Le document présente le protocole Frame Relay, qui est un protocole de réseau étendu largement utilisé en raison de sa flexibilité et de son coût réduit. Il explique les concepts de circuits virtuels, l'encapsulation des trames, les topologies de réseau et les méthodes de mappage d'adresses. Des descriptions des méthodes de configuration et des protocoles associés comme LMI et ARP inverse sont également fournies.

1. PROTOCOLE FRAME RELAY
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1.CONCEPTS FONDAMENT
AUX DU
PROTOCOLE FRAME RELAY

2. 1.Présentation de Frame Relay
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Frame Relay est devenu le protocole de réseau étendu le plus utilisé au
monde. Son succès dans les grandes entreprises, les gouvernements, les FAI
et les petites entreprises est essentiellement dû à son prix abordable et à sa
flexibilité.
Frame Relay permet de réduire le coût des réseaux par un niveau de
complexité moins élevé, par des exigences en équipement plus faibles et par
une mise en œuvre plus simple. En outre, sa bande passante, sa fiabilité et sa
résilience sont bien meilleures que celles des lignes privées ou louées.
 Le Relais de trames ou Frame Relay est défini pour la seule transmission
de données.
 Solution intermédiaire entreATM et X.25

3.  La technologie Frame Relay dispose des caractéristiques suivantes :
• Destinée pour des équipements numériques haut de gamme et à haut débit.
• Fonctionne au niveau des couches 1 et 2 du modèle OSI.
• Utilise des circuits virtuels dans un environnement commuté.
•Technologie à commutation de paquets,et à accès multiples.
• L’ETTD et l’ETCD sont respectivement généralement le routeur client et le
commutateur de l’opérateur.
• Remplace des réseaux point-à-point, trop coûteux.
• Se base sur l’encapsulation HDLC.
•Utilise le multiplexage pour partager labande passante totale du nuage Frame
Relay
.
 Cette technologie comporte quelques inconvénients,dont :
• Capacité de vérification des erreurs et fiabilité minime (laissées aux
protocoles de couches supérieures).
•Affecte le fonctionnement de certains aspects (Split Horizon, broadcasts,
etc.).
•Ne diffuse pas les broadcasts. Pour en effectuer
,il faut envoyer un paquet à
chaque destination du réseau.
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6. 2.Circuits virtuels
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Le terme circuit virtuel désigne la connexion entre deux ETTD par un
réseau Frame Relay
. De tels circuits sont virtuels du fait qu’il n’existe aucune
liaison électrique directe entre leurs extrémités. La connexion est dite logique
et les données circulent d’une extrémité à l’autre sans circuit électrique les
reliant directement. Grâce aux circuits virtuels, Frame Relay partage la bande
passante entre plusieurs utilisateurs.
Les circuits virtuels peuvent s’établir de deux manières :
• les circuits virtuels commutés (SVC) sont établis de façon
dynamique par l’envoi de messages de signalisation au réseau.
•les circuits virtuels permanents (PVC) sont préconfigurés par
l’opérateur. Notez que dans certaines publications, les circuits virtuels
permanents sont appelés circuits virtuels privés.

7. La figure représente un circuit virtuel entre un nœud émetteur et un
nœud récepteur
. Ce circuit suit le chemin A, B, C et D. Frame Relay crée
un circuit virtuel en établissant la correspondance entre ports d’entrée et
ports de sortie dans la mémoire de chaque commutateur
. Les
commutateurs sont ainsi reliés les uns aux autres jusqu’à ce qu’ils forment
un chemin continu d’une extrémité à l’autre du circuit.
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8. Les circuits virtuels permettent une communication bidirectionnelle entre les
équipements. Les circuits virtuels sont identifiés par des indicateurs de
connexion de liaison de données DLCI (Data Link Connection Identifier ).
Ces indicateurs DLCI sont généralement attribués par le fournisseur de
services Frame Relay (par exemple, la compagnie de téléphone). Les DLCI
Frame Relay ont une signification locale. En d’autres termes, ces valeurs ne sont
pas uniques dans le réseau étendu Frame Relay
.
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9. Dans cet exemple, la trame utilise l’adresse DLCI 102. Elle quitte le routeur
(R1) par le port 0 et le circuit virtuel 102. Au commutateur A, elle quitte le
port 1 par le circuit virtuel 432. Ce processus de mappage des ports se
poursuit dans le réseau jusqu’à ce que la trame arrive à destination à l’adresse
DLCI 201, comme indiqué dans la figure. Le DLCI est stocké dans le champ
d’adresse de chaque trame transmise.
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10. Circuits virtuels multiples
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•Le réseau Frame Relay est statistiquement multiplexé. En d’autres termes, il
ne transmet qu’une trame à la fois, mais un grand nombre de connexions
logiques peuvent coexister sur une même ligne physique.
•Les différents circuits virtuels d’une même ligne physique sont distincts du
fait qu’ils sont identifiés par leur propre DLCI.

