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Ventajas y desventajas de Frame Relay

1.- Ventajas

No hay duda de que Frame Relay pasa información mas rápidamente que X.25. Esto supondrá que hay un menor trabajo para el procesador. El tiempo que tardar para completar este trabajo debe ser menor, y los retraso de la tramas reducidos. Pero hay dos posibles preguntas a este respuesta

  1. ¿Cuánto es la reducción del porcentaje?
  2. ¿Cual es tiempo actual de retraso reducido?

Aunque parece haber una pequeña diferencia entre ambas cuestiones, la diferencia es vital para entender la implicaciones de las acciones de la redes Frame Relay. Algunos vendedores indican que el retraso de transito reducido esta entre un 50% y un 75%. Esto puede ser muy significativo hasta que te das cuenta que la reducción representa el paso de 3 a 2 milisegundos. Los paquetes conmutados esta tan optimizada que un usuario no debería esperar retrasos as significativos más de 5 milisegundos por paquete. Muchos de los paquetes conmutados proporcionan un retraso en un radio entre 3 y 6 milisegundos, pero incluso, la reducción de los retrasos 2 milisegundos ¿no representa un mayor mejora? Puede ser quiza un ventaja para un único conmutador, pero un factor muy importante para el usuario es el retraso extremo a extremo en la red

Hay tres factores que contribuyen a este retraso de extremo a extremos

Ejemplo ventajas de Frame Relay

Veamos un ejemplo. Asumiendo que el tamaño total de la trama es de 1024 bytes y la conexión es de 64 kbps cada parte, la tabla siguiente representa el retaso dentro la red de conmutación de paquetes y dentro de la red de Frame Relay mostrada en la figura asumiendo los retrasos típico de procesado de 5 y 2 milisegundos respectivamente.


Actividad

Velocidad de Acceso a 64Kbps
Conmutación de Paquetes Frame Relay
Tiempo (ms) Porcentaje del tiempo total Tiempo (ms) Porcentaje del tiempo total
Acceso al enlace del usuario X a A 128 11.6 128 11.7
Retraso del Conmutador A 5 0.5 2 0.2
Retraso en cola en Conmutador A 192 17.4 192 17.5
Enlace de A a B 128 11.6 128 11.7
Retraso del Conmutador B 5 0.5 2 0.2
Retraso en cola en Conmutador B 192 17.4 192 17.5
Enlace de B a C 128 11.6 128 11.7
Retraso del Conmutador C 5 0.5 2 0.2
Retraso en cola en Conmutador C 192 17.4 192 17.5
Acceso al enlace C al usuario a X 128 11.6 128 11.7
Tiempo total de transito 1103   1094  

La primera tabla muestra que los retrasos en la red para ambos métodos son virtualmente idénticos. El retraso en la conmutación de paquetes representa únicamente un 1,5 %, del retraso total dentro de la red de conmutación de paquetes. Dentro de la red Frame Relay, el retraso de transito a través de los conmutadores representa un 0.6% del retraso total Incluso reduciendo el retraso del conmutador a 0 tenemos un efecto despreciable sobre el retraso de transito.

Entonces ¿dónde está el cuello de botella de la red.? La tabla siguiente muestra que cerca del 60% del retraso total es debido al retraso de la transmisión. Este retraso es una función de la velocidad de las líneas y del tamaño del trama. Si alteramos la velocidad de la línea (a 2 Mbps) se alteran los resultados. La tabla siguiente detalla el retraso de transito cuando se incrementa la velocidad de la red de enlace de 64 Kbps a 2 Mbps.


