DP200002 帧中继协议原理

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DP200002 帧中继协议原理

ISSUE 1.0

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帧中继（ frame relay) 协议是一种简化x.25 的广域网协议，在控制面上提供虚电路的管理，带宽管理和防止阻塞等功能。与传统的电路交换相比，可以对物理电路实行统计时分复用，即在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接，实现了带宽的复用和动态分配，有利于多用户、多速率数据的传输，充分利用了网络资源。


参考资料

帧中继协议原理

RFC1490

操作手册


学习完此课程，您将会：了解常用交换技术掌握帧中继协议的概念了解帧中继网络的应用


第第 11 章网络交换技术章网络交换技术

第 2 章帧中继协议概述

第 3 章帧中继的应用


网络交换技术

电路方式：电路方式是基于电话网电路交换原理，当用户要求发送数据时，交换机就在主叫用户和被叫用户之间接通一条物理的数据传输通路，特点：时延小 “ 透明”传输信息传输的吞吐量大缺点是所占带宽固定，网络资源利用率低

电路方式电路方式


网络交换技术

分组方式：分组方式是一种存储转发的交换方式。他是将需要传输的信息划分为一定的长度的包（分组），以分组为单位进行存储转发的，特点：传输质量高可靠性高分组多路通信缺点是时延比较大

分组方式分组方式


网络交换技术

信元方式：信元方式（ Cell Model ）是以信元为单位进行传送的一种技术，将信息切割成固定长度的信元，信元由两部分构成，及信元头和信元净荷；采用信元方式，网络不对信元的用户数据进行检查，特点：综合了分组交换和电路交换的优点采用异步时分复用的方法

信元方式信元方式


网络交换技术

交换型多兆比特数据业务方式：（ Switched Multimegabit Data

Service, SMDS ）是一种高速的、无连接信元交换业务， SMDS 的主要原理是将信息切割成固定长度（ 53 个字节）的信元在网上传输，采用帧方式的类似机理，由端系统完成差错检查和重传的功能。

SMDSSMDS 方式方式


网络交换技术

帧中继（ frame relay ）方式：帧方式（帧中继）是在 OSI 参考模型第二层，即数据链路层使用简化的方法传送和交换数据单元的一种方式

帧中继仅完成 OSI 物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端完成，大大简化的节点之间的协议。

帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因此帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。

帧中继方式帧中继方式


第 1 章网络交换技术

第第 22 章帧中继协议概章帧中继协议概

述述

第 3 章帧中继的应用


物理层数据链路层

网络层传输层

应用层

会话层

表示层

物理层

帧中继

帧中继功能的核心部分对应 OSI 参考模型的下两层

帧中继协议栈帧中继协议栈

帧中继协议概述

网络层

应用层


IETF 封装

帧中继帧格式帧中继帧格式


Flag (7E hexadecimal)

Q.922 Address*

Control (UI=0x03)

Optional Pad (0x00)

NLPID

Data

Frame Check Sequence (two octets)

Flag(7E hexadecimal)


DTE： Data Terminal Equipment 数据终端设备 DCE： Data Communication Equipment 数据通信设备 UNI： DTE和 DCE 之间的接口，即用户 - 网络接口 NNI ：网络与网络之间的接口，即网间网接口

LAN LANFR

DCEDCE

DTE

DTE

帧中继模型帧中继模型


DLCI

DLCI

PVC use (DLCI)

Local Management Interface (LMI)


帧中继采用面向连接的交换技术，在通信之前先建立虚电路，帧中继虚电路分为两种类型：

永久虚电路（ PVC， Permanent Virtual Circuit ）：永久虚电路是指给用户提供固定的虚电路；这种虚电路是通过人工设定产生的，如果没有人取消它，它一直是存在的

交换虚电路（ SVC， Switched Virtual Circuit ）：交换虚电路是指通过协议自动分配的虚电路，在通信结束后，该虚电路可以被本地设备或交换机取消

