Protokol Frame Relay

Protokol Frame Relay
Frame-Relay merupakan salah satu protocol WAN yang bekerja pada transmisi packet data antar perangkat seperti DTE dengan DCE. Sama halnya dengan protocol x.25, Frame-Relay salah satu pengembangan dari teknologi packet switching yakni suatu teknologi WAN disamping Circuit Switching (ISDN) dan Cell Circuit untuk ATM.
Protokol ini bekerja pada lapisan Fisik dan Data Link pada model referensi OSI. Protokol Frame Relay menggunakan struktur Frame yang menyerupai LAPD, perbedaannya adalah Frame Header pada LAPD digantikan oleh field header sebesar 2 bita pada Frame Relay.
Inti dari Frame-Relay adalah suatu transmisi packet diubah dalam bentuk frame yang masing-masing frame memiliki header packet dan payload. Seperti pada header IP, untuk frame header ditambahkan header frame-relay pada IP. Akan tetapi berbeda untuk transmisi LAN, pada transmisi frame-relay tidak menyertakan alamat sumber dan tujuan pada header IP nya. Hal dilakukan pada saat koneksi terjadi ( untuk PVC ) dan saat call setup ( untuk SVC ) hasilnya DLCI akan mengidentifikasi VC sebagai suatu koneksi yang akan dilalui. Header packet Frame-relay terdapat Flag, DLCI, Comment/Response flag, Congestion Information, EA, Payload, Frame Check Sequence dimana masing-masing memiliki tugas berbeda-beda untuk transmisi suatu frame data.
Keuntungan Frame Relay
Frame Relay menawarkan alternatif yang menarik untuk kedua saluran yang berdedikasi dan jaringan X.25 untuk menghubungkan LAN ke jembatan dan router. Keberhasilan protokol Frame Relay didasarkan pada dua faktor yang mendasari berikut:
• Karena sirkuit virtual mengkonsumsi bandwidth hanya ketika mereka data transportasi, sirkuit virtual yang dapat eksis secara bersamaan di sebuah saluran transmisi yang diberikan. Selain itu, masing-masing perangkat dapat menggunakan lebih dari bandwidth yang diperlukan, dan dengan demikian beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi.
• Peningkatan keandalan jalur komunikasi dan meningkatkan kecanggihan penanganan kesalahan pada akhir stasiun memungkinkan protokol Frame Relay untuk membuang frame yang salah dan karena itu menghilangkan kesalahan-memakan waktu proses penanganan.
Kedua faktor membuat Frame Relay pilihan yang diinginkan untuk transmisi data, namun mereka juga mengharuskan pengujian untuk menentukan bahwa sistem tersebut berfungsi dengan baik dan data tidak hilang.
Frame Relay Struktur
Standar untuk protokol Frame Relay telah dikembangkan oleh ANSI dan CCITT secara bersamaan. Spesifikasi LMI terpisah pada dasarnya telah dimasukkan ke dalam spesifikasi ANSI. Pembahasan berikut struktur protokol termasuk poin utama dari spesifikasi ini.
Frame Relay struktur rangka didasarkan pada protokol LAPD. Dalam struktur Relay Frame, frame header berubah sedikit berisi Data Link Connection Identifier (DLCI) dan bit kemacetan, di tempat alamat normal dan bidang kontrol. Frame Relay ini header baru adalah 2 byte panjang dan memiliki format berikut:

Frame Relay struktur header
Flags
Membatasi awal dan akhir suatu frame. Nilai field ini selalu sama dan dinyatakan dengan bilangan hexadesimal 7E atau 0111 1110 dalam format biner. Untuk mematikan bilangan tersebut tidak muncul pada bagian frame lainnya, digunakan prosedur Bit-stuffing dan Bit-destuffing.
DLCI
Data Link Connection Identifier (DLCI), terdiri dari 10 bita, bagian pokok dari header Frame Relay dan merepresentasikan koneksi virtual antara DTE dan Switch Frame Relay. Tiap koneksi virtual memiliki 1 DLCI yang unik.10-bit bidang DLCI merupakan alamat frame dan berkaitan dengan suatu PVC.
C / R
C/R, menentukan apakah frame ini termasuk dalam kategori Perintah (Command) atau Tanggapan (Response)
EA
Extended Address (EA), menambah kemungkinan pengalamatan transmisi data dengan menambahkan 1 bit untuk pengalamatan
FECN
FECN (Forward Explicit Congestion Notification), indikasi jumlah frame yang dibuang karena terjadinya kongesti di jaringan tujuan
BECN
BECN (Backward Explicit Congestion Notification), indikasi jumlah frame yang mengarah ke switch FR tersebut tetapi dibuang karena terjadinya kongesti di jaringan asal
DE
Discard Eligibility, menandai frame yang dapat dibuang jika terjadi kongesti di jaringan
Informasi
Bidang Informasi ini mungkin termasuk protokol lain di dalamnya, seperti X.25, IP atau SDLC (SNA) paket.

