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28/09/2004 1.1 Présentation Ces transparents ont Ces transparents ont é é t t é é é é crits par Jean Pierre RIOUAL crits par Jean Pierre RIOUAL jprioual jprioual @iutsm.univ @iutsm.univ - - rennes1.fr rennes1.fr Frame Relay 1°partie

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28/09/2004 1.1

Présentation

Ces transparents ont Ces transparents ont ééttéé éécrits par Jean Pierre RIOUALcrits par Jean Pierre [email protected]@iutsm.univ--rennes1.frrennes1.fr

Frame Relay1°partie

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28/09/2004 1.2

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28/09/2004 1.3

Objectifs de la formation

Présenter le protocole Frame Relay et les protocoles associés

Présenter et décrire quelques échanges

Présentation les concepts de base des réseaux FR

Préparer à l'intégration d'équipements dans les réseaux FR

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28/09/2004 1.4

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28/09/2004 1.5

Plan de la formation

Contexte des réseaux d’entreprise

• Evolution des réseaux étendus

• Présentation des différents services

Rappel HDLC / X.25

• Niveau physique

• Niveau liaison

• Niveau réseau

Introduction au Frame Relay

• Transfert de données

• Règles de gestion du trafic

Signalisation Frame Relay• Etude du protocole LMI

• Structure des trames

• Exemples d’échange

Performance des applications réseaux• Adaptation des réseaux IP aux applications

• Priorités des flux

• Encapsulation XOT

• Installation de routeurs sur FR

Synthèse

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28/09/2004 1.6

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28/09/2004 1.7

Contexte des réseaux d'entreprises

Evolution des réseaux étendus Une connectivité permanente est nécessaireLa demande en débit double tous les 6 mois

Présentation des différents servicesOffres disponibles sur le territoireÉvolution de la tarification

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28/09/2004 1.8

L’offre France Telecom en transmission de données

L’offre en transmission de données est dominée par trois services• TRANSFIX : liaisons spécialisées numériques• TRANSPAC : X.25, FR, VSAT, IP• FT : ADSL, RNIS, RTCP, ATM/SDH, INTERLAN, INTERSAN

D’autres alternatives sont disponibles au plan international • AT&T, Unisource , Equant, Cable & Wireless, ...

D’autres alternatives seront disponibles au plan national • Cegetel, Siris, Colt, Completel...

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28/09/2004 1.9

L’offre France Telecom en transmission de données

France Telecom propose le service téléphonique analogique & numérique• Accès analogiques : RTCP (BP 3,1 Khz )• Accès de base RNIS: 144 Kbps (2 canaux B 64 K, un canal D 16 K)• Accès primaire RNIS: 2,048 Mbps (15 à 30 canaux B, un canal D 64 K)• Le coût mensuel est basé sur le type d’accès, la durée et sur la distance

TRANSFIX propose un service de liaisons spécialisées numériques• Débit nominal hauts débits : 64 Kbps à 2,048 Mbps • Débit nominal très hauts débits : 8 à 34 Mbps• Le coût forfaitaire mensuel est basé sur le débit et sur la distance

Offre sur mesure Haut Débits• ATM : Débit nominal : 155- 622 Mbps, 2.5Gbps• InterLAN Ethernet : 10/100/1000 Mbps

L’offre ADSL• Nettissimo 1/2: Orienté grand public/ PME, débit nominal 512/1024 Kbps• Turbo DSL / SDSL: Offre aux entreprises, débit nominal 1,2 - 2 - 4 Mbps• Le coût forfaitaire mensuel est basé sur le débit et sur la distance

TRANSPAC propose un service X25, FR, IP, VPN-MPLS• Basé sur les supports physiques disponibles • Coût basé sur le débit et sur le volume, tend vers le forfait.

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28/09/2004 1.10

Motivations pour le Frame Relay

Besoins de réseaux de transport à haut débit de donnéesLes LAN fonctionnent à des débits compris entre 10 Mbps et 10 GbpsL’interconnexion des LAN est nécessaire

Les solutions antérieures ne sont pas satisfaisantesles liaisons spécialisées sont coûteusesles débits X25 généralement faibles amènent des délais de transit importants, et variables

Les services supports des réseaux numériques sont plus performantstaux d'erreurs faibles 10-8

support de débits importants en transmission et commutation Interconnexion avec des Réseaux FR et ATM

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28/09/2004 1.11

Evolutions des réseaux en technologie FR

L’apport de la technologie FRHauts débits 64K – 8 Mbps Délais de transit courts ~ 50 ms (national) à 200 ms (international)

