Frame Relay, paket anahtarlamalı bir WAN teknolojisidir. WAN teknolojileri arasında en yaygın kullanılan yöntem Frame Relay’dir. Frame Relay'in bu kadar sık kullanılmasının sebebi çok esnek bir yapıya sahip olmasından kaynaklanır. Frame Relay’in geliştirilmesindeki ana amaç, WAN bağlantılarında gereksinim duyulan yüksek bant genişliğini, hizmet kalitesini de arttırarak, maliyetleri pek fazla yükseltmeden gerçekleştirilmesini sağlamaktır. Frame Relay, için uygulama örneği vermek istersek benzer veya farklı teknolojilere sahip LAN’ların birbirine olan bağlantısını sağlamak diyebiliriz. Frame Relay, birden fazla kullanıcının haberleşme kaynaklarını paylaşması esasına dayanır ve ağa bağlanan tek fiziksel hat aracılığıyla birden fazla nokta ile görüşmelerine olanak tanır. Bu noktada artık iki uç arasında sürekli ayrılmış band genişliği yerine gereksinim duyuldukça kısa zaman aralıklarında kullanılan daha yüksek band genişlikleri söz konusudur. Merkez-şube bağlantılarında bir fiziksel hat üzerinden birden fazla nokta ile bağlantı yapılması sayesinde, Frame Relay, kiralık devrelerle karşılaştırıldığında, gereksinim duyulan devre sayısının azalması ile uygun maliyetli bir alternatif olarak kullanılmaktadır. Frame Relay, yüksek hızlı DTE-DCE bağlantısı yapılmasını sağlar. İşlevsel olarak yalınlaştırılmıştır. Böylelikle yeni ağ teknolojilerinin gereksinim duyduğu WAN bağlantısında önemli bir seçim olmuştur. Örneğin; X25 ( 1974-1975 yıllarında CCITT tarafından kullanıcı sistemiyle paket anahtarlamalı ağ arasında bir arayüz tanımlaması olarak önerildi. Uzun süre çok değişik uygulamalarda bir WAN bağlantısı olarak yoğun şekilde kullanıldı, hala da kullanılmaktadır. ) gürültülü iletim yolu için geliştirilmiş bir teknolojidir; dolayısıyla hata kontrolü önemli bir özelliktir. Fiber optik kabloların yaygın kullanımı hatasız iletim ortamları sağlamaya başlamıştır; hata oranı çok çok azaldığından dolayı hata sezme ve düzeltme gereksiz duruma gelmiştir. Her paket için hata sezme yapılması bir arayüz standardı olarak alınabilecek Frame Relay için gereksiz olacağı düşünülerek, standarda koyulmamıştır. Frame Relay ağ içerisinde iki şubeyi birbirine bağladığınızda eğer servis sağlayıcıya kadar olan bağlantınızda bir problem yoksa gönderilen paket muhakkak yerine ulaşır.
Frame Relay ve OSI Başvuru Modeli
Frame Relay’in kendi verimliliğini artırmak için üst katmanlara bıraktığı işlemler; hata düzeltme, sıra numarası verme, pencere yönetimi, alındı onayı ve çerçeveyi yeniden gönderme özellikleri olarak verilebilir. Yeni kazandırılan bir özellik ise tek bir fiziksel iletim ortamının çoğullama özelliği kullanılarak, birden çok uygulamanın aynı anda iletişimde bulunmasının etkin bir şekilde sağlanmasıdır. Yani iletim ortamında tek bir hat üzerinde sanal devreler oluşturulabilmekte ve bir fiziksel bağlantı ile birden çok yere sanal bağlantı yapılabilmektedir. Frame Relay, OSI başvuru modelinin alttan ilk iki katmanının işlevlerine sahiptir. Bu iki katman bilindiği gibi fiziksel ve data link katmanlarıdır.
Fiziksel katman;
Frame Relay’in fiziksel katmanı, hali hazırda var olan fiziksel ortamların kullanılmasına dayanır.
Data Link Katmanı;
Bu katman Frame Relay için çok önemlidir. Aslında tüm Frame Relay tanımlaması bu katman için yapılmış denebilir.