11. 3.Encapsulation Frame Relay
La trame Frame Relay est un sous-ensemble du type de trame HDLC.
Le routeur CPE encapsule chaque paquet de couche 3 dans un en-tête et
une queue de bande Frame Relay avant de l’envoyer dans le circuit virtuel.
En particulier
, l’en-tête Frame Relay (champ d’adresse) contient ce qui
suit :
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12. •DLCI : les 10 bits du DLCI constituent l’essentiel de l’en-tête Frame Relay
.
Cette valeur représente la connexion virtuelle entre l’équipement ETTD et
le commutateur
.
•Adresse étendue (EA) : si la valeur du champ EA est 1, l’octet courant est
défini par le dernier octet du DLCI.
•C/R :bit qui suit l’octet DLCI de poids fort dans le champ d’adresse.Le
bit C/R n’est pas défini actuellement.
•Contrôle d’encombrement : contient 3 bits qui contrôlent les mécanismes
de notification d’encombrement de Frame Relay
. Les bits FECN, BECN, et
DE sont les trois derniers bits du champ d’adresse.
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13. 4.Topologie Frame Relay
Topologie en étoile (Hub and Spoke)
La topologie laplus simple d’un réseau étendu est la topologie en étoile,
comme illustrée dans la figure.
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14. Topologie à maillage global
Chaque extrémité est reliée par l’intermédiaire d’un PVC distinct vers chaque
autre destination.
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15. Topologie à maillage partiel
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•Dans le cas de grands réseaux, le maillage global est rarement abordable car le
nombre de liaisons augmente de manière considérable. Il ne s’agit pas d’un
problème de coût en matériel, mais bien de nombre de circuits virtuels dont la
limite théorique est de 1000 par liaison. En pratique, la limite est inférieure à
cette valeur théorique.
•C’est pour cette raison que les grands réseaux ont généralement une
topologie à maillage partiel. Dans le maillage partiel, le nombre
d’interconnexions est plus élevé que dans une disposition en étoile, mais moins
élevé que dans un maillage global. L’arrangement effectif dépend des besoins en
flux de données.

16. 5.Mappage des adresses Frame Relay
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•Pour qu’un routeur Cisco puisse transmettre des données par le protocole
Frame Relay
, la correspondance entre le DLCI local et l’adresse de couche 3
de destination doit être connue. Ce mappage entre adresse et DLCI peut être
réalisé de manière statique ou dynamique.
•Avant de définir ces deux méthodes on définit un protocole appeléARP
inverse qui est utilisé par le mappage dynamique:
ARP inverse
Le protocole de résolution d’adresse inverse (Inverse Address
Resolution Protocol, ARP) obtient les adresses de couche 3 d’autres
stations à partir des adresses de couche 2, comme le DLCI dans les
réseaux Frame Relay
. Ce protocole est principalement utilisé dans les
réseaux Frame Relay et ATM, où les adresses de couche 2 des circuits
virtuels sont parfois obtenues par la signalisation de couche 2.

