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1、第六章第六章 帧中继帧中继桂林电子科技大学信息科技学院桂林电子科技大学信息科技学院本章内容提要本章内容提要v6.1 帧中继概念帧中继概念v6.2 帧中继原理帧中继原理v6.3 帧中继体系结构帧中继体系结构v6.4 帧中继协议帧中继协议v6.5 帧中继载荷控制帧中继载荷控制v6.6 帧中继拓扑帧中继拓扑v6.7 帧中继的实现帧中继的实现v6.8 帧中继用户接入规程帧中继用户接入规程桂林电子科技大学信息科技学院2桂林电子科技大学信息科技学院v分组交换技术是针对长距离信息传输时的错误率较高而产生的。分组交换技术是针对长距离信息传输时的错误率较高而产生的。因此，在分组交换中存在相当数量的附加内容以弥补
2、错误。因此，在分组交换中存在相当数量的附加内容以弥补错误。v这些附加内容包括附加数据和终端工作站的附加操作以及网络中这些附加内容包括附加数据和终端工作站的附加操作以及网络中间节点的监测和错误恢复。这些内容极大地提高了传输的可靠性，间节点的监测和错误恢复。这些内容极大地提高了传输的可靠性，带来的问题是传输延迟大和传输延迟不确定。带来的问题是传输延迟大和传输延迟不确定。v类似类似X.25的分组交换方式非常适合于早期低速，而且传输错误率的分组交换方式非常适合于早期低速，而且传输错误率高的物理链路中，但已经不适合于当前的数字通信网络。高的物理链路中，但已经不适合于当前的数字通信网络。v现代的数字通信网
3、络主要采用数字传输技术，使用光纤作为传输现代的数字通信网络主要采用数字传输技术，使用光纤作为传输媒体，其特点是高速和可靠。媒体，其特点是高速和可靠。v帧中继正是为了充分利用现代数字网络高速和可靠的特点而发展帧中继正是为了充分利用现代数字网络高速和可靠的特点而发展起来的。起来的。3桂林电子科技大学信息科技学院6.1 帧中继概念帧中继概念v帧中继帧中继是在用户与网络接口之间提供用户信息流的双向传送，保是在用户与网络接口之间提供用户信息流的双向传送，保持其顺序不变，并对用户信息流进行统计复用的一种承载业务。持其顺序不变，并对用户信息流进行统计复用的一种承载业务。用户信息以帧为单位进行传输。用户信息以
4、帧为单位进行传输。v帧中继帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端逐渐是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端逐渐智能化的情况下，为适应各类网络的互联和大容量通信，由智能化的情况下，为适应各类网络的互联和大容量通信，由X.25分组交换技术发展起来的一种传输技术。分组交换技术发展起来的一种传输技术。v它是一种以快速分组技术为基础的分组交换网络设施。帧中继只它是一种以快速分组技术为基础的分组交换网络设施。帧中继只存于存于OSI模型的最低两层，各个终端使用路由器将各自的网
5、络连模型的最低两层，各个终端使用路由器将各自的网络连到帧中继网络上。到帧中继网络上。4桂林电子科技大学信息科技学院v帧中继网是基于数字传输和光纤传输介质，删除了不必要的开支帧中继网是基于数字传输和光纤传输介质，删除了不必要的开支以得到速度上的提高，帧中继网可在单条链路上（如租用线路）以得到速度上的提高，帧中继网可在单条链路上（如租用线路）实现多个连接。实现多个连接。v从物理层次上讲，帧中继是一个连接到从物理层次上讲，帧中继是一个连接到3条或更多条高速链路的盒条或更多条高速链路的盒子，并在它们之间路由数据流。子，并在它们之间路由数据流。5桂林电子科技大学信息科技学院1.帧中继的特点帧中继的特点v
