Sự khác biệt giữa căn bản giữa công nghệ Frame Relay và X.25 là Frame Relay không kế thừa công nghệ X.25 mà là một giao thức tiên tiến có nhiều điểm tương đồng với X.25. X.25 là một giao thức của công nghệ chuyển mạch gói, đặc tả giao tiếp giữa DTE và DCE.
Dữ liệu trong tầng 3 của X.25 sẽđược chia thành các gói (Packet), trong mỗi gói được bổ sung phần Network Header. Các gói này sẽđược chuyển xuống tầng 2, các hàm chức năng của LAP-B sẽ bổ sung Layer 2 Header và các Flag vào mỗi gói tạo thành các khung LAP-B. Các khung sẽđược chuyển xuống tầng vật lý và truyền đến đích.
Hoạt động của các thực thể chặt chẽ, các node mạng X25 phải luôn biết trạng thái của mạng trong mỗi liên kết logic. Các gói tin điều khiển và báo nhận, báo mất (ACK/NACK) thường xuyên được truyền trên cùng liên kết của gói tin dữ liệu không chỉ tại các giao tiếp DTE-DCE mà còn tại tất cả các node mạng. Tại các node mạng phải duy trì bảng trạng thái cho mỗi liên kết logic để quản lý liên kết và điều khiển lỗi và lưu lượng, đảm bảo gói tin đến đúng địa chỉ đích được lưu trong Network Header và số lượng gói tin gửi vào mạng không được vượt quá khả năng xử lý của mạng. Như vậy các giao thức tại tầng mạng là tuyệt đối cần thiết nhất là khi triển khai hệ thống mạng X.25 trên các đường truyền có độ tin cậy thấp, dễ bị nhiễu loạn, suy giảm tín hiệu...
Frame Relay được thiết kếđể loại bỏ những hạn chế trong các mạng X.25 khi triển khai trên tuyến truyền dẫn tốc độ cao bằng cách:
- Các gói tin điều khiển và dữ liệu được truyền trên các liên kết logic riêng biệt. Vì vậy, tại các node không cần duy trì bảng trạng thái, không xử lý các gói tin điểu khiển.
- Dồn kênh, chuyển mạch các liên kết logic được thực hiện ở tầng liên kết. Loại bỏ các quá trình trình xử lý ở tầng mạng.
- Không điều khiển lưu lượng và điều khiển lỗi theo từng đoạn mạng (Hop-by-Hop Control). Trong trường hợp cần thiết sẽđể các tầng cao hơn đảm trách.
Frame Relay chỉ sử dụng một phần các chức năng ở tầng 2 nên khung thông tin của Frame Relay sẽ có cấu trúc đơn giản hơn so với khung thông tin của X.25 nhưng vẫn duy trì đặc điểm của một khung thông tin quy định bởi giao thức điều khiển.
Khung Frame Relay không có Header của tầng mạng. Vì Frame Relay không sử dụng các thủ tục điều khiển lưu lượng, điều khiển lỗi của tầng mạng. Mặt khác, giao thức được sử dụng tại tầng liên kết chỉ là phần lõi của giao thức điều khiển (LAP-F Core) nên việc xử lý tại các node mạng sẽ ít hơn nhiều so với X.25. Kích thước phần dữ liệu (User Data) trong khung Frame Relay có thể tối đa 2048 byte trong khi phần dữ liệu trong khung X.25 chỉ có thểđạt tối đa 128 byte. DCE thực hiện ba chức năng chính:
- Kiểm tra các khung, loại bỏ các khung có lỗi. - Căn cứ vào địa chỉ trong khung chọn đường.
- Kiểm tra có bị nghẽn hay không. Nếu có thì lập bit báo nghẽn hoặc loại bỏ khung tùy trường hợp cụ thể.