17. Mappage dynamique
Le mappage d’adresse dynamique s’appuie sur l’ARP inverse pour
résoudre l’adresse de protocole réseau du saut suivant en une valeur DLCI
locale. Le routeur Frame Relay envoie des demandes d’ARP inverse sur son
circuit virtuel permanent pour détecter l’adresse de protocole du
périphérique distant connecté au réseau Frame Relay
.
Le routeur utilise les réponses obtenues pour compléter une table de
mappage d’adresse en DLCI sur le routeur Frame Relay ou sur le serveur
d’accès.
Sur les routeurs Cisco, l’ARP inverse est activé par défaut pour tous les
protocoles activés sur l’interface physique.
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18. Mappage Statique
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L’utilisateur peut décider de remplacer le protocole de résolution inverse
dynamique par un mappage manuel statique entre l’adresse de protocole du
saut suivant et un DLCI local.
 Utilisé dans des situations comme:
•un routeur situé de l’autre côté d’un réseau Frame Relay
, et qui ne prend
pas en charge la résolution dynamique inverse pour un protocole réseau
spécifique.
•un réseau Frame Relay dans une topologie en étoile: Le protocole de
résolution d’adresse inverse se base sur la présence d’une connexion directe
point à point entre deux extrémités,une chose qui n’est pas établie ici.
Pour associer une adresse de protocole de saut suivant à une adresse
de destination DLCI, utilisez la commande : frame-relay map protocol
adresse-protocole dlci [broadcast] [ietf] [cisco].
Utilisez le mot clé ietf si vous vous connectez à un routeur d’une marque
autre que Cisco.

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20. Interface de supervision locale (LMI)
La LMI est essentiellement un mécanisme de test d’activité qui fournit des
informations sur les connexions Frame Relay entre le routeur (ETTD) et le
commutateur Frame Relay (DCE).
Environ toutes les 10 secondes, le périphérique final interroge le réseau
pour obtenir soit une simple séquence de réponses, soit des informations sur
l’état des canaux.
•Si le réseau ne fournit pas les informations demandées, le
périphérique utilisateur peut considérer que la connexion est coupée.
•Si le réseau fournit une réponse à la demande, cette réponse
comprend des informations d’état sur les DLCI attribués à la ligne en
question. Le périphérique final peut utiliser ces informations pour
déterminer si les connexions logiques sont capables de relayer les
données.
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22. Extensions LMI
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Il existe des extensions LMI,qui sont optionnelles :
•Messagesd’état descircuitsvirtuels (Extensionuniverselle):
Signalisation périodique sur les PVC (Nouveaux, supprimés, leur intégrité,
etc.).
•Diffusion multicast (Extension facultative) :Permet ladiffusion des
messages de protocole de routage etARP
,qui doivent être normalement
transmis à plusieurs destinataires.Cela utilise les DLCI 1019 à 1022.
•Adressage global (Extension facultative) :Portée globale des DLCI au
lieu d’être locale.Permet d’avoir un DLCI unique sur le réseau Frame Relay
.
•Contrôle de flux simple (Extension facultative) :Contrôle de flux de
type XON/XOFF, destiné aux unités dont les couches supérieures ne peuvent
pas utiliser les bits de notification de congestion, mais nécessitant un niveau
de contrôle de flux.

23. Identificateurs LMI
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Le champ DLCI de 10 bits permet d’identifier 1024 circuits virtuels :de 0 à
1023.
Il existe plusieurs types d’interfaces LMI, toutes mutuellement
incompatibles. Le type de LMI configuré sur le routeur doit correspondre au
type utilisé par le fournisseur de services. Trois types d’interfaces LMI sont
pris en charge par les routeurs Cisco :
•Cisco :extension LMI d’origine ;
•Ansi (American National Standards Institute):correspondant à la norme ANSI
T1.617 annexe D ;
•q933a :correspondant à la norme ITU Q933 annexeA.
Depuis la version 11.2 du logiciel Cisco IOS, la fonction de détection de
LMI par défaut détecte le type de LMI pris en charge par le commutateur
Frame Relay directement connecté.
Si vous devez définir le type de LMI, utilisez la commande de configuration
d’interface frame-relay lmi-type [cisco |ansi |q933a].Le fait de configurer le
type d’interface LMI désactive la fonction de détection automatique.