6、按照按照ITU-T的定义，帧中继可以是的定义，帧中继可以是T1或或E1带宽。然而，现在的帧中继带宽。然而，现在的帧中继服务提供商都在承诺提供服务提供商都在承诺提供T3带宽，因此帧中继在高端将和信源中继重叠。带宽，因此帧中继在高端将和信源中继重叠。v帧中继最终的目的是为了进行数据传输，而不是进行语音、视频或其帧中继最终的目的是为了进行数据传输，而不是进行语音、视频或其他对时间敏感的信息的传输。他对时间敏感的信息的传输。v帧中继仅提供面向连接的服务。与其他的帧中继仅提供面向连接的服务。与其他的ISDN分组服务不同，帧中继分组服务不同，帧中继网络不提供全连接模式的数据链路服务。虽然帧中继是面向连接的
7、，但网络不提供全连接模式的数据链路服务。虽然帧中继是面向连接的，但一帧既可以通过网络，也可以不通过网络（它的地址字段和一帧既可以通过网络，也可以不通过网络（它的地址字段和CRC相对于相对于每个接口都是本地的，随后被网络改变。）每个接口都是本地的，随后被网络改变。）v能检测到传输错误，但是不能纠正这些错误（帧被丢弃），能检测到传输错误，但是不能纠正这些错误（帧被丢弃），DLC级的级的发送方并不知道帧被丢弃。发送方并不知道帧被丢弃。v帧中继速度比帧中继速度比X.25要快因为它只需要数据链路层，而且网络不执行要快因为它只需要数据链路层，而且网络不执行纠错的功能。纠错的功能。当前大部分电信公司都提供帧
8、中继服务。由于帧长度是可变的，因当前大部分电信公司都提供帧中继服务。由于帧长度是可变的，因此不适合于语音和视频。此不适合于语音和视频。6桂林电子科技大学信息科技学院 2帧中继网的应用帧中继网的应用 帧中继网的应用主要在如下帧中继网的应用主要在如下3方面。方面。v（1）通常用于广域网连接远程站点。）通常用于广域网连接远程站点。v（2）帧中继网常用于为早期的网络互联而设计的已过时的）帧中继网常用于为早期的网络互联而设计的已过时的X.25网进行升级。网进行升级。v（3）帧中继网适用于处理突发性信息和可变长度帧的信息，特）帧中继网适用于处理突发性信息和可变长度帧的信息，特别适用于局域网的互联。别适用于
9、局域网的互联。7桂林电子科技大学信息科技学院3帧中继的使用范围帧中继的使用范围帧中继网适合在下列情况下使用。帧中继网适合在下列情况下使用。v（1）当用户需要数据通信，其带宽要求为）当用户需要数据通信，其带宽要求为64Kbps2Mbps，而通信节，而通信节点多于两个的时候，使用帧中继是一种较好的解决方案。点多于两个的时候，使用帧中继是一种较好的解决方案。v（2）通信距离较长时，应优选帧中继。因为帧中继是一种网络，帧中继）通信距离较长时，应优选帧中继。因为帧中继是一种网络，帧中继的高效性使用户可以享有较好的经济性。的高效性使用户可以享有较好的经济性。v（3）当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动
10、态分配带宽的功能，）当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。选用帧中继可以有效地处理突发性数据。v（4）帧中继的灵活计费方式非常适用于突发性的数据通信。帧中继网络）帧中继的灵活计费方式非常适用于突发性的数据通信。帧中继网络提供永久虚电路连接。永久虚电路是指在帧中继终端用户之间建立固定提供永久虚电路连接。永久虚电路是指在帧中继终端用户之间建立固定的虚电路连接，并由此提供数据传送业务。的虚电路连接，并由此提供数据传送业务。8桂林电子科技大学信息科技学院6.2 帧中继原理帧中继原理v帧中继的原理：假设帧的传送基本上不出差错，一旦知道帧的目帧中继的
11、原理：假设帧的传送基本上不出差错，一旦知道帧的目的地址后，就立即开始发送该帧。的地址后，就立即开始发送该帧。v实验结果表明，采用帧中继可使一个帧的处理时间减少一个数量实验结果表明，采用帧中继可使一个帧的处理时间减少一个数量级，但却使帧中继网络的吞吐量提高一个数量级以上。这种传输级，但却使帧中继网络的吞吐量提高一个数量级以上。这种传输数据的帧中继方式也称为数据的帧中继方式也称为X.25的流水线方式。的流水线方式。v 使用这种方法的一个最明显的问题是如果在传输帧的过程中发生了错误，使用这种方法的一个最明显的问题是如果在传输帧的过程中发生了错误，那么该如何处理错误？那么该如何处理错误？解决这一问题的
