フレームリレーとは？広域ネットワークの基礎技術をわかりやすく解説

フレームリレーは、広いエリアでのデータ通信に用いられるネットワーク技術のひとつです。

複数の通信経路をひとつの物理回線で効率的に利用できるため、企業や事業所間の情報交換に活用されることが多く、昔から広域ネットワーク(WAN)の技術として親しまれてきました。

近年ではより高速な技術が登場したものの、フレームリレーは依然としてそのシンプルさと実績で知られており、ネットワークの基礎を理解するうえで重要なキーワードとなっています。

フレームリレーの基本

定義と歴史的背景

フレームリレーは、OSI参照モデルのデータリンク層で動作するパケット交換方式の通信プロトコルです。

1990年代に企業間の広域ネットワーク接続で広く利用され、その後、より高速で信頼性の高い技術が登場するまで、WANの重要な通信手段として位置付けられていました。

日本国内では、広域ネットワークの効率的な接続手段として特に注目され、安価でシンプルな運用が可能な点が評価されました。

通信の基本的な仕組み

フレームリレーは、送信するデータを一定のサイズのパケット、すなわち「フレーム」に分割して転送します。

各フレームには、宛先や経路を示すための識別子が付与されるため、転送経路上での取り扱いが容易になります。

この方式により、一つの物理回線で複数の通信を同時に扱え、ネットワーク全体の利用効率が向上します。

技術的特徴と構成要素

仮想回線の仕組みと種類

フレームリレーでは、物理回線上に複数の仮想回線(Virtual Circuit; VC)を構築します。

このため、一つの物理媒体を有効活用し、必要に応じてさまざまな通信経路を設定できる利点があります。

Permanent Virtual Circuit(PVC)と Switched Virtual Circuit(SVC)の違い

• PVC(Permanent Virtual Circuit)
  • 事前に契約した通信パートナーとの固定的な接続を行う仮想回線です。
  • 通信品質や回線の安定性が高く、企業ネットワークの主要な接続手段として利用されます。
• SVC(Switched Virtual Circuit)
  • 必要なときに接続を確立し、通信終了後に切断される仮想回線です。
  • 通常、頻繁な接続の確立と切断が発生するため、臨時の通信や柔軟なネットワーク運用に向いていますが、日本国内ではあまり一般的ではありません。

データフレームの構造とDLCIの役割

データ通信は「フレーム」という単位で行われ、それぞれのフレームには識別子であるDLCI(Data Link Connection Identifier)が設定されます。

DLCIは以下の役割を果たします。

• 各フレームがどの仮想回線に対応するかを識別し、誤送信を防ぐ
• 複数の通信が同じ物理回線上で並行して行われる際の経路選択をサポートする

この仕組みにより、シンプルながら効率的なデータ転送が実現されています。

簡略化されたエラー処理と高速通信

フレームリレーは、高品質な物理回線を前提として設計されているため、エラー検出や訂正の機能が最小限に抑えられています。

この簡略化により、通信過程でのオーバーヘッドが削減され、データ転送速度が向上します。

ただし、エラーが発生した場合の再送制御などは上位層で処理されるため、用途によっては適切な対策が求められることもあります。

利用シーンとメリット

広域ネットワークでの活用事例

フレームリレーは、主に以下のようなシーンで利用されてきました。

• 複数拠点間を結ぶ企業ネットワークのWAN接続
• 分散型システムやリモートオフィスの接続環境
• 一時的なデータ転送やバックアップ通信の確保

こうした事例では、シンプルな構成と柔軟な仮想回線設定により、広域ネットワークの効率的な運用が実現されました。

コスト効率と運用のシンプルさ

フレームリレーは、専用線の設置コストや運用管理の複雑さを抑えながら、高速なデータ転送を提供する技術です。

コスト効率の高さと運用のシンプルさは、特に中小企業や初期のネットワーク環境構築において大きな魅力となりました。

また、仮想回線による柔軟なネットワーク構成が、後のネットワーク技術の発展における基礎となった点も評価されています。

現代ネットワークとの比較と今後の展望

MPLSやインターネットVPNとの比較

近年では、MPLS(Multi Protocol Label Switching)やインターネットVPNなど、より高度なネットワーク技術が普及しています。

これらとフレームリレーを比較すると以下の点が挙げられます。

• フレームリレー
  • 簡素なエラー処理により高速通信が可能
  • 運用や管理のシンプルさが強み
  • 信頼性が低下する場面では上位層での補完が必要
• MPLS
  • 複雑なラベル付けによる柔軟な経路制御を実現
  • 高い信頼性と品質保証が可能
  • より多様なサービスに対応しやすい
• インターネットVPN
  • インターネット上でセキュアな接続が可能で、コスト面でも有利
  • セキュリティ機能や暗号化技術が発達している
  • グローバルなネットワーク構築が容易

これらの技術は、フレームリレーが提供していた基本的な通信機能を受け継ぎつつ、さらに拡張された機能を持っているため、現在は主流の通信手段として採用されています。

フレームリレーの今後の位置づけと技術進化の可能性

フレームリレーそのものは、近年の技術革新に伴い利用が減少しているものの、その基本は現代のネットワーク技術にも受け継がれています。

特に、仮想回線やパケット交換の考え方は、次世代ネットワークやクラウドサービスでの応用が期待される部分です。

将来的には、以下のような点で技術進化が考えられます。

• ネットワークの仮想化技術との統合による運用のさらなる効率化
• IoTやスマートシティなど、多数のデバイス接続に対応するためのスケーラビリティ向上
• セキュリティ機能の強化と高品質な通信環境の実現

これらの進化により、フレームリレーの基盤となる考え方が、今後もネットワーク技術の発展に寄与する可能性があります。

まとめ

フレームリレーは、データリンク層で動作するパケット交換方式のプロトコルとして、特に1990年代の企業間通信において広く利用されました。

仮想回線の構築やフレーム単位のデータ転送により、効率的な通信と運用のシンプルさを実現しており、コストパフォーマンスの高い手法として評価されてきました。

現代ではMPPLSやインターネットVPNといった高度な技術が主流ですが、フレームリレーの基本的なアプローチはネットワーク技術全体の基礎となっていることが分かります。

今後は、ネットワーク仮想化やIoTの普及など新たな要件に対応する形で、その考え方が進化していく可能性があると考えられます。