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25. Format des trames LMI
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26. • DLCI LMI :DLCI pour les messages LMI.Il est fixé à 1023.
•Indicateur de protocole : Défini sur une valeur précisant
l’interface LMI.
• Type de message :Deux types ont été définis,qui permettent de
vérifier l’intégrité des liaisons logiques et physiques.
oMessage d’état : Emis en réponse à un message de demande
d’état. Message de veille ou message d’état sur chaque DLCI défini
pour la liaison.
o Message de demande d’état.
•Éléments d’information (IE) : Contient un ou plusieurs
éléments d’information d’1 octet chacun, et un ou plusieurs octets
de données.
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27. Utilisation de l’interface LMI et de l’ARP inverse pour le mappage
des adresses
• lorsque R1 se connecte au réseau Frame Relay
, il envoie un message de
requête d’état LMI au réseau.
•Le réseau répond par un message d’état LMI contenant des informations
sur chaque circuit virtuel configuré sur la liaison d’accès.
• Le routeur répète régulièrement cette requête.
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28. • Il envoie un message d’ARP inverse sur chaque circuit virtuel.
•La réponse d’ARP inverse permet au routeur d’inscrire les entrées
nécessaires dans sa table de mappage entre adresses et identificateurs DLCI.
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29. PROTOCOLE FRAME RELAY
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2.CONFIGURATION DE FRAME RELAY

30. 1.Frame Relay de base
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31. Étape 1.Définition de l’adresse IPsur l’interface
Étape 2.Configuration de l’encapsulation
encapsulation frame-relay [cisco |ietf] :
o Mode de configuration d’interface.
o Précise l’encapsulation des trames pour l’interface courante.
oLe paramètre cisco est la valeur par défaut,et est à utiliser si on est
raccordée à un autre équipement Cisco.
oLe paramètre ietf est utile pour se connecter à un dispositif non
Cisco.
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32. Étape 4.Définition du type de LMI (facultatif)
• frame-relay lmi-type {ansi |cisco |q933a} :
o Mode de configuration d’interface.
o La valeur cisco est par défaut.
o Cette commande est àutiliser uniquement pour une version d’IOS
ancienne car
,avec les versions 11.2 et ultérieure, le type de LMI est
détecté automatiquement.
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Étape 3.Définition de la bande passante
• bandwidth {bp} :
o Mode de configuration d’interface.
oPermet de spécifier la bande passante de la liaison sur un ETTD en Kbits/s,
àtitre d’information (Pour un protocole de routage).

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34. 2.Configuration des mappages statiques Frame Relay
• frame-relay map {protocole} {adresse} {dlci} [broadcast] :
o Mode de configuration d’interface.
o Permet de mapper localement une adresse de couche 3 distante avec le
DLCI local par lequel passer pour atteindre cette destination.
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35. Remarque:Utilisation du mot clé « broadcast »
Les réseaux Frame Relay
, ATM et X.25 sont des réseaux à accès multiple
sans diffusion (NBMA, pour « non-broadcast multiple access » en anglais).
Les réseaux NBMA ne permettent le transfert de données que d’un
ordinateur à l’autre sur un circuit virtuel ou au travers d’un périphérique
de commutation. Les réseaux NBMA ne prennent pas en charge le trafic
de type diffusion ou multidiffusion. Un paquet ne peut donc pas atteindre
toutes les destinations. Cette restriction vous oblige à dupliquer les
paquets manuellement pour obtenir la diffusion.
Comme le NBMA ne prend pas en charge le trafic de diffusion, l’utilisation
du mot clé broadcast est une méthode simplifiée de transfert des mises à
jour du routage.
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36. Mr
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37. Mr
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38. PROTOCOLE FRAME RELAY
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3.CONCEPTS AV
ANCES DU PROTOCOLE
FRAME RELAY