12、办法很简单，就是检测到错误的站点立即终止这次解决这一问题的办法很简单，就是检测到错误的站点立即终止这次传输，当终止传输的指示到达下一个站点后，下个站点立即中止对该帧传输，当终止传输的指示到达下一个站点后，下个站点立即中止对该帧的传输这个过程不断重复进行直到该帧从网络中消除。即使上述出的传输这个过程不断重复进行直到该帧从网络中消除。即使上述出错的帧已经到达了目的站点，用这种终止传输的方法也不会引起不可弥错的帧已经到达了目的站点，用这种终止传输的方法也不会引起不可弥补的损失。补的损失。9桂林电子科技大学信息科技学院v当一个站点还在接收一个帧时就转发该帧的方法称为当一个站点还在接收一个帧时就转发该帧
13、的方法称为快速分组交快速分组交换换，实现快速分组交换的关键是简化通信协议和发展高速交换机。，实现快速分组交换的关键是简化通信协议和发展高速交换机。v帧中继是帧中继是X.25在新的传输条件下的发展，它保存了在新的传输条件下的发展，它保存了X.25链路层链路层HDLC的帧格式，但并不采用的帧格式，但并不采用LAPB标准，而是使用标准，而是使用LAPD标准，标准，该标准能在链路层实现链路的复用和转接，而且该标准能在链路层实现链路的复用和转接，而且X.25则是在网络则是在网络层实现复用和转接。也正因为如此，帧中继可以不用网络层而只层实现复用和转接。也正因为如此，帧中继可以不用网络层而只使用链路层实现复
14、用传送。使用链路层实现复用传送。10桂林电子科技大学信息科技学院v图图6.1是一般分组交换网的存储转发方式和帧中继方式的比较，没有考虑是一般分组交换网的存储转发方式和帧中继方式的比较，没有考虑传输出错的情况。传输出错的情况。v（a）图是一般的分组交换网的情况，每一个站点在收到一帧后都发回确图是一般的分组交换网的情况，每一个站点在收到一帧后都发回确认，而目的站点在收到一帧后发回端到端的确认时，也要逐站进行确认。认，而目的站点在收到一帧后发回端到端的确认时，也要逐站进行确认。v(b)是帧中继的情况，每个节点只转发帧而不发送确认，即中间站点没有是帧中继的情况，每个节点只转发帧而不发送确认，即中间站点
15、没有逐段的链路控制能力，只有目的站收到一帧后才向源站发回端到端的确逐段的链路控制能力，只有目的站收到一帧后才向源站发回端到端的确认，所以帧中继不需要第认，所以帧中继不需要第3层。层。11桂林电子科技大学信息科技学院6.3 帧中继体系结构帧中继体系结构 帧中继是在综合业务数字网帧中继是在综合业务数字网(ISDN)标准化过程中在标准化过程中在I.122建议中提出来的，它遵循建议中提出来的，它遵循ISDN用户数据与信令分离用户数据与信令分离的原则，即将终端与交换机的功能分成与用户信息传输有的原则，即将终端与交换机的功能分成与用户信息传输有关的关的U（User：用户）功能及与呼叫控制有关的：用户）功能
16、及与呼叫控制有关的C(Control：控制：控制)功能。功能。12桂林电子科技大学信息科技学院v通信网中全部通信网中全部U功能的集合称为功能的集合称为U面（面（U-plane），），C功能的集功能的集合称为合称为C面（面（C-plane）。）。vC面在用户与网络之间操作，用于建立、维持和终止交换虚电面在用户与网络之间操作，用于建立、维持和终止交换虚电路，交换虚电路在需要进行数据通信时建立，并由路，交换虚电路在需要进行数据通信时建立，并由C面规程在面规程在建立时和网络协商该虚电路的服务质量；建立时和网络协商该虚电路的服务质量；vU面提供端到端的功能，用于传送用户数据。面提供端到端的功能，用于传送