Architecture cibléeInterconnexion de réseaux locauxInterconnexion d’équipements en environnement IBM/SNAMigration de réseaux LS et X.25Transport de la voix et de la vidéoApplications de réseaux fédérateurs multiprotocoles

Type de traficAdapté aux applications à trafic sporadiquesConvenable pour le transfert de fichiers haut débitConvenable pour les applications de type transactionnel

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28/09/2004 1.12

Evolution du marché Frame Relay

Marché Frame Relay en France

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

MF F

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28/09/2004 1.13

Services FR offerts par les opérateurs

EQUANTPrésence dans 220 payscouverture FR de 57 paysOffre basée sur des commutateurs NORTEL

IBMOffre basée sur des commutateurs ATM IBM 2220

UNISOURCEOffre basée sur des commutateurs Statacom IPXpasserelle NNI avec opérateurs du consortium Unisource

MCIOffre basée sur des commutateurs Bay Networks

AT&T couverture de 34 pays (Concert)Offre basée sur des commutateurs Statacom IPX

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28/09/2004 1.14

Tarification

Un forfait d’installation

Coût de la boucle d’accès du premier nœud Habituellement un abonnement mensuel basé sur la distance Habituellement au même tarif qu’une Ligne Louée à 56/64 Kbps

Coût du port de connexion Habituellement un coût mensuel basé sur 56/64 Kbps ou N x 56/64

Coût du CVP et du CIR Chaque fournisseur de service a sa méthode

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28/09/2004 1.15

Eléments de prix du relais de trames1. Boucle Locale d’accès: ligne louée de 64 Kbps à 2,048 Mbps 2. Port de connexion: Port à débit dédié3. Committed Information Rate: mesure basée sur la durée d’une salve de paquets au

débit de la liaison d’accès 4. Circuit Virtuel Permanent: (DLC) Connexion définie entre deux extrémités5. Distance: distance à vol d’oiseau entre les POP (Points of Presence)

ATM

CVP LS

FR UNI

FR UNI

FRAME RELAY

LS

1-2 3-4-5 1-2

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28/09/2004 1.16

Avantages du Frame Relay

Convient tout particulièrement aux conceptions des protocoles des LANTaille de trame variable jusqu’à 4096 octetsMoins d’une trame sur 10 000 perdue

La séquence de trames est préservée sans duplicationPas parfait—pas de mécanisme de diffusion et délai de propagation important

Bande passante à la demandeSeule la bande passante nécessaire est facturée (CIR)Le CIR peut être dépassé si le réseau n’est pas saturéDe multiples connexions simultanées peuvent dynamiquement gérer la même liaison d’accès

Interface facile à implémenterPas de temporisateurs, compteurs, ou de numéros de séquences à maintenirL’utilisation du processeur est minimaleLe résultat est de la performance élevée à un prix raisonnable

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28/09/2004 1.17

Compromis avec le Frame RelayDéfinition du CIR (Committed Information Rate)

Certains opérateurs veulent fournir une moyenne pendant de courtes périodes de temps (x 100 ms)Or les pointes de trafic des LAN durent typiquement quelques secondes

Nécessite des liaisons d’accès de qualité numériquePas disponible dans tous les paysPas disponible sur tous les sites

Le contrôle de la congestion et des CVC évolue encorePeut nécessiter la mise à niveau du logiciel et du matériel L’état de l’art actuel ne propose pas de contrôle de flux

L’interopérabilité entre les fournisseurs de services peut poser des problèmes

Nécessite que tous les utilisateurs s’abonnent au même opérateurFournit des îlots de connectivité

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28/09/2004 1.18

Service Level AgreementDéfinition de la QOS d’un service offert

Certains opérateurs différencie la qualité de service selon l’offreOffre Gold, Silver…GTR 2 – 4 – 8 – 24 h

Eléments d’appréciation du SLAFrame Transfer DelayFrame Delivery RatioData Delivery RatioService Availability

Domaine de mesure End to End : inclus l’interface du client, premier bit sorti, dernier bit entréEdge to Edge : Exlus le débit de l’interface, dernier bit entré, premier sortiEdge to Edge Egress-queue : exlusion du débit de l’interface client et des files d’attente en sortie vers le client