目前在帧中继中使用最多的方式是永久虚电路方式


虚电路虚电路


DLCI（ Data Link Connection Identifier ）：数据链路连接标识，用于标识不同的虚电路，特点：

DLCI 的局域性： DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效

具有本地意义：在帧中继网络中，不同的物理接口上相同的 DLCI

并不表示是同一个虚连接帧中继网络用户接口上最多可支持 1024 条虚电路，其中用户可用的 DLCI

范围是 16-1007 ，其余为协议保留，供特殊使用本地 DLCI 就是对端设备的“帧中继地址”


DLCIDLCI


LMI（ Local Management Interface ）：本地管理接口，用来监控永久虚电路状态

系统支持三种本地管理接口协议： ITU-T的 Q.933附录 A、 ANSI的T1.617附录 D 以及 CISCO非标准兼容协议

对于 DTE侧设备，永久虚电路的状态完全由 DCE侧设备决定对于 DCE侧设备，永久虚电路的状态由网络来决定


LMILMI


DLCI 48

Frame Relay switch

帧中继地址映射（ MAP ）是把对端设备的协议地址（ IP或 IPX地址）与对端设备的帧中继地址（本地的 DLCI ）关联起来

地址映射表可以由手工配置，也可以由 Inverse ARP 协议动态维护

172.16.11.2

172.16.11.3

DLCI 48Network Address

172.16.11.3

Token

Ring

MAPMAP



Inverse ARP 自动发现目的路由器的网络地址，从而简化了帧中继的配置

Switch 通知 DLCI 48

Switch 通知 DLCI 66

Router B 向 DCLI 66 通知 IP 172.16.11.2

Router A向 DLCI 48 通知 IP 172.16.11.3

FR

DCE DCE172.16.11.2

DLCI 48 DLCI 66

172.16.11.3Router B Router A

Inverse ARPInverse ARP



第 1 章网络交换技术

第 2 章帧中继协议概述

第第 33 章帧中继的应用章帧中继的应用


全连接网络星型网络部分连接网络

拓扑结构拓扑结构

帧中继的应用

帧中继网络可以将分散在不同地点的网络连接起来，可能的网络结构：全网状相连（ Full-meshed ），部分网状相连（ Partial-meshed ）和星型结构。


如果在路由器 A 的串口 S0 上分别映射三个 DLCI到三台路由器，那么在路由器 A 的串口 S0 上入的路由更新信息不会从该串口转发出去。

S0

Router B

Router C

Router D

Router A

DLCI 16 to C

DLCI 16 to

D

DLCI 16 to B

routerB 通过 routerA 的串口 0 转发路由更新信息给 routerC

水平分割水平分割

帧中继的应用


子接口可以解决水平分割的问题一个物理接口可以包含多个逻辑子接口路由器之间需要经过帧中继的网络相连

S0.1

Router B

Router C

Router D

Router A

Subnet 2

Subnet 3

Subnet 1S0.2S0.3

子接口子接口

帧中继的应用


帧中继带宽管理

帧中继的带宽管理帧中继的带宽管理

帧中继的应用

比特

用户线速率

被丢弃的帧

DE=1标记可能丢掉的帧

传送的帧约定的信息速率

允许超过的信息传送速率

T0 T0+Tc

Bc

Bc+Be


CIR： Committed Information Rate承诺信息速率Bc： committed burst承诺突发量Be ： committed explicit允许超过突发量FECN： Forward Explicit Congestion Notification 前向拥塞指示BECN： Backward Explicit Congestion Notification后向拥塞指示DE ：可抛弃标志

帧中继应用

帧中继的带宽管理帧中继的带宽管理


FRTS （ Frame-Relay Traffic Shaping ）应用在帧中继网络中路由器的出接口，在发送时完成流量的控制

FRTS 主要是靠配置的参数进行流量控制，其中最主要的参数是 MINCIR、CIR、 BC、 BE

FRTS 继承了传统的 TS（ Traffic Shaping ）算法，它是通过令牌桶算法来实现的

帧中继应用

帧中继的流量整形帧中继的流量整形


帧中继的流量整形帧中继的流量整形

帧中继的应用


帧中继的流量监管帧中继的流量监管

帧中继的应用


帧中继的拥塞管理帧中继的拥塞管理

帧中继的应用


本章主要介绍了常用的交换技术； FR

的基本原理，常用术语，常用拓扑结构以及在网络中的应用。

小结小结

谢谢www.huawei.com

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