17、用户数据。U面提供从一个用面提供从一个用户到另一个用户传送帧的基本服务，其服务的特点是保待网络户到另一个用户传送帧的基本服务，其服务的特点是保待网络入口处和出口处的帧顺序；保证不交付重帧且侦丢失率很小。入口处和出口处的帧顺序；保证不交付重帧且侦丢失率很小。但用户面不提供流控制和差错控制，用户必须通过其他的数据但用户面不提供流控制和差错控制，用户必须通过其他的数据链路层或网络层来提供这些服务，而这些已不是帧中继服务的链路层或网络层来提供这些服务，而这些已不是帧中继服务的一部分。一部分。13桂林电子科技大学信息科技学院v 这种体系结构的特点是将网络的处理工作减少到了最小程度。这种体系结构的特点是将
18、网络的处理工作减少到了最小程度。在在X.25网中，每个站点对用户数据进行检错和纠错，并按照连网中，每个站点对用户数据进行检错和纠错，并按照连接号确定路由；但帧中继网络中的站点对用户帧基本上不作处接号确定路由；但帧中继网络中的站点对用户帧基本上不作处理，只是简单地抛弃有错的帧，差错恢复由高层进行。理，只是简单地抛弃有错的帧，差错恢复由高层进行。14桂林电子科技大学信息科技学院6.4 帧中继协议帧中继协议v6.4.1 永久线路和虚拟线路永久线路和虚拟线路 帧中继在两个用户前端设备帧中继在两个用户前端设备(CPE)之间建立的端到端的连接称为虚之间建立的端到端的连接称为虚拟电路（拟电路（VC）。这种连
19、接是逻辑连接，它可分为永久虚电路）。这种连接是逻辑连接，它可分为永久虚电路(PVC)和交换虚电路和交换虚电路(SVC)，但最常用的还是，但最常用的还是PVC。15桂林电子科技大学信息科技学院v6.4.2 帧中继帧帧中继帧1.帧中继帧格式帧中继帧格式 帧中继帧格式包含一个在帧中继帧格式包含一个在LAPD（ISDN链路层）帧内的长度为链路层）帧内的长度为2字节字节的报头信息字段。报头信息包括用于数据链路连接标识符（的报头信息字段。报头信息包括用于数据链路连接标识符（DLCI）的）的10比特。比特。DLCI的的10比特允许每个物理接口上有比特允许每个物理接口上有1000多个虚拟线路地址。多个虚拟线路
20、地址。剩余的比特用于拥塞控制和其他控制功能。图剩余的比特用于拥塞控制和其他控制功能。图6.3显示了帧中继的帧格式。显示了帧中继的帧格式。16桂林电子科技大学信息科技学院v2.LMI特性特性:本地管理接口本地管理接口(LMI)是提供是提供PVC状态信息的协议，其状态信息的协议，其最重要的目的是管理最重要的目的是管理CPE和帧中继交换机之间的连接，如图和帧中继交换机之间的连接，如图6.4所所示。示。17桂林电子科技大学信息科技学院管理任务包括下列信令功能：管理任务包括下列信令功能：v 状态信令：状态信令：路由器给本地的帧中继交换机发送路由器给本地的帧中继交换机发送LMI消息，消息，以报告路由器的状
21、态并向交换机询问到达远程站点所需的以报告路由器的状态并向交换机询问到达远程站点所需的DLCI。v 活动信令：活动信令：在路由器和交换机之间交换在路由器和交换机之间交换LMI活动消息，以活动消息，以避免链路的空闲计时器超时。避免链路的空闲计时器超时。v 多点播送信令：多点播送信令：LMI提供了一个多点播送机制，允许提供了一个多点播送机制，允许DLCI具有全局有效性。而且，具有全局有效性。而且，LMI允许利用特殊的多点播送允许利用特殊的多点播送DLCl将将多个目的地联系到一个组内。多个目的地联系到一个组内。18桂林电子科技大学信息科技学院3LMI扩展扩展 这个协议定义了一些扩展特性，叙述如下：这个