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28/09/2004 1.19

Exemple d’engagement sur SLA

Causes probables du non respect du SLA• Frame Transfer Delay: mauvais dimensionnement de bout en bout• Frame Delivery Ratio : Congestion, CRC Erroné, trafic > AIR• Data Delivery Ratio : Saturation des files d’attente• Service Availability : pb liaisons, switch, configuration

FTD ms9h-19h

FTD ms 19h-9h

FDR %CIR

DDR %CIR

30 99,9599,899,5

60

SA %PVC

Régional

150

2540150

99,99 99,9National 99,9 99,5

International 99,5 95

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28/09/2004 1.21

Plan de la formation

Contexte des réseaux d’entreprise

• Evolution des réseaux étendus

• Présentation des différents services

Rappel HDLC / X.25

• Niveau physique

• Niveau liaison

• Niveau réseau

Introduction au Frame Relay

• Transfert de données

• Règles de gestion du trafic

Signalisation Frame Relay• Etude du protocole LMI

• Structure des trames

• Exemples d’échange

Performance des applications réseaux• Adaptation des réseaux IP aux applications

• Priorités des flux

• Encapsulation XOT

• Installation de routeurs sur FR

Synthèse

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28/09/2004 1.22

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28/09/2004 1.23

Comparaison des protocoles X.25 et FR

Modèle OSI

Application

Présentation

Session

Transport

Réseau

Liaison

Physique1

2

3

4

5

6

7

Protocole X.25

X.25

LAPB

Physique

Protocole FR

LAPF

Physique

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28/09/2004 1.24

X.25

Organiser sur trois niveauxNiveau 1: Interfaces communes

• X21bis: V24/V28, V35, V11• X21: V11

Niveau 2: Echange de trames LAPB• Mode DTE/DCE• Fenêtre Trame: K modulo 8• Temporisateurs : T1, T2

Niveau 3: Echange de paquets• Adresse réseau• Fenêtre paquet : W Modulo 8• Longueur paquet 128, 256• Facilités : Taxation, GFA, Contrôle de flux, Classe de débit

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28/09/2004 1.25

Accès physique V35 V11

Plusieurs types d'interfaces sont disponibles

Accès <= 64Kbps = V35, V36• Connecteur ISO 2593• Débits 48-56-64-128-144 Kbps• 34 broches, distance < 15 m

Accès >64Kbps = X21, ou X24/V11• Connecteur ISO 4509• mâle coté terminal, femelle coté modem• 15 broches, débits 0-10 Mbps, distance < 2000m• Circuits électriques équilibrés, double courant

asymétrique

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28/09/2004 1.26

Accès physique V24 V28

Accès asynchrone <= 115,2 Kbps• Connecteur ISO 2110• Débits 50 bps 1,2-2,4-4,8-9,6-19,2-38,4-57,6-115,2 Kbps• 25 broches, distance < 15 m, ( < 50 m si écran et blindage)• Circuits électriques en mode commun

Accès Synchrones <= 19,2 Kbps• Signaux horloges supplémentaires• Télébouclages V54

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28/09/2004 1.27

HDLC: High-Level Data Link Control

Norme internationale ISO• Protocole orienté-bit, transparent au codage de l’information

Tous les protocoles de liaisons séries synchrones sont dérivés de HDLCPlusieurs variations existent pour le support

• Des liaisons point à point• D’X.25 : LAP, LAP A, LAP B, LAP X• Du RNIS : LAP D• Du FR : LAP F• Des réseaux locaux IEEE 802.X • Des connexions modem-vers-modem : LAP M• Des liaisons entre routeurs : PPP

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28/09/2004 1.28

Classes de fonctionnement HDLC

. .

Mode non équilibré

Mode équilibré

Avec scrutation Sans scrutation (asynchrone)

Normal ResponseMode (NRM)

AsynchronousResponse Mode

(ARM)

AsynchronousBalanced Mode

(ABM)

Secondaires

Primaire SecondairePrimaire

Primaire Secondaire

Secondaire Primaire

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28/09/2004 1.29

Format de la trame HDLC

Fanion Fanion

Champ de commandeChamp d'adresse

Champ d'information

Contrôle d'erreurs

Sens de transmission

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28/09/2004 1.30

Résumé HDLC

CoupleurHDLC

Procédured’accès

Couchesupérieure

Insertion/Suppression de bits à zéro

InfoA C

Erreur

CRCGénération / Vérification de CRC

CRCInfoA C

Info

A C Traitement du protocole de

niveau 2

Info

A C

CRC?