39. 1.Résolution desproblèmesd’accessibilité
Découpage d’horizon
Par défaut, un réseau Frame Relay fournit une connectivité de type NBMA
entre deux sites distants. Les nuages NBMA présentent généralement une
topologie en étoile appelée également « Hub and Spoke ».
Malheureusement, un routage élémentaire reposant sur le principe du
découpage d’horizon peut engendrer des problèmes d’accès sur un réseau
Frame Relay de type NBMA.
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40. R1 est connecté à plusieurs circuits virtuels permanents par une même
interface physique. La règle de découpage d’horizon empêche donc R1 de
réacheminer les mises à jour du routage par la même interface physique vers
d’autres routeurs distants situés sur un rayon (R3).
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41. Solutions:
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•La désactivation du mécanisme de découpage d’horizon.T
outefois, seul le
protocole IP permet de désactiver le découpage d’horizon en plus il y a le
problème des boucles de routage.
•Utiliser une topologie à maillage global. En revanche, cette solution est
coûteuse car elle requiert un plus grand nombre de circuits virtuels
permanents.
• La meilleure solution consiste à utiliser des sous-interfaces.

42. Sous-interfaces Frame Relay
Une sous-interface est tout simplement une interface logique
directement associée à une interface physique. Il est donc possible de
configurer une sous-interface Frame Relay pour chaque circuit virtuel
permanent connecté à une interface physique série.
Les paquets reçus sur une interface physique peuvent alors être
réacheminés sur cette même interface, car ils passent par des circuits
virtuels connectés à des sous-interfaces différentes.
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43.  Les sous-interfaces Frame Relay peuvent être configurées en mode point
à point ou multipoint :
sous-interfaces point-à-point
• Une sous-interface par PVC.
• Une attribution statique de DLCI par sous-interface.
• Chaque connexion point-à-point est son propre sous-réseau.
• Chaque interface possède un seul DLCI.
•Split horizon ne fonctionne pas comme on voudrait qu’il fonctionne
dans le principe, car il ne connaît pas le principe de sous-interface, ce
qui veut dire que les mises à jour de routage ne seront pas propagées
vers les autres sous-interfaces.
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44. sous-interfaces multipoints
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y a de PVC
• Une seule sous-interface pour établir plusieurs PVC.
•Autant d’attributions statiques de DLCI qu’il
(Destinataires).
• T
outes les interfaces font partie du même sous-réseau.
• Chaque interface possède son DLCI local.
• Split horizon fonctionne avec ce type de sous-interface.

45. 2.Paiement de Frame Relay
Mr
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Avant de considérer le mode de paiement des services Frame Relay
,il
convient cependant de connaître certains termes essentiels:
•Débit d’accès ou vitesse du port: est le débit auquel les circuits
accèdent au réseau Frame Relay
. Ces débits sont généralement de 56 Kbits/s,
de 1,536 Mbits/s (T1) ou d’un multiple de 56 Kbits/s ou 64 Kbits/s (T1
fractionnée). Les vitesses des ports sont cadencées sur le commutateur Frame
Relay
.
•Débit de données garanti (CIR ou Committed Information
Rate) : les clients négocient ce débit avec leurs fournisseurs de services
pour chaque circuit virtuel permanent. Le CIR est la quantité de données
que le réseau reçoit du circuit d’accès. Le fournisseur de services garantit
que le client peut envoyer des données au débit garanti. Toutes les trames
reçues à un débit égal ou inférieur au CIR sont acceptées.

46.  le client paie les trois éléments de coût Frame Relay suivants :
• Débit d’accès ou vitesse du port
• Circuit virtuel permanent
• Débit de données garanti (CIR)
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47. Rafales
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Comme les circuits physiques du réseau Frame Relay sont partagés entre
les abonnés, il arrive souvent qu’un surplus de bande passante soit
disponible. Frame Relay permet à des clients d’accéder de manière
dynamique à cette bande passante supplémentaire et d’envoyer gratuitement
des « rafales » de données supérieures à leur CIR.
La transmission en rafale permet à des périphériques d’emprunter, sans
frais supplémentaire, de la bande passante à d’autres qui n’en ont pas
besoin temporairement.
Différents termes sont utilisés pour décrire les débits de rafale, comme
le débit garanti en rafale (CBIR ou Committed Burst Information Rate)
et le débit garanti en excès (Be ou Excess Burst).