Yerel Yönetim Arayüzü (Local Manegement Interface, LMI)
Frame Relay’in temel standardında ağ katmanın işlevleri yok; ancak pratik uygulamada bu katmanın bazı işlevlerine de gereksinim duyulduğu durumlar oluşmaktadır. Özellikle ağda oluşabilecek tıkanmaların giderilmesi gerektiği durumlarda. Bilindiği gibi iletişimde bulunan iki uc noktandan alıcı olan gönderenin hızında alamıyorsa bir süre sonra tampon bellekler dolar ve tıkanma olarak adlandırılan durum oluşur. Bu durum giderilmezse ağın başarımı büyük ölçüde azalır. Tıkanma yönetimi 3. katmana atanmış bir işlevdir. LMI, Standard Frame Relay de olmayan ancak uygulamada bir çok üreticin kabul ettiği ve ürünlerine eklediği ek özellikler, işlevler denilebilir. LMI’nın getirdiği eklentilerden bazıları şunlardır;
Frame Relay Sanal Kanalları
Frame Relay de iletim ortamları sanal kanallar üzerinden gerçekleştirilir. İki tür sanal kanal vardır. PVC (Permanent Virtual Circuit) olarak adlandırılan biri, iki nokta arasında kurulan sanal kanalın sürekli kalmasına dayanır; SVC (Switched Virtual Circuit) ise gerektiği anda bağlantının kurulması, aktarım işi bittikten sonra sonlandırılması esasına dayanır. Frame Relay uygulamalarında PVC daha yoğun kullanılmaktadır. Örneğin Frame Relay ağı bir LAN eklenmesi için yapılması gereken fiziksel bağlantı yapıldıktan sonra yalnızca bir PVC oluşturulmasına dayanır.
Sanal Devreler(PVC ve SVC)
Frame Relay’ de iletişim sanal devreler üzerinden yapılır. Standarda biri PVC, diğeri SVC olarak adlandırılan iki devre tanımlanmıştır. PVC iletişim kurulmadan önce kurulan ve iletişim olsun olmasın sürekli duran kalıcı bir sanal devredir. SVC ise gerektiği anda kurulur. İletişimden sonra koparılır. SVC esnek ve değişebilir bir devre ortamı sağlar, ancak üreticiler tarafından SVC desteği olan aktif bir cihaz üretilmemiştir. Frame Relay’ de yoğun olarak kullanılan devre türü PVC dir. Frame Relay bağlantısı için ilk önce bu hizmeti veren şirketten PVC’lerin oluşturulması istenir. PVC ile bağlantılarda her iletişimden önce çağrı yapılması gerekmez; zaten o anda bağlantı kurulu olup iletişim yapılmasını beklemektedir.
Sanal Devre Band Genişlikleri (CIR ve EIR)
Frame Relay hizmeti veren şirketten alınan PVC bağlantısı, daha oluşturulurken ona her durumda taahhüt edilen bir band genişliği atanır. Bu CIR (Committed Information Rate) olarak adlandırılır. CIR band genişliği sınırları içinde kalan iletişimde çerçeveler hiçbir şekilde silinmez. Ancak CIR ın üstüne çıkılarak iletişim yapıldığında sınırı aşan çerçeveler için başlık bilgisinin içine CIR sınırının aşıldığını gösteren bir işaret konur. Herhangi bir tıkanma veya aksaklık durumunda bu işarete sahip çerçeveler atılabilir.
PVC için EIR (Excess Information Rate) olarak adlandırılan bir band genişliği daha vardır. EIR, kullanıcının hattı üzerinde kullanılabilir band genişliği olması durumunda şebekenin koşulları uygun olduğu sürece CIR'ın üzerinde gönderebileceği fazla bilgi oranıdır. Bilgilerin taşınacağı taahhüt edilmediğinden, EIR trafik tarifesi oldukça düşük tutulur. CIR ve EIR her bir veri iletim kanalı, DLC için ayrı ayrı tanımlanır. Kullanıcı isterse hiç EIR istemeden sadece CIR trafiği taşıyabilir. Tek DLC için tanımlanan CIR+EIR oranları toplamı hat hızını geçmemelidir, ancak her DLC'nin aynı anda aktif olmayacağı varsayımı ile tek hat üzerinde tanımlanan birden fazla DLC için verilen toplam CIR+EIR oranı hat hızını aşabilir. Frame Relay, kullanıcılara band genişliğinin esnek kullanımını sağlamaktadır. Ancak CIR ve EIR değerleri belli mühendislik kriterlerine göre seçilmez ve şebeke kaynakları iyi ayarlanmaz ise şebeke üzerinde "tıkanıklık" oluşabilir, band genişliği sıkışıklıkları yaşanır. Erişim hızı kullanıcının ağa bağlandığı fiziksel hızdır, ortalama hız ise ihtiyacı olan ortalama veri iletim hızıdır. Bir Frame Relay kullanıcısının erişim hızı/ortalama hız oranı ne kadar yüksek olursa servis performansı o kadar yüksek olacaktır (yüksek verim, düşük gecikme) ve kullanıcı, band genişliğini patlamalı trafik gereksinimleri uyarınca daha etkin kullanabilecektir. Ancak şebeke performansı düşünüldüğünde bu oranının 2 ve 4 arasında tutulması tavsiye edilmektedir.