Actividad

Velocidad de Acceso a 2Mbps
Conmutación de Paquetes Frame Relay
Tiempo (ms) Porcentaje del tiempo total Tiempo (ms) Porcentaje del tiempo total
Acceso al enlace del usuario X a A 4 7.3 4 8.7
Retraso del Conmutador A 5 9.1 2 4.3
Retraso en cola en Conmutador A 8 14.5 8 17.4
Enlace de A a B 4 7.3 4 8.7
Retraso del Conmutador B 5 9.1 2 4.3
Retraso en cola en Conmutador B 8 14.5 8 17.4
Enlace de B a C 4 7.3 4 8.7
Retraso del Conmutador C 5 9.1 2 4.3
Retraso en cola en Conmutador C 8 14.5 8 17.4
Acceso al enlace C al usuario a X 4 7.3 4 8.7
Tiempo total de transito 55   46  

Reduciendo el tamaño del paquete también afecta a los resultados, sin embargo existen otras implicaciones al hacer esto. La reducción del tamaño del paquete dentro de la red de conmutación ,probablemente, causa a los conmutadores de paquete el fragmentado de los datos de llegada y surecombinación posterior en el punto de destino. Esto es posible de por la existencia de un numero de secuencia. Sin embargo, esto no es posible en Frame Relay. En ambos casos el afectara al retraso de conmutación en los puntos de fuente y destino.

En la tabla se muestra que con el incremento de la velocidad de la líneas, el retraso total de la red se reduce ( representando una reducción del 95 % aproximadamente). Por lo encontramos que hay todavía una diferencia entre los retrasos totales en conmutación de paquetes y los retrasos dentro de la red de Frame Relay
En los paquete individuales el retaso de procesamiento en los conmutadores representa un 27% del total del retaso para una red de conmutación de paquetes. Dentro de la red de Frame Relay este mismo retraso representa un 13% del retraso total de la red, la diferencia como podemos ver es grande.

Como conclusión podemos observar que se puede proporcionar una reducción significativa en los retrasos de la red al incrementar la velocidad de las líneas. El cambio a tecnologías mas rápidas en los conmutadores no tiene ningún efecto si se realiza sobre líneas de baja velocidad. Reducir el tamaño de la trama también tiene una aportación significativa para la reducción del retraso, pero esto también tiene un efecto sobre el incremento de carga de paquetes dentro de la red.

Otro factor que afecta el retraso esta relacionado con el mecanismo de control de flujo. Las redes de conmutación de paquetes contiene un control de flujo, que consiste en que el usuario únicamente puede generar un numero determinado de paquetes dentro de la red antes de parar y esperar por su reconocimiento Este mecanismo de rotación de ventana tiene un máximo de 127 paquetes, Si el usuario ha mandado esta ventana entera de paquete, no puede mandar más paquetes hasta que reciba el reconocimiento de alguno de los paquetes. Este proceso es conocido como ventana deslizante. Una red ideal estaría diseñada de tal manera que el usuario no tendría que suspender nunca el envío de datos a causa del falta de reconocimientos a paquetes anteriores. En Frame Relay no hay concepto de reconocimiento o ventanas, y permite a los usuarios mandar tantos datos como ellos requieran.

En resumen , Frame Relay no debería ser considerado como un protocolo únicamente conveniente para el incremento del numero de acciones en la red y el decremento de los retrasos. Frame Relay tiene, además, ciertos atractivos sobre la bajas velocidades de X.25, pero cuando los comparamos con X.25 a altas velocidades , la ventaja de la velocidad de Frame Relay no es tan clara.
Frame Relay puede únicamente proporcionar ventajas sobre las redes de conmutación de paquetes si la velocidad del enlace dentro de la red son incrementados enormemente y su los procesos en los conmutadores son mejorados, proporcionando tiempo de sub-milisegundos.

La discusión asume que Frame Relay ha sido implementado como una arquitectura modificada de la conmutación de paquetes. Esto es cierto en la mayoría de la implementaciones iniciales de Frame Relay. Sin embargo, sin que la comprobación de errores sea obligatoria para la características del protocolo, es posible implementar un conmutador en el cual no se tenga que esperar a que la trama sea completamente recibida antes de mandar otra.
Esto tiene como resultado que el retraso del conmutador pueda ser ignorado.
Una vez que la cabecera de la tramas sea leída, la trama puede ser dirigida directamente a el buffer de salida. Sin embargo el retraso de cola debe ser considerado, porque muchas de las redes se construyen basándose en unos objetivos previamente diseñados donde la encolamiento es un elemento esencial.