Kemacetan eksplisit Pemberitahuan (ECN) Bits
Ketika jaringan menjadi padat ke titik yang tidak dapat memproses data transmisi yang baru, ia mulai membuang frame. Ini frame yang ditransmisikan ulang dibuang, sehingga menyebabkan kemacetan lebih. Dalam upaya untuk mencegah situasi ini, beberapa mekanisme telah dikembangkan untuk memberitahu pengguna perangkat di mulai dari kemacetan, sehingga beban yang ditawarkan dapat dikurangi.
Dua bit dalam header Frame Relay digunakan untuk sinyal perangkat pengguna yang sedang terjadi kemacetan pada baris : Mereka adalah Forward Explicit Congestion Pemberitahuan (FECN) bit dan Backward Explicit Congestion Pemberitahuan (BECN) bit. The FECN diubah menjadi 1 sebagai sebuah frame dikirim hilir menuju lokasi tujuan ketika kemacetan terjadi selama pengiriman data. Dengan cara ini, semua node hilir dan pengguna perangkat terpasang belajar tentang kemacetan di telepon. The BECN berubah menjadi 1 dalam rangka perjalanan kembali ke sumber data transmisi pada jalur di mana kemacetan terjadi. Jadi node sumber diberitahu untuk memperlambat transmisi sampai kemacetan reda.

Dengan bit kemacetan ditetapkan berdasarkan nilai DLCI
Prinsip kerja Frame-relay pada Transmisi packet data
1. Aliran data pada dasarnya pengarahannya berbasis pada header yang memuat DLCI sebagai jalur pada tujuan suatu Frame. Jika suatu jaringan mempunyai masalah yang menangi frame tersebut baik yang disebabkan masalah jaringan maupun kemacetan terjadi maka frame tersebut akan dibuang.
2. Frame-Relay membutuhkan laju kesalahan yang rendah (low error rate) untuk mencapai hasil kerja baik. Suatu jaringan tidak dapat melakukan koreksi masalah terhadap jaringan, maka frame-relay butuh protocol diatas nya melakukan koreksi kesalahan tersebut untuk menjaga suatu frame yang akan ditansmisikan.
3. Koereksi kesalahan yang dilakukan protocol-protocol lapisan lebiih tinggi tidak akan efektif ditinjau dari segi penundaan pemrosesan packet data yang memakan delay waktu. Maka dari itu suatu jaringan harus meminimumkan pembungan suatu frame.
Pemulihan oleh Protocol pada lapis yang lebih tinggi
Bagaimana sebuah protokol pada lapisan yang lebih tinggi memulihkan dari hilangnya sebuah frame? Ia menjaga jalur urutan dari urutan angka-angka berbagai frame yang dikirim dan diterimanya. Suatu kode balasan atau tanda terima (acknowledgements) dikirim untuk memberitahukan kepada sisi pengirim, nomor-nomor frame mana yang telah diterima dengan baik. Jika suatu urutan nomor hilang, sesudah menunggu selama periode waktu istirahat, sisi penerima akan meminta suatu transmisi ulang. Dengan demikian piranti di kedua sisi tersebut menjamin bahwa semua frame pada akhirnya diterima tanpa kesalahan. Fungsi ini terjadi pada lapisan 4 (Transport layer), dalam protokol-protokol seperti TCP/IP dan Lapisan Transport (level 4) OSI. Sebaliknya, jaringan X.25 membentuk fungsi ini pada lapisan 2 dan 3, dan terminal-terminal akhir (endpoint) tidak perlu menduplikasi fungsi tersebut dalam lapisan 4. Sebuah frame yang hilang akan menghasilkan transmisi ulang semua frame yang tak ada pemberitahuannya bahwa ia telah sampai.
Pemulihan seperti ini memerlukan siklus ekstra dan memori dalam komputer-komputer di terminal akhir, ia menggunakan lebarpita jaringan tambahan untuk mentransmisi ulang frame-frame. Akibat paling buruk dari kondisi ini adalah menyebabkan tundaan yang besar bagi waktu istirahat pada lapisan yang lebih tinggi, yakni waktu yang dipakai untuk menunggu frame tersebut untuk datang sebelum menyatakannya sebagai frame yang hilang, serta waktu yang dipakai untuk melakukan transmisi ulang. Oleh sebab itu walaupun lapisan yang lebih tinggi dapat memulihkan ketika pembuangan terjadi, faktor terbesar yang menyumbang kinerja keseluruhan dari sebuah jaringan adalah kemampuan dari jaringan tersebut untuk meminimumkan terjadinya pembuangan frame.
Interkoneksi LAN menggunakan Frame-relay Service
FRS(Frame-relay Service) memiliki banyak kegunaan untuk teknologi interkoneksi LAN. Pertama keuntungan tradisional dari packet switching pada FRS, koneksi fisik jaringan tunggal memotong pembiayaan hardware dan jalur, bandwidth on-demand mensupport pola traffic yang bursty, dan proses charges hanya terjadi saat proses transfer data. Keuntungan lain frame-relay tidak berpengaruh terhadap jarak tidak seperti koneksi LAN yang sangat bergantung pada jauh dekat koneksi terjadi. Perkembangan teknologi Frame-Relay merupakan yang paling berkembang diantara teknologi lain nya dan semakin banyaknya perusahaan bisnis memakai frame-relay sebagai suatu layanan komunikasi data yang hemat biaya dan lebih efisien.
Sirkuit Virtual