22、协议定义了一些扩展特性，叙述如下：v PVS状态消息（公共）：状态消息（公共）：周期性地报告新增加的周期性地报告新增加的PVC和原来存和原来存在的在的PVC被删除的消息，同时提供有关被删除的消息，同时提供有关PVC完整性的消息，以通完整性的消息，以通告哪个告哪个PVC可用，避免将数据发送到一个本不存在的可用，避免将数据发送到一个本不存在的PVC上。上。v 全局寻址（可选）：全局寻址（可选）：DLCI是全局有效的，使用全局有效的是全局有效的，使用全局有效的DLCI，在帧中继网络中，在帧中继网络中VC是可唯一定位的。是可唯一定位的。v 多点播送（可选）：多点播送（可选）：一个包含多点播送地址的包能
23、被发送到多一个包含多点播送地址的包能被发送到多个设备。如果将包发送到每个单一的设备，将需要较高的带宽。个设备。如果将包发送到每个单一的设备，将需要较高的带宽。v XONXOFF流控制（可选）：流控制（可选）：它为不能识别帧中继的拥塞它为不能识别帧中继的拥塞通告位的设备提供了一个基本的流控机制。通告位的设备提供了一个基本的流控机制。19桂林电子科技大学信息科技学院4.LMI帧格式帧格式v在在LMI帧中需要注意的一个重要的域是消息类型域。帧中需要注意的一个重要的域是消息类型域。LMI包括两种包括两种消息类型：消息类型：状态和状态查询状态和状态查询。状态查询消息允许用户设备去查询。状态查询消息允许用
24、户设备去查询网络状态，状态消息用来响应状态查询消息。用户设备通过和帧网络状态，状态消息用来响应状态查询消息。用户设备通过和帧中继交换机相互交换状态查询消息和状态消息来确认双方都处于中继交换机相互交换状态查询消息和状态消息来确认双方都处于活跃状态，并通报活跃状态，并通报PVC的状态。这两种消息类型属于的状态。这两种消息类型属于LMI的公共的公共部分，所有的用户网络接口都应该支持这两种消息类型。部分，所有的用户网络接口都应该支持这两种消息类型。v 除了被用作应答状态查询消息，状态消息也可用来作为活动通除了被用作应答状态查询消息，状态消息也可用来作为活动通告。每告。每10秒钟在路由器和交换机之间交换
25、一次状态消息，以确保秒钟在路由器和交换机之间交换一次状态消息，以确保链路的空闲计时器不会超时。如果因为某些原因，例如，接口失链路的空闲计时器不会超时。如果因为某些原因，例如，接口失败，空闲计时器超时，那么链路将进入一种非活动状态，并且不败，空闲计时器超时，那么链路将进入一种非活动状态，并且不再传输载荷。再传输载荷。20桂林电子科技大学信息科技学院21桂林电子科技大学信息科技学院5.LMI连接状态连接状态LMI的连接状态如下：的连接状态如下：v活动：活动：意味着在两个路由器之间的连接是可用的，可意味着在两个路由器之间的连接是可用的，可以传输数据。以传输数据。v非活动：非活动：表示在本地路由器和本
26、地帧中继交换机之间表示在本地路由器和本地帧中继交换机之间的链路可用，但对远程路由器的链路不可用。的链路可用，但对远程路由器的链路不可用。v删除：删除：表示在本地路由器和本地帧中继交换机之间的表示在本地路由器和本地帧中继交换机之间的一个失败连接。一个失败连接。22桂林电子科技大学信息科技学院6.反向地址解析协议反向地址解析协议(Inverse ARP)当路由器被初始化时，它给本地帧中继交换机发送一个当路由器被初始化时，它给本地帧中继交换机发送一个LMI状态查询消息，以获得能用来在帧中继网络中同远程路由器通状态查询消息，以获得能用来在帧中继网络中同远程路由器通信的信的DLCI号。号。在这种情况下，
27、路由器并不知道哪一个在这种情况下，路由器并不知道哪一个DLCI能同远程站点能同远程站点连接（假设路由器没有被手工预配置这种信息）。因为路由器连接（假设路由器没有被手工预配置这种信息）。因为路由器必须知道哪一个必须知道哪一个DLCI能用来同远端站点建立连接，所以路由器能用来同远端站点建立连接，所以路由器必须要知道关于在本地必须要知道关于在本地DLCI和远程对等站点的网络地址之间的和远程对等站点的网络地址之间的映射的知识。如图映射的知识。如图6.7所示。所示。图图6.8显示了反向地址解析的步骤显示了反向地址解析的步骤 23桂林电子科技大学信息科技学院24桂林电子科技大学信息科技学院7.映射映射DL