Émission/Réceptiond’une unité de

protocole de niveau 3

01111110110000001111101001111101100111001001111110

Drivers

Insertion/Suppression de drapeaux

01111110110000001111101001111101100111001001111110

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28/09/2004 1.31

Application au LAPB

Le LAP B est le protocole d’accès classique à un réseau X25 privé ou publicStructure d'une trame LAPB

Deux adresses seulement sont permises sur la liaison X.25 LAPBLe DTE est appelé A (03 hexa)Le DCE est appelé B (01 hexa)

But:Reconnaître l'origine des trames Identifier les commandes et les réponses

LAP B Commande Réponse

DTE 01 03

DCE 03 01

Drapeau Adresse Contrôle Information CRC Drapeau

01111110 8 bits 8 bits Lg variable 16 bits 01111110

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28/09/2004 1.32

X.25 Niveau 2MSB LSB8 7 6 5 4 3 2 1

Format Commande Réponse CodageTransfertInformation

I (information) N(R) P N(S) 0

Supervision

Numérotées

RR (receiveready)

RNR (receive notready)

REJ (reject)

RR (receiveready)

RNR (receive notready)

REJ (reject)

N(R)

N(R)

N(R)

P/F

P/F

P/F

0 0 0 1

0 1 0 1

1 0 0 1

NonNumérotées

SABM (setasynchronous

balanced mode)0 0 1 P 1 1 1 1

DISC (disconnect) 0 1 0 P 0 0 1 1

DM (disconnected mode) 0 0 0 F 1 1 1 1

UA (unnumbered acknowledgement) 0 1 1 F 0 0 1 1

FRMR (frame reject) 1 0 0 F 0 1 1 1

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28/09/2004 1.33

Disc

Disc P Ua F

T1

Trame erronée ou perdue !

T1

Disc PUa FSabm

Ua

SabmTrame ignorée

Connexion niveau 2

Connexion niveau 2

Mise en œuvre niveau 2

Initialisation avec problèmes de transmission

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28/09/2004 1.34

Transfert d'Informations Typique

RR 3

N(R) N(S)

Inf 0,0Inf 0,1Inf 0,2

N(R) N(S)

Inf 0,3Inf 0,4Inf 0,5

Inf 4,0

Inf 1,6

Inf 2,7Inf 7,1

RR 0

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28/09/2004 1.35

Paramètres LAPB

T1 : Temporisateur de retransmission2 x Temps de la + longue sérialisation + Temps de propagation + Temps de traitement T2 + Marge sécuritéDe l'ordre de 1 à 2 secondes

T2 : Temporisateur d'acquittementNe doit pas dépasser la valeur utilisée pour déterminer T1De l'ordre de 150 ms à la moitié de T1

T3 : Temporisateur de déconnexionDoit être au moins N2 x T1De l'ordre de 30 secondes

N2 : Nombre maximum de retransmissionsSans limite, mais influence T3En général de 9 à 10

N1 : Taille maximum d'une trame (bits)En-tête LAPB + CRC + Taille du plus long paquet X25Valeur minimum habituelle 135 octets = 1 080 bitsLa sélection rapide et les paquets de 256 octets augmente le minimum à 263 octets = 2 104 bitsDoit être augmenté si séquencement en modulo 128, procédure MLP, ou paquets de données > 256 octetsVoir annexe II de la recommandation X.25 pour en savoir plus

K : Taille fenêtre trameLe DTE et le DCE ont besoin d'utiliser la même valeurEn général entre 2 et 7

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28/09/2004 1.36

Format général des paquets X.25

Chaque paquet est transporté dans le champ information d’une trame LAPB

L'entête paquet respecte le format suivant • Les octets sont en séquence numérique• Chaque octet, LSB en tête

GFI LGN

LCN

TYPE

DATA

Drapeau Adresse Contrôle Information CRC Drapeau

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28/09/2004 1.37

X25 Niveau 38 7 6 5 4 3 2 1

Format CVC CVP DCE DTE Codage HexAppel x

xAppel entrantCommunication établie

Appel sortantCommunicationacceptée

0 0 0 00 0 0 0

1 0 1 11 1 1 1

0B0F

Libération xx

Indication de libérationConfirmation de LIB DCE

Demande de libérationConfirmation de LIB DTE

0 0 0 10 0 0 1

0 0 1 10 1 1 1

1317

Données x x Donnée DCE Donnée DTE P(R) M P(S) 0

Interruption xx

xx

Interruption DCEConfirmation d'interruption

Interruption DTEConfirmationd'interruption

0 0 1 00 0 1 0

0 0 1 10 1 1 1

2327

Supervision x

x

x

x

x

x

RR (receive ready)

