Дистанционное обучение с применением FRAME RELAY
Authors: Васильев Константин Юрьевич , Авраменко Анатолий Сергеевич , Шаповалова Анна Сергеевна 
Published: March 2022

Организационные аспекты дистанционного обучения рассматривались немало: во многих работах были затронуты вопросы применения различных сетевых протоколов и Internet технологий. Наиболее распространенными и удобными оказались методы, использовавшие в своем базисе Internet страницы [1].Как правило, такие Internet ресурсы содержат теоретические материалы, примеры решения некоторых задач, практическую часть и систему оценивания [2]. Эти Internet страницы можно использовать внутри вузов, ограниченных внутренней компьютерной сетью и не имеющих выход в Internet.В случае, если необходимо проведение дистанционного обучения с группой людей или требуется провести дистанционный форум между двумя вузами, будет эффективным использование технологии Frame Relay (FR).Именно протокол FR способен отвечать многим предъявляемым условиям и требованиям.Технология FR создавалась в первую очередь для обеспечения взаимодействия удаленных локальных вычислительных сетей (ЛВС). В качестве средства передачи трафика ЛВС она стала эффективной альтернативой сетям X.25, ISDN (Integrated Services Digital Network) и арендованным линиям. Основное назначение FR – концентрация (мультиплексирование) в одном канале связи нескольких потоков данных, в первую очередь потоков, имеющих неравномерный характер, например, трафика ЛВС. Кроме того, FR можно применять и при передаче оцифрованной речи, видеоинформации и других, критичных к временным задержкам типов трафика, т. е. на базе FR можно строить сети с интеграцией услуг. FR отличается малым временем задержки при передаче информации через сеть, высокими скоростями передачи, «высокой степенью связности» («high connectivity»), эффективным использованием полосы пропускания [3], что особенно важно при дистанционном обучении.Сети пакетной коммутации X.25 позволяют удаленным устройствам устанавливать соединения друг с другом через высокоскоростные цифровые каналы без затрат на аренду собственных линий. Пакетная коммутация – это техника, посредством которой сеть перенаправляет индивидуальные пакеты HDLC данных между различными пунктами назначения, базирующаяся на адресации в пределах каждого пакета.ISDN – это цифровая сеть, которая обеспечивает интегрированное обслуживание, т.е. позволяет передавать голос, данные и даже видео по одной сети. Иными словами, вместо трех различных систем – телефонной сети, выделенных линий для передачи данных и кабельного телевидения – достаточно одной.Главное отличие FR (кадровая ретрансляция) от других родственных протоколов заключается в том, что передаваемые пакеты данных, называемые кадрами, содержат минимальный объем служебной информации, а функции коррекции ошибок возлагаются на оконечное пользовательское оборудование. Тем самым, достигается существенное уменьшение задержки передачи пакетов, увеличение производительности сети и, как следствие, повышение гарантии качества предоставляемых сетевых услуг [4].Рассмотрим одно из достоинств FR – распараллеливание.На рисунке 1 показаны два типа ЛВС. Кольцевая схема (а) является наиболее простой и распространенной. Ячеистая топология сети FR (б) позволяет увеличить поток данных в сети.Рисунок 1 – а) кольцевая схема сети; б) ячеистая схема сети На рисунке 2 изображен еще один вариант структуры сети – радиальный (а), а также представлен переход от него к ячеистой топологии (б). Рисунок 2 – а) радиальная структура; б) ячеистая топология сети Рассмотрим случай выхода из строя линии связи ЛС2 и оценим возможности каждой из структур. При кольцевой реализации узел У3 не останется без связи, но значительно снизится скорость доступа и возникнет угроза перегрузки канала. При радиальной схеме связи с У3 вообще не будет. А для ячеистой структуры такого рода авария практически никак не отразится на связи с У3: трафик не значительно увеличится, и пользователи не заметят никаких сбоев.Для иллюстрации выше сказанного приведен листинг расчетов в математическом пакете Maple максимального потока данных для радиальной и ячеистой топологии сети (см. листинг). Листинг на Maple.> restart;> with(networks):> new(Grad):> addvertex(r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,Grad); > addedge([[r1,r2],[r2,r3],[r3,r4],[r1,r5],[r1,r6], [r6,r7]],weights=[3,6,2, 5,4,1],Grad); > draw(Linear([r1],[r2,r5,r6],[r3,r7],[r4]), Grad); > flow(Grad,r1,r4,eset,comp); > eset; > comp; > new(Gcel):> addvertex(c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,Gcel); > addedge([[c1,c2],[c2,c3],[c3,c4],[c5,c4],[c1,c5], [c1,c6],[c6,c7],[c7,c4],[c5,c6],[c5,c2],[c7,c3], [c5,c7],[c2,c7]], weights=[3,6,2,1,5,4,1,6,4,2,3,2,1],Gcel); >draw(Linear([c1],[c2,c5,c6],[c3,c7],[c4]), Gcel); > flow(Gcel, c1, c4, esetC, compC); > esetC; > compC; Из расчетов следует, что при переходе к ячеистой топологии увеличивается величина потока в сети, что особенно важно при передаче больших объемов информации при дистанционном обучении. Таблица 1 – Сравнение технологий по некоторым параметрам ПараметрISDNX.25FRВыделение фиксированной полосы под вызов+––Виртуальные каналы–++Высокая степень готовности+–+Малая величина задержки+–+Высокая эффективность использования канала––+Возможность масштабирования–++Низкая стоимость использования канала––+Преимущества технологии FR наглядно проиллюстрированы данными таблицы 1, где «+» указывает наличие, а «–» отсутствие соответствующего свойства. Рисунок 3 – Схема организации связи между сетями с помощью протокола FRПримером организации сети передачи данных в протоколе FR может служить схема, изображенная на рисунке 3, где Т1, ТN – телефоны; K1, K2, KN – компьютеры; МАТС – мини АТС.В заключение можно сделать вывод о явных преимуществах протокола FR. FR – универсальное средство для организации связи при проведении дистанционного обучения.