28、CIv交换机映射交换机映射DLCI的主要原因是因为的主要原因是因为DLCI的本地有效性。的本地有效性。DLCI是路由器用来标识到达远程路由器的是路由器用来标识到达远程路由器的VC的标识符，两个路由器的标识符，两个路由器都有它们自己的都有它们自己的DLCI来表示来表示VC。因为在同一。因为在同一VC上的路由器都上的路由器都用它们自己的用它们自己的DLCI，所以它们每一个都不需要知道对方用什么，所以它们每一个都不需要知道对方用什么来表示来表示VC。因此，当远程交换机接收到一个帧中继分组时，它因此，当远程交换机接收到一个帧中继分组时，它就映射就映射DLCI，用目的路由器的，用目的路由器的DLCI代替
29、源路由器的代替源路由器的DLCI。25桂林电子科技大学信息科技学院8.帧中继交换表帧中继交换表 图图6.9是帧中继交换表如何工作的例子。是帧中继交换表如何工作的例子。26桂林电子科技大学信息科技学院6.4.3 帧中继寻址帧中继寻址v帧中继连接是一种虚电路，称为数据链路连接（帧中继连接是一种虚电路，称为数据链路连接（DLC）。在大多）。在大多数帧中继设备和服务中，数帧中继设备和服务中，DLC是永久虚电路（是永久虚电路（PVC），由连接的），由连接的两端预先定义好。每个两端预先定义好。每个DLC，无论是，无论是PVC还是还是SVC，都有一个标，都有一个标识码识码DLCI。要记住的是，。要记住的是，
30、DLCI只在本地有意义，即帧中继连接的只在本地有意义，即帧中继连接的DLCI在本地和远程终端可能不一样（通常都是不同的在本地和远程终端可能不一样（通常都是不同的)。vDLCI是帧的一部分，用来标识终端设备与网络间的逻辑信道。由是帧的一部分，用来标识终端设备与网络间的逻辑信道。由于于DLCI仅标识到网络的连接，所以映射两个正在通信的仅标识到网络的连接，所以映射两个正在通信的DLCI的任的任务就由网络设备来完成。务就由网络设备来完成。v所有在所有在VC上传输的数据包都必须在包的帧中继头中包含一个上传输的数据包都必须在包的帧中继头中包含一个DLCI，这是因为帧中继交换机需要使用，这是因为帧中继交换机
31、需要使用DLCI来决定向哪里和怎样来决定向哪里和怎样发送所接收到的包。如果帧中继交换机接收到一个包，它将根据发送所接收到的包。如果帧中继交换机接收到一个包，它将根据包中的包中的DLCI查看它的交换表，以决定将该包发往哪里。查看它的交换表，以决定将该包发往哪里。可将可将DLCI类比以太网或令牌环网中的类比以太网或令牌环网中的MAC地址来理解。地址来理解。27桂林电子科技大学信息科技学院v1.DLCI的本地有效牲的本地有效牲 DLCI不仅可以用在不仅可以用在PVC的终端，同时远程站点也可利用的终端，同时远程站点也可利用DLCI。远程站点也利用远程站点也利用DLCI来作为来作为VC标识符。标识符。V
32、C的远端站点可以用也的远端站点可以用也可以不用和本地相同的可以不用和本地相同的DLCI。这个特性说明。这个特性说明DLCI具有本地有效性。具有本地有效性。v 2DLCI的全局有效牲的全局有效牲 常规上，常规上，DLCI都具有本地有效性。但都具有本地有效性。但 DLCI也可具有全局有效性。也可具有全局有效性。使用全局有效性，一个使用全局有效性，一个VC的每一端都用一个的每一端都用一个DLCI唯一标识，就唯一标识，就好像在一个好像在一个IP网络中，用网络中，用IP地址来唯一的标识网络中的一个接口。地址来唯一的标识网络中的一个接口。在这种情况下，类似于打电话时必须知道对方的电话号码，如果在这种情况下