2 jenis sirkit dalam Frame Relay: Switched Virtual Circuit dan Permanent Virtual Circuit
Frame pada Frame Relay dikirimkan ke tujuannya dengan menggunakan sirkit virtual (jalur logikal dalam jaringan). Sirkit Virtual ini bisa berupa Sirkit Virtual Permanen (Permanent Virtual Circuit / PVC), atau Sirkit Virtual Switch (Switched Virtual Circuit / SVC).
Permanent Virtual Circuit (PVC)
PVC adalah koneksi yang terbentuk untuk menghubungkan 2 peralatan secara terus menerus tanpa memperhitungkan apakah sedang ada komunikasi data yang terjadi di dalam sirkit tersebut. PVC tidak memerlukan proses pembangunan panggilan seperti pada SVC dan memiliki 2 status kerja:
1. Data Transfer, pengiriman data sedang terjadi dalam sirkit
2. Idle, koneksi antar titik masih aktif tapi tidak ada data yang dikirimkan dalam sirkit
Switched Virtual Circuit (SVC)
SVC adalah koneksi sementara yang terbentuk hanya pada kondisi dimana pengiriman data berlangsung. Status-status dalam koneksi ini adalah:
1. Call Setup, hubungan antar perangkat sedang dibangun
2. Data Transfer, data dikirimkan antar perangkat dalam sirkit virtual yang telah dibangun
3. Idle, ada koneksi aktif yang telah terbentuk, tetapi tidak ada data yang lewat di dalamnya
4. Call Termination, pemutusan hubungan antar perangkat, terjadi saat waktu idle melebihi patokan yang ditentukan
Antarkerja Frame Relay dengan ATM
Layanan saling dukung atau antarkerja (interworking) antara Frame Relay dan ATM sedang menjadi topik hangat di Amerika Serikat, di mana permintaan akan layanan Frame Relay masih terus tumbuh mencapai angka lipat tiga. Layanan antarkerja ini menawarkan keuntungan yang jelas baik bagi para penyedia layanan maupun para pelanggan mereka. Para penyedia layanan komunikasi yang dapat menghubungkan situs jaringan Frame Relay dengan situs jaringan ATM secara transparan tentunya memiliki kans penjualan yang lebih mudah untuk kedua tipe layanan tersebut. Dalam kasus-kasus tertentu, para pelanggan kelompok korporasi (kelompok jaringan bisnis dalam suatu firma, industri atau perusahaan besar) menghindari penggantian sirkit sewa mereka dengan Frame Relay. Hal ini disebabkan kecepatan yang relatif masih dipandang rendah pada Frame Relay, yakni umumnya 56kbps untuk hubungan ke tempat-tempat yang jauh, sementara koneksi- koneksi pada sisi sentral menggunakan akses T1 (1,544Mbps). Di lain pihak, fakta menunjukkan bahwa, perusahaan-perusahaan besar tidak membutuhkan koneksi ATM kecepatan tinggi (tentunya dengan biaya yang tinggi pula) yang menyebar ke kantor-kantor cabang mereka. Di sinilah layanan antarkerja memberikan solusi terbaik dari kedua masalah tersebut; Frame Relay kecepatan rendah (dan hemat biaya) ke kantor-kantor cabang, dengan akses ATM kecepatan tinggi ke lokasi kantor pusat.
Pendekatan campuran ini tentunya banyak menarik minat perusahaan-perusahaan yang telah menggunakan layanan Frame Relay. Para pengguna Frame Relay umumnya membangun jaringan mereka dalam konfigurasi Star, dengan banyak tempat atau lokasi yang jauh-jauh yang kemudian mengumpan ke sebuah sentral. Jika perusahaan- perusahaan ini kemudian menambah lebih banyak kantor cabang ke jaringan mereka, plafon lebar pita Frame Relay T1 memberikan suatu masalah yang besar bagi sisi sentralnya. Dengan antarkerja layanan, para pelanggan dapat bermigrasi dari Frame Relay ke ATM pada basis lokasi ke lokasi, yang tentunya lebih hemat biaya daripada menghadapi perpindahan teknologi. Pendekatan evolusioner ini juga memberikan kepada para penggunanya suatu kesempatan untuk menekan biaya investasi yang lebih besar dalam teknologi Frame Relay.