2.- Desventajas

Una característica existente en la conmutación de paquetes es una técnica que es actualmente muy considera por los usuarios, el proceso de garantizar el envío de datos.
Frame Relay no ofrece esto, no se establece ninguna orden acerca como lastramas deben pasar a través de la red. La única recomendación de Frame Relay es que las tramas deben llegar en el mismo orden en que fueron mandadas. Para garantizar la correcta secuenciación de la tramas.

Este mecanismo de secuenciación no debe confundirse con el proceso de garantizar la integridad de los datos. Las redes de conmutación de paquetes, generalmente garantizan que los datos que son mandados en la red son recibidos por el usuario en el misma secuencia y sin errores. Mediante un número de comprobación secuencia de paquetes y su validación, una comprobación de error en los paquetes y de las capacidades de buffering.
En cambio Frame Relay no hay garantiza la entrega de los datos. Los requisitos para que los datos sean entregados en la misma secuencia en que fueron recibidos esta relacionado únicamente con que los datos no sean perdidos dentro de la red.

La intención del protocolo de Frame Relay es operar a altas velocidades, en circuitos digitales de excepcionalmente buena calidad, donde los errores en los bits son extremadamente raros. Sin embargo, mientras que el numero de errores introducido por el uso de esa infraestructura es pequeño, la red podría perder muchas tramas simplemente por que es incapaz de entregarlas a causa de la congestión.

Paso de la trama  de origen a destino sin errores

Consideremos el ejemplo de la figura anterior en el que una trama pasa a través de distinto conmutadores de trama en su camino por la red desde un origen a un destino. Cada salto de trama representa el paso entre dos conmutadores. En nuestro ejemplo la trama para ir de extremo a extremo da 5 saltos de trama.

Consideremos el ejemplo anterior asumiendo que la trama es perdida en el primer salto ( o por congestión en el primer conmutador), los saltos de tramas 2 al 6 representan la petición de retransmisión y los saltos del 7 al 11 representan la retransmisión. Por tantos para una trama única pasando a través de la red se requieren al menos 11 saltos de procesamiento, mas del doble de los requeridos si no ocurre error.

Trama perdida en primer salto

Si una trama es perdida en el ultimo salto, 14 saltos de procesamiento son necesarios para recuperarla, como se muestra en la figura, los saltos del 1 al 5 para el camino inicial, 6 al 10 para la petición de retransmisión, y los saltos del 11 al 15 para la retransmisión , esto representa mas de tres veces el procesamiento requerido para el paso de una trama simple.

Trama perdida en último salto

Esta metodología de recuperación es la practica estándar para redes diseñadas bajo los principios de Frame Relay y puede significar una carga adicional para la red. Los ejemplos solo muestran la perdida de una trama y su recuperación. Si hay gran cantidad de tramas perdidas, la cantidad de trafico que la red recibe podrá expandirse significativamente. Todo este trafico adicional es un componente mas de los problemas de congestión que probablemente causen el descarte de mas tramas .

Esta es la razón por la cual algunos vendedores eligen la entrega garantizada como característica añadida Frame Relay. Esta es una combinación de Frame Relay y de la conmutación de paquetes en la cual no hay necesariamente un protocolo de control de errores de extremo a extremo dentro de la red, pero hay asegurada una integridad de los datos y su recuperación en el nivel de enlace.

Combinación de Frame Relay y conmutación de paquetes

Tomando el ejemplo previo, mostramos los principios básicos sobre el siguiente ejemplo:. La trama errónea o perdida es ahora recuperada localmente en el salto 2 solicitando su retransmisión, el salto 3 representa la retransmisión, y los salto 4 al 7 la transmisión de la trama.
En este caso un único salto adicional de la trama es requerido para solventar la situación anómala. Naturalmente, la integridad del enlace requiere procesamientos adicionales dentro de la trama, pero este proceso no hay tantos intentos como X.25, y por consiguiente obtiene un retraso situado entre el retaso de Frame Relay y X.25.