Frame Relay Çerçeve Formatı ve LMI Mesaj Formatı
Frame Relay çerçeve formatı iki açıdan ele alınır.Biri kullanıcı verisinin taşındığı temel Frame Relay protokol formatı diğeri LMI masajlarının gönderildiği çerçeve formatıdır. Temel çerçeve formatındaki alanlar şöyledir;
| 1 | 2 | N | 2 | 1 |
| Başla Bayrağı | Adres Alanı | Veri | FCS | Bitiş Bayrağı |
Çerçevenin başındaki ve sonundaki bayraklar 1 byte uzunluğundadır ve art arda gelen çerçeveleri birbirinden ayırmak için kullanılır. Adres alanındaki 10 bit DLCI(Data Link Connection Identifier) olarak adlandırılır. Ethernetlerde fiziksel teslimat adresi olarak MAC kullanılır. Frame Relay Switch’ler bildiğimiz switch’lere benzemezler. Bu nedenle onlarda MAC adresi bulunmaz. MAC adresi yerine yine unique (tekil) bir numara olan Data Link Connection Identifier (DLCI) kullanılır. Telekom kabloyu çektiği zaman oraya ait DLCI numarasını söyler.) Doğrudan bağlı iki düğüm arasındaki çerçeveler DLCI numarasına dayanılarak aktarılır. Yörüngesi üzerinde başka düğümler olan uçtan uca iki düğüm arasında çerçeve aktarımı yapılırken, DLCI numaraları birbirine doğrudan bağlı düğümler arasında aynı kalmak koşulu ile anahtarlar arasında değişebilir. Örneğin şekilde Adana ile İzmir PVC tanımlamasında görüleceği gibi her ağ cihazı arasında ayrı bir DLCI numarası kullanılmaktadır.
Adres alanındaki 10 bitten geriye kalan 6 bit tıkanma yönetimi ve adres genişletme amaçları için kullanılır. Her DLCI sekizlisinin son biti EA (Extended Address) olarak adlandırılır ve eğer o bit 1 ise içinde bulunduğu sekizlinin son DLCI sekizlisi olduğunu gösterir.
LMI Mesaj Formatı
LMI mesajları kendisi için saklı tutulmuş olan özel DLCI numarası ile gönderilir. LMI mesaj formatı şekildeki gibidir.
| 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | N | 2 | 1 |
| Başla Bayrağı | LMI DLCI | UI | PD | 0 | Mesaj Türü | Veri | FCS | Bitiş Bayrağı |
Hangi Koşullarda Tercih Edilmeli?
Değişken band genişliğine ihtiyaç duyulmasını sağlayacak biçimde düzensiz aralıklarda ve değişken yoğunlukta veri transferi yapılıyorsa, Güvenlik açısından belli oranda risk kaldırılabilirse, Maliyet önemliyse ve özellikle şebeke uç sayısı çok fazlaysa tercih edilmelidir.
Neler Yapılabilir?
Her türlü ses, video ve veri noktadan noktaya taşınabilir, Servis sağlayıcı üzerinden internet bağlantısı yapılabilir.
Ücretlendirilmesi
Frame Relay servisinde ücretlendirme 3 temel parametreye bağlıdır. Bunlar Port hızı, CIR, EIR’dır. Port hızı Frame Relay servisi için kullanılacak devrenin istenildiğinde maksimum kullanılabileceği band genişliğini ifade etmektedir. Yukarıda açıklandığı gibi, CIR (Committed Information Rate) müşterinin talep ettiği ve servis sağlayıcının garanti ettiği minimum band genişliğidir. Taşma band genişliği olarak adlandırılabilecek olan EIR (Excess Information Rate) ise müşterinin CIR değerinden daha fazla band genişliğine ihtiyacı olması durumunda servis sağlayıcının o anki şebekedeki trafik yoğunluğuna bağlı olarak verebileceği ek band genişliğidir. Operatör bu band genişliğini garanti etmez ancak şebeke planlamalarını bu değerlere göre belirleyerek müşterilerinin ihtiyaç halinde maksimum band genişliğini kullanabilmesini sağlar. Yani, kullanıcının kiralaması gereken band genişliği, zaman zaman da olsa gereksinim duyduğu maksimum trafik gereksinimine göre hesaplanır. Ancak kullanıcının gün içinde ihtiyaç duyduğu ortalama band genişliği, bu uç trafik gereksiniminden daha düşük olduğundan, alınan kiralık hat günün bazı saatlerinde verimli kullanılsa da, diğer saatlerde atıl olarak kalır ve kullanıcı, kullanmadığı bu band genişliği için para ödemeye devam eder. Diğer tarafta, bölgelerini kiralık hatlar üzerinden birbirine bağlayan bir kurum, şehirlerarası veya ülkelerarası kiralık hat tarifesi üzerinden ücretlendirilirken, ağa eklenen her bir yeni bölge için, çoklu erişimi sağlamak üzere, bu tarifeler üzerinden bir ya da birden fazla kiralık hat alması gerekebilir. Bu tip bir ağın maliyet giderleri oldukça yüksek olacaktır.