brasil, as redes X.25 são administradas e operadas por empresas de telefonia, operadoras de telecomunicações.Os serviços X.25 perderam espaço devido aos sistemas de interligação baseados em Frame Relay e ADSL, pois a maioria das redes X.25 possuem velocidades de até 64 Kbps, o que as tornam obsoletas nos dias de hoje.

3. Frame Relay

O Frame Relay é uma eficiente tecnologia de comunicação de dados de alta velocidade usada para transmitir a informação digital de maneira rápida e com baixo custo, através de uma rede de dados, dividindo essas informações em frames. Essa tecnologia é usada em muitas redes ao redor do mundo para interligar aplicações do tipo LAN, SNA, Internet e Voz. Seu desenvolvimento teve inicio no fim da década de 80 e início da década de 90.

O frame-relay é uma técnica de comutação de quadros efetuada de maneira confiável, considerando as seguintes caractéristicas: Redes locais com um serviço orientado a conexão, operando no nível 2 do modelo OSI, com baixo retardo e sem controle de erro nos nós.

Sua tecnologia utiliza uma forma simplificada de chaveamento de pacotes, que é adequada para computadores, estações de trabalho e servidores de alta performance que operam com protocolos inteligentes, tais como SNA e TCP/IP.

Isto permite que uma grande variedade de aplicações utilize essa tecnologia, aproveitando-se de sua confiabilidade e eficiência no uso de banda. Permitindo que um ponto se comunique com vários outros e, ao invés de alocar uma faixa fixa da banda, o frame relay toma toda a banda para realizar transmissões curtas.

Permite também o compartilhamento de largura de banda por muitos usuários, criando largura instantânea, de acordo com a demanda, num processo chamado „anexação‟.

Estes pacotes são chamados quadros (ou frames) e cada quadro possuem as informações necessárias para ser enviado ao destino correto.

Embora não confiável, principalmente por não oferecer confirmação de entrega foi desenvolvida visando exclusivamente a velocidade.

O frame relay é muito utilizado e de grande aceitação, devendo isso à confiabilidade das redes atuais e a existência de camadas superiores de softwares que podem oferecer a confiabilidade faltante no frame relay.

O serviço frame-relay é oferecido normalmente como:

Frações de canais T1/E1

Taxas completas de T1/E1

Canais T1 velocidade de 1,544 Mbps, padrão usado nos Estados Unidos

Canais E1 velocidade de 2 Mbps, padrão usado no Brasil e na Europa

Alguns vendedores oferecem frame relay até taxas T3: 45 Mbp.

4. X.25 x Frame Relay

O protocolo X.25 é confiável, sendo estável e seguro. É um protocolo que numera, confirma e supervisiona cada pacote transportado fazendo até com que os pontos de comutação da rede transmitam novamente os pacotes que se perdem pelo caminho até os destinatários finais. Esta característica protege os dados, mas também exige comprometimento de recursos de computação e comunicação, que são caros.

Ao contrário do X.25, o frame relay acredita na confiabilidade e na ausência de ruídos dos sistemas de comunicação atuais, diminuindo o código extra armazenado para organização do programa (overhead), aumentando assim a taxa de rendimento (throughput), tudo isso a um custo mais baixo, sem comprometimento desnecessário dos dados.

A preocupação maior quando implementando uma rede de arquitetura frame relay é minimizar a perda dos quadros transmitidos. Isto porque, mesmo sendo possível que os terminais possam recuperar os quadros perdidos, a retransmissão destes pacotes só agravará os problemas de congestionamento, no caso da perda dos quadros ser ocasionada devido a um congestionamento na rede.

5. Vantagens x Desvantagens do Frame Relay em relação ao X.25 Vantagens do Frame Relay

Este protocolo, seqüencia o processo de comunicação. Uma redução na funcionalidade do

protocolo ao nível de interface usuário-rede, bem como no processamento interno da rede resultam uma menor espera e maior vazão.

