フレームリレー（パケット交換）とは？仕組み・性能・課題を徹底解説

フレームリレーは、LAN（ローカルエリアネットワーク）同士を接続し、WAN（ワイドエリアネットワーク）を介してデータを転送するために設計された、データリンク層のデジタルパケット交換ネットワークプロトコル技術です。X.25と基盤技術の一部を共有しており、米国では法人顧客向けに販売されたISDN（サービス統合型デジタル網）システムのインフラの一部として、一定の人気を獲得しました。

現在では主流から退いた技術ですが、一部のレガシーシステムでは依然として稼働しており、インフラの更新が進んでいない地域では今も利用が続いています。

フレームリレーの仕組み

フレームリレーは、共有された物理回線上で複数の接続からのトラフィックを多重化することをサポートします。フレームルータ、ブリッジ、スイッチといったハードウェアコンポーネントを使用して、データを個々のフレームリレーメッセージとしてパッケージ化します。各接続には、チャネルを一意に識別するための10ビットのDLCI（データリンク接続識別子）が割り当てられます。

2種類の接続方式：PVCとSVC

フレームリレーの接続方式には2種類あります。PVC（永久仮想回路）は、データ転送が行われていない期間であっても長期にわたり維持される必要がある常時接続向けの方式です。一方、SVC（交換仮想回路）は、単一のセッションでのみ存続する一時的な接続向けの方式です。

X.25との違い

フレームリレーは、誤り訂正処理を行わないことで、X.25よりも低コストで高いパフォーマンスを実現しています。誤り訂正はネットワーク上の他のコンポーネントへオフロードされ、ネットワーク遅延の低減を図っています。また、可変長のパケットサイズに対応しているため、ネットワーク帯域を効率的に活用できます。

フレームリレーは光ファイバー回線やISDN回線上で動作し、IP（インターネットプロトコル）をはじめとする上位層のネットワークプロトコルにも対応している点も特徴です。

フレームリレーのパフォーマンス

フレームリレーは、標準的なT1回線（1.544Mbps）およびT3回線（45Mbps）のデータレートに対応しており、個別の接続は56Kbpsまで設定可能です。さらに、最大2.4Gbpsの光ファイバー接続にも対応しています。

CIR（認定情報レート）とは

各接続には、CIR（Committed Information Rate：認定情報レート）を設定でき、プロトコルはこのCIRをデフォルトで維持します。CIRとは、安定した状態において接続が受け取れると期待できる最低限のデータレートを指します。基盤となる物理回線に十分な余裕容量がある場合は、CIRを超える通信も可能です。

フレームリレーは、最大パフォーマンスをCIRに制限しません。バーストトラフィックが許容されており、接続は一時的にCIRを超過できます（通常は最大2秒程度まで）。この柔軟性により、トラフィックの変動に対して効率的な帯域利用が実現されます。

フレームリレーの課題と衰退の背景

フレームリレーは、通信事業者にとって長距離データ伝送を低コストで実現する有効な手段でした。しかし、企業が自社システムをIPベースの他のソリューションへ移行するにつれ、この技術の人気は次第に低下していきました。

ATMとの競合

多くの人々は、ATM（非同期転送モード）とフレームリレーを直接的な競合技術と見なしていました。ただし、ATMはフレームリレーとは大きく異なる技術であり、可変長ではなく固定長のパケットを使用する点や、動作により高価なハードウェアを必要とする点が特徴です。

MPLSへの移行

フレームリレーにとってより強力な競合となったのは、MPLS（マルチプロトコルラベルスイッチング）です。現在、MPLS技術はインターネットルーター上で広く活用されており、以前であればフレームリレーや類似のソリューションが必要だったVPN（仮想プライベートネットワーク）の構築を可能にしています。こうした技術革新により、フレームリレーは歴史的な役割を終えつつあるのが現状です。