Le relais de trames

Le relais de trames

Le transfert de niveau trame est utilisé classiquement, par exemple dans les réseaux locaux Ethernet ou Token-Ring, pour transporter une trame de bout en bout sans avoir à remonter au niveau paquet dans les nœuds intermédiaires. Pour cela, il est nécessaire que la trame possède une adresse ou une référence permettant de la relayer de nœud en nœud. Les premiers protocoles de la couche liaison, comme HDLC, ne possédaient qu’un champ d’adressage très restreint, indiquant juste l’émetteur ou le récepteur. Avec l’arrivée de l’interface S et du canal D, la norme LAP-D a connu un essor important au cours des années 80. La norme LAP-F a pris sa suite et s’est imposée au travers du relais de trames. L’objectif d’une commutation de niveau trame est d’améliorer les performances de la commutation de niveau paquet, comme X.25, en diminuant le nombre de niveaux de l’architecture à traverser à chaque nœud. En plaçant la commutation au niveau trame de l’architecture, on n’est pas obligé de décapsuler la trame pour retrouver le paquet. En effet, dans un transfert de paquets, on attend de recevoir correctement une trame, avec des retransmissions potentielles, puis on examine le paquet pour déterminer la direction dans laquelle on va l’émettre.

La commutation implique la mise en place d’un circuit virtuel, que nous appelons ici liaison virtuelle puisque nous sommes au niveau 2. Des références placées dans la struc- ture de la trame sont utilisées pour commuter les trames. Si un système de signalisation permet de poser les références à la demande d’un utilisateur, les liaisons virtuelles sont commutées, c’est-à-dire mises en place à la demande de l’utilisateur. Sans signalisation préalable, la liaison virtuelle est permanente, et les références sont posées une fois pour toutes pour toute la période d’abonnement.Dans le relais de trames, les abonnements sont généralement effectués sur une base mensuelle. Ces liaisons permanentes peuvent être considérées comme des liaisons spécialisées, ou circuits, attribuées par un opérateur et mises en place à la demande d’un utilisateur pour aller à un point précis. Les ressources y sont affectées une fois pour toutes, et seules les deux extrémités peuvent les utiliser.Le relais de trames peut être considéré comme un cas particulier de commutation de trames, doté de simplifications supplémentaires permettant de gagner encore en débit. Les simplifications se trouvent principalement dans les algorithmes de reprise sur erreur et dans les contrôles de flux, qui ne sont effectués que dans les points extrémité. Dans le relais de trames, les contrôles d’erreur et de flux sont reportés aux extrémités de la connexion. Cette simplification du travail des nœuds intermédiaires est très importante puisqu’il n’y a plus à mettre en œuvre d’algorithmes complexes. On considère que l’on gagne en performance au moins un ordre de grandeur — multiplication par 10 du débit — pour une puissance d’équipement donnée par rapport à l’équivalent en commutation de paquets. Le débit de base du relais de trames est de 2 Mbit/s contre 64 Kbit/s dans une commutation de paquets de type X.25 avec des nœuds de même complexité.

La normalisation du relais de trames

La commutation de trames et le relais de trames ont été normalisés par l’ANSI et l’UIT-T dans le cadre du RNIS. La recommandation I.122 (Framework for Providing Additional Packet Mode Bearer Services) introduit les éléments de base. La principale recommandation technique se trouve dans le document Q.922 et figure également dans la recommandation I.441 ou dans le document T1.618 de l’ANSI. Elle limite à 2 Mbit/s le débit de cette technique de commutation. Dans les faits, rien n’empêche d’aller beaucoup plus vite. Cette limitation peut s’expliquer par le manque de visibilité à long terme de cette technique au moment de sa normalisation. En effet, la technique de transfert recommandée à l’époque étant l’ATM, le relais de trames n’était envisagé que comme une étape transitoire, capable de combler un trou de quelques années entre la commutation de paquets et la commutation de cellules ATM.Un autre organisme, le Frame Relay Forum, ou FR Forum, a eu un impact important sur le relais de trames. Né du regroupement de quatre constructeurs, DEC, Northern Telecom, Cisco Systems et Stratacom, le FR Forum a surtout repris les recommandations de l’UIT-T, en modifiant parfois quelques éléments mais sans toucher aux principes de base. La différence principale avec la norme réside dans l’utilisation du relais de trames indépendamment du RNIS.