48. •BE : est utilisé pour décrire la bande passante disponible au-dessus du
CBIR jusqu’au débit d’accès de la liaison. Des trames peuvent être
transmises à ce débit, mais elles sont particulièrement susceptibles d’être
abandonnées.
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•Le CBIR : est un débit négocié en plus du CIR que le client peut utiliser
pour transmettre de courtes rafales. Il permet d’augmenter le débit du trafic
lorsque la bande passante du réseau le permet. En revanche, il ne permet pas
de dépasser la vitesse du port de la liaison.
Les trames transmises à ce débit sont identifiées par le bit d’éligibilité à
la suppression (DE ou Discard Eligible) dans l’en-tête de trame,ce qui
indique qu’elles peuvent être abandonnées en cas d’encombrement ou de
bande passante insuffisante du réseau.

49. Mr
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50. Mr
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51. 3.Contrôle de flux Frame Relay
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Frame Relay réduit la charge de contrôle du réseau par la mise en
œuvre de mécanismes de notification d’encombrement simples plutôt
qu’un contrôle de flux explicite par circuit virtuel. Ces mécanismes de
notification d’encombrement sont:
•FECN (Notification explicite de congestion au destinataire) :
Bit défini dans une trame qui signale à l’unité réceptrice de lancer des
procédures de prévention de congestion.
•BECN (Notification explicite de congestion à la source) : Idem
mais pour l’unité source. Un routeur recevant cette notification réduira
le débit de transmission de 25%.

52. Mr
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53. Mr
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54. Mr
.OUZAOUIT 54

55. PROTOCOLE FRAME RELAY
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4.CONFIGURATION AV
ANCÉE DU FRAME
RELAY

56. 1.Configuration des sous-interfaces Frame Relay
Mr
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• interface serial {numéro.sous-numéro} {multipoint |point-to-point} :
o Mode de configuration globale.
o Permet de passer dans le mode de configuration de la sous-interface
souhaitée.
oLe paramètre multipoint ou point-to-point définit le type de sous-interface
utilisée.
o Il faut utiliser multipoint si on veut que le routeur envoie les broadcast et les
mises à jour de routage qu’il reçoit.
• frame-relay interface-dlci {dlci} :
o Mode de configuration de sous-interface.
o Affecte un DLCI pour la sous-interface courante.

57. Mr
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58. 2.Vérification du fonctionnement Frame Relay
le type de LMI ;
le DLCI de la LMI ;
le type d’ETTD/DCE Frame Relay
.
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59. Mr
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60. Mr
.OUZAOUIT 60

61. • frame-relay inverse-arp {protocole} {dlci} :
o Mode de configuration d’interface.
oActive larésolution d’adresse inverse pour le protocole de couche 3
indiqué en paramètre.
o Cette résolution est active par défaut.
Utilisez la commande show frame-relay map pour afficher les entrées de
mappage actuelles,ainsi que des informations sur les connexions.
Mr
.OUZAOUIT 61

62. Pour supprimer les mappages Frame Relay créés de façon dynamique à
l’aide de la résolution d’adresse inverse,utilisez la commande
clear frame-relay-inarp.
Mr
.OUZAOUIT 62

63. 3.Dépannage de configuration Frame Relay
Utilisez la commande debug frame-relay lmi pour déterminer si le
routeur et le commutateur Frame Relay envoient et reçoivent correctement
les paquets LMI.
Mr
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64. Lorsqu’une ARP inverse est demandée, le routeur met à jour sa table de
mappage en utilisant trois états de connexion LMI possibles. Ces états sont :
« active »,« inactive » et « deleted ».
•L’état « ACTIVE » indique un circuit qui fonctionne de bout en bout (de
ETTD à ETTD).
•L’état « INACTIVE » indique une connexion au commutateur (ETTD ou
DCE) sans qu’un ETTD ait été détecté à l’autre extrémité du circuit virtuel
permanent. Cette situation peut se produire en cas de configuration
résiduelle ou incorrecte sur le commutateur
.
•L’état « DELETED » indique que l’ETTD est configuré pour un DLCI que le
commutateur ne reconnaît pas comme valide pour cette interface.
Mr
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