Com relação ao X.25, as principais vantagens do Frame Relay são a possibilidade de obter maiores taxas de tráfego em aplicações que requerem a transferência de grandes volumes de tráfego e a oferta de menores valores de delay de trânsito, com a consequente redução dos tempos de resposta requerida por algumas aplicações interativas conversacionais. Em relação ao modo circuito, a preferência pelo Frame Relay é basicamente de ordem financeira, requerendo sempre uma análise prévia da configuração e das características e valores de tráfego da aplicação a ser atendida.

O uso do Frame Relay reduz os custos de renovação das ferramentas e dos recursos de acesso à Internet, pois aumenta a eficiência do equipamento já instalado, bem como do acesso às informações. Como o Frame Relay é um protocolo no qual os dados são enviados em forma de pacotes (de tamanho variável), isso garante ampla flexibilidade e grande eficiência no uso da “largura da banda”, além de maior confiabilidade nos serviços de conexão, pois desenvolveu-se o Frame Relay com base nos recursos da rede WAN e nas capacidades adicionais para complexos ambientes de Internet.

As redes Frame Relay são utilizadas para conectar diversas redes LAN entre si, com velocidades que podem variar de 2 a 45 Mbps. Temos como principais vantagens do uso do Frame Relay tem-se o seguinte:

Permite a integração de dados e voz; Facilidade de migração e interoperabilidade com o ATM; Capacidade flexível de multipontos; Custos mais baixos de conexões entre redes, pois pode-se obter múltiplas conexões

lógicas em um único meio físico; Os custos de equipamentos e de acesso são mais baixos - melhor desempenho, maior

acesso e menor complexidade da rede. A transmissão de dados ganha em desempenho;

Desvantagens do Frame Relay

A impossibilidade de se fazer um controle de fluxo de erro nó a nó (vale ressaltar que esta

funcionalidade pode ser implementada em um nível mais alto). Além disso, a falta de confiabilidade é minimizada pelo aumento da confiabilidade de transmissão e roteamento. Outra desvantagem é que o Frame Relay exige investimentos em uma estrutura de rede bastante confiável, haja vista a inexistência de mecanismos intrínsecos de controle de erro durante o envio/recebimentos dos pacotes de dados.

Vantagens do X.25

Permite estabelecer comunicação simultânea com grande número de outros equipamentos ligados a rede de pacotes (até 4095);

A infra-estrutura do X.25 garante velocidade de até 2 mbps nas transmissões com acesso dedicado;

Alto grau de segurança. Desvantagens do X.25

Alto custo computacional;

Alto custo de comunicação;

Relativamente lento a transmitir pacotes;

Pouco escalável.

6. Conclusão Através deste trabalho pudemosperceber o grande avanço que houve do X.25 para o Frame

Relay, considerado por muitos o seu legítimo substituto. Graças as linhas mais confiáveis e aos

protocolos inteligentes das camadas superiores, foi possível estabelecer um protocolo simples de

camada de enlace, visando ganhar velocidade na transmissão. Esta possibilidade foi essencial na

união dos serviços oferecidos na área da comunicação, pois ajuda a diminuir a parte mais cara

dos projetos de rede, que é o meio físico.

7. Referências Bibliográficas TORRES, GABRIEL, Redes de Computadores Curso Completo. Rio de Janeiro -2001

WIKIPEDIA (X25) disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/X.25

WIKIPEDIA (Frame-Relay) disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Frame_relay

GTA UFRJ – http://www.gta.ufrj.br/~valentim/Relay.html

ANGELFIRE - http://www.angelfire.com/pro2/trc-unimonte/fernando/Unimonte-Aula6.pdf

TUTORIALS FRAME RELAY: http://www.logicengenharia.com.br/alunos/framerelay.pdf

http://teleco.com.br/tutoriais/tutorialfr/pagina_1.asp