RNR (receive not ready)

REJ (reject)

RR (receive ready)

RNR (receive not ready)

REJ (reject)

P(R)

P(R)

P(R)

0

0

0

0 0 0 1

0 1 0 1

1 0 0 1

X1

X5

X9

Réinitialisation xx

xx

Indication de réinitConfirmation de réinit

Demande de réinitConfirmation de réinit

0 0 0 10 0 0 1

1 0 1 11 1 1 1

1B1F

Reprise xx

xx

Indication de repriseConfirmation de reprise

Demande de repriseConfirmation de reprise

1 1 1 11 1 1 1

1 0 1 11 1 1 1

FBFF

Diagnostic x x Diagnostic - 1 1 1 1 0 0 0 1 F1

Enregistrement xx

xx

-Confirmationd'enregistrement

demanded'enregistrement-

1 1 1 11 1 1 1

0 0 1 10 1 1 1

F3F7

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28/09/2004 1.38

Organisation des connexions

Procédure d'initialisation d'un circuit virtuel

Format du paquet d'appel

8 7 6 5 4 3 2 1 Octets

1

1

1

1-162-19

1-110

0-160-128

A DFF LGN

LCN

0 0 0 0 1 0 1 1

ADRESSES

FACILITES

DONNEES UTILISATEUR

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28/09/2004 1.39

Exemple d ’un paquet d ’appel HEXA Binaire

GFI LGN 10 0001 0000

LCN 09 0000 1001

TYPE 0B 0000 1011

Lg @t Lg @é 09 0000 1001

adresse 16 0001 0110

appelée 20 0010 0000

162 002 030 02 0000 0010

03 0000 0011

00 0000 0000

Lg FAC 05 0000 0101

Classe B : lg paquet 42 0100 0010

appelé vers appelant 256 08 0000 1000

appelant vers appelé 256 08 0000 1000

Classe A : GFA 03 0000 0011

Rang Local 1 : N° absolu 350 01 0000 0001

PID : Identificateur du PAD 01 0000 0001

00 0000 0000

00 0000 0000

00 0000 0000

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28/09/2004 1.40

Communication : vie d’un circuit virtuel

Call

Data 0,0Call Conf

Call

Call Conf

Data 0,1Data 0,0

Clear

Clear Conf Clear

Clear Conf

DTE DCE DCE DTE

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28/09/2004 1.41

Echec de communication

Call Call

Clear

Clear Conf

Clear

Clear Conf

DTE DCE DCE DTE

Call

Clear

Clear Conf

@ appelanterefusée

@ appelée inconnue

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28/09/2004 1.42

Échange de données

DCE DTE

Data 0,0Data 0,1Data 1,0Data 2,1RR 2

P(R) P(S)P(R) P(S)P(R) P(S)

Data 0,0

DTE DCE

Data 0,1

Data 2,0

Data 2,1

P(R) P(S)

RR 2

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28/09/2004 1.43

Contrôle de fluxDCE

Data 0,0

DTE

Data 3,0

P(R) P(S)

RR 1Data 0,1Data 0,2Data 0,3Data 1,4Data 1,5

P(R) P(S)

RNR 5

REJ 5Data 1,5Data 1,6Data 1,7

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28/09/2004 1.44

Paramètres Niveau 3

Norme X.25• X.25- 80, X.25- 84, X.25-88

Adresse X.121• Taille limitée à 14/16 digits

Voies logiques: • Nombre de Voies logiques:

spécialisées arrivées, départ, mixtes• Utilisation de la VL 0

Paquet:• Taille maximum : 16 à 4096 octets• Fenêtre : 2 < W < 7

Facilités :• Taxation au demandé• Sélection rapide• Négociation des paramètres de

contrôle de flux• Classe de débit• Groupe fermé d’abonnés• …

Temporisateurs niveau 3 • Confirmation de reprise : 60 secondes

• Confirmation d’appel : 180 sec

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28/09/2004 1.45

Réseau Intelligent TRANSPAC

Apports du réseau intelligent TranspacNuméro X.121 garanti

• Même si déplacement physique d’un accès • Transparence de la translation des adresses appelant/appelé

Disponibilité des applications• Groupement de liaisons

Répartition des flux selon la chargeRépartition des communications

• Reroutage du traficSur détection d’incidents : panneSaturation d’une liaison : délestage, débordement

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