패킷통신을 고속화한 프레임 릴레이

프레임 릴레이는 LAN간 통신 등에 적합한 고속의 패킷통신 서비스로서 패킷교환에서의 오류제어 등을 생략하여 1.5M~2Mbit/s 정도의 고속 데이터 전송이 가능하다. LAN과 LAN간의 상호 접속에는 고속 디지털 전용 회선을 이용하는 방법이 있는데 요금이 높은 것이 단점이다.

LAN간 통신에 있어서 트래픽의 대부분은 비교적 저속의 데이터의 교환이다. 다만 산발적으로 파일 전송 등의 버스트적인 트래픽이 부가되는 경우가 있고, 순간적으로는 수Mbit/s의 고속 데이터 전송을 필요로 한다는 특징이 있다.

제어를 간략화하여 고속 데이터 전송을 실현

프레임 릴레이는 패킷 교환과 마찬가지로 데이터를 블록으로 분할하여 만든 프레임을 하나씩 전송한다. 패킷 교환과의 차이는 오류 제어에서 패킷 재생 조작을 생략하고, 교환기에서는 보내져 온 프레임을 어드레스를 찾아서 하나씩 버킷(bucket) 릴레이식으로 중계하는 것이다. 「프레임 릴레이」라는 명칭은 여기에서 유래했다.

프레임의 어드레스부에는 수신처 정보로 이용되는 DLCI(Data Link Connection Identifier)가 들어 있다. 예를 들면 LAN1이 LAN2, LAN3과 통신할 경우 라우터 1이 송출하는 라우터 2로의 프레임에는 미리 할당된 DLCI값 a를, 라우터 3으로의 프레임에는 DLCI값 b를 부여한다(그림 1). 이 프레임을 받은 교환기에서는 라우터 1에 대응하는 경로 지정표를 조사하여 회선 번호 P, Q와 착신측의 DLCI값 p, q를 구하여 프레임 내의 DLCI값을 이들 값으로 바꾸어 라우터 2, 3으로 보낸다.

이러한 간단한 처리로 교환동작을 할 수 있기 때문에 패킷 교환보다 고속 동작이 가능하여 거의 2Mbit/s 정도까지 사용할 수 있다.

(그림 1)에서 보면, 라우터 1에서 교환기까지 한 개의 물리적인 회선을 사용하면서 라우터 2, 3으로 두 개의 가상 회선(논리 채널)이 만들어져 있다. 각각에 DLCI 값을 설정함으로써 라우터 1에서 라우터 2, 3으로의 두 가지 통신이 다중화되고 있는 것을 알 수 있다. 이것을 논리 다중 통신이라고 한다. 이용자는 각각을 고정적으로 접속했을 때와 마찬가지로 이용할 수 있어 마치 전용 회선과 같이 보인다. 이것을 상대 고정 접속이라고 하며, DLCI값은 서비스 계약시에 결정된다.

이에 대해 전화와 같이 통신을 할 때마다 교환기로 접속하는 형태를 상대 선택 접속이라고 하며 DLCI값은 접속할 때마다 설정한다.

동적으로 전송속도를 내려 혼잡을 회피

프레임 릴레이는 전송로에서 비트 오류가 발생했을 경우에 단말(end to end) 간에 프레임을 다시 보내는 동작이 필요하기 때문에 품질이 나쁜 회선을 사용하면 성능이 저하된다.

무엇보다 이 점은 최근 고품질의 광섬유 전송로가 도입되어 거의 문제가 없다. 또한 프레임 릴레이에는 오류 검출용 FCS가 붙어 있어 이것으로 수신측 단말은 프레임 내의 비트 오류의 유무를 검지할 수 있다.

논리 다중 통신을 하면 다수의 프레임이 한번에 보내지게 되어 물리적인 회선 용량을 넘게 되는(폭주하는) 경우가 있다. 이것을 피하기 위해 통신에 앞서 CIR(Committed Information Rate) 이라는 값을 설정해 둔다.

CIR은 망이 이용자에게 보증하는 데이터 전송 속도의 상한이다. 교환기는 이용자에게서 보내져 오는 데이터량을 감시하고 있고, 보통 CIR을 넘는 통신도 허용하지만 망이 폭주 상태가 되면 CIR을 넘는 프레임을 폐기하는 경우가 있다.

프레임 릴레이에는 이용자의 데이터 전송을 강제적으로 제어하는 수단이 없다. 때문에 망이 폭주 상태에 빠질 것 같으면 프레임의 어드레스부에 준비된 특정 비트를 사용하여 단말에 폭주를 통지함으로써 단말에서 망으로의 데이터 전송량의 저감을 이용자에게 맡긴다(그림 2).

간단한 용어해설

☞ 프레임 릴레이(frame relay)

일본의 경우 패킷교환 서비스와 달리 거의  모든 사업자가 전송 데이터량에 관계없는 정액제 요금체계를 채용하고 있다. 이 경우 요금은 접속회선 속도(64kbit/s~1.5M/s), CIR 속도, 통신거리로 결정된다.

☞ DCLCI(Data Link Connection Identifier)

프레임 릴레이망에서 사용하는 데이터 연결 식별자. X.25 패킷 통신의 논리채널에 상당하는 것으로 동일 전송로상의 프레임(논리채널)을 식별하기 위해 1회선당 0~1023의 범위에서 지정할 수 있는데, 이용자측에서 실제로 이용할 수 있는 것은 16~991까지 이다. 그 이상의 데이터 연결이 필요한 경우는 확장 어드레스가 필요하다.

☞ 상대 고정 접속(PVC: Permanent Virtual Connection)

통신상대를 고정적으로 설정하는 접속방식. 프레임 릴레이와 ATM(비동기 전송모드) 등의 망에서 사용되는 접속방식의 하나이다. 사전에 단말과 교환기에 대해서 프레임과 셀의 제어 정보 필드(헤더)안에 격납하는 접속 식별자를 지정할 필요가 있다.

☞ 상대 선택 접속(SVC: Switched Virtual Connection)

데이터 전송시 그 정도나 상대를 지정하여 접속을 설정한다.

☞ CIR(Committed Information Rate)

통신사업자의 서비스에서는 계약시에 미리 설정하는 계약속도의 하나. 프레임 릴레이망은 일반적으로 망이 보통 상태일때는 계약한 회선 속도까지 처리율을 확보하지만 폭주가 발생하면 이용자측은 미리 정해진 CIR 속까지 프레임 송출 수를 내리도록 요구받는다. 폭주시에 CIR 이상의 프레임 송출이 있을 때 망측에서 프레임을 폐기하는 경우가 있다.