33、，类似于打电话时必须知道对方的电话号码，如果路由器要同对等端连接，它就必须知道远程对等端的路由器要同对等端连接，它就必须知道远程对等端的DLCI号。号。28桂林电子科技大学信息科技学院29桂林电子科技大学信息科技学院6.4.4通过帧中继连接局域网通过帧中继连接局域网 将局域网连接到帧中继网络的设备都要封装数据帧或者帧中继将局域网连接到帧中继网络的设备都要封装数据帧或者帧中继内的分组，并把封装后的分组在网络中传输，如图内的分组，并把封装后的分组在网络中传输，如图6.11所示。所示。30桂林电子科技大学信息科技学院6.5 帧中继载荷控制帧中继载荷控制v1.帧中继的错误控制帧中继的错误控制 帧中继是
34、被假设用在可靠的服务供应商网络（如使用高效帧中继是被假设用在可靠的服务供应商网络（如使用高效设备和光纤设备和光纤/数字传输介质的网络）上的流线型协议，因此不数字传输介质的网络）上的流线型协议，因此不提供任何内置的错误纠正能力（当然具有任何广域网协议都有提供任何内置的错误纠正能力（当然具有任何广域网协议都有的错误检测机制，但不具有错误纠正能力）。这意味着，帧中的错误检测机制，但不具有错误纠正能力）。这意味着，帧中继必须依靠上层协议来提供对错误和丢失帧的重传机制。继必须依靠上层协议来提供对错误和丢失帧的重传机制。31桂林电子科技大学信息科技学院v2.帧中继的流帧中继的流/拥塞控制拥塞控制 虽然帧中
35、继的错误控制机制很不完善但它仍然通过协仪虽然帧中继的错误控制机制很不完善但它仍然通过协仪帧地址域内的帧地址域内的FECN和和BECN位提供了伪流控能力（它并不是位提供了伪流控能力（它并不是真正的流控机制，因为仍需要上层协议去承担控制传输速率的真正的流控机制，因为仍需要上层协议去承担控制传输速率的任务）。协议帧的地址域也提供了可丢弃位（任务）。协议帧的地址域也提供了可丢弃位（DE）来实现拥塞）来实现拥塞控制机制。控制机制。除了前面提到的流控和拥塞控制机制，也可通过配置特定的除了前面提到的流控和拥塞控制机制，也可通过配置特定的载荷承载能力，给路由器较大的能力和弹性，以使它能很好地载荷承载能力，给路
36、由器较大的能力和弹性，以使它能很好地调整传输速率和解决与拥塞相关的问题。调整传输速率和解决与拥塞相关的问题。32桂林电子科技大学信息科技学院6.6 帧中继拓扑帧中继拓扑帧中继支持下列拓扑结构：帧中继支持下列拓扑结构：星型拓扑星型拓扑全网状拓扑全网状拓扑部分网状拓扑部分网状拓扑33桂林电子科技大学信息科技学院34桂林电子科技大学信息科技学院6.7 帧中继的实现帧中继的实现v大多数组织采用的既不是单纯的公共网络，也不是单纯的专大多数组织采用的既不是单纯的公共网络，也不是单纯的专用网络体系结构，而是二者的结合用网络体系结构，而是二者的结合一个混合网络设计。一个混合网络设计。这已成为一个大组织的工业化
37、标准体系结构。这就是为什么这已成为一个大组织的工业化标准体系结构。这就是为什么在设计和实施广域网时同时评估公共交换电话网络服务和专在设计和实施广域网时同时评估公共交换电话网络服务和专用线路网络服务非常重要的原因。用线路网络服务非常重要的原因。35桂林电子科技大学信息科技学院v6.7.1 帧中继实现方案帧中继实现方案概念上来说，建立一个帧中继网络有三种方法概念上来说，建立一个帧中继网络有三种方法:专用网络解决方案；专用网络解决方案；使用公共设施的解决方案；使用公共设施的解决方案；混合解决方案，既使用专用设备又使用公共设施混合解决方案，既使用专用设备又使用公共设施。36桂林电子科技大学信息科技学院
38、37桂林电子科技大学信息科技学院38桂林电子科技大学信息科技学院39桂林电子科技大学信息科技学院v6.7.2 终端用户对帧中继网络的访问终端用户对帧中继网络的访问 40桂林电子科技大学信息科技学院v6.7.3 帧中继和专线网的比较帧中继和专线网的比较 41桂林电子科技大学信息科技学院 6.7.4 公用帧中继服务公用帧中继服务v帧中继可提供高速率数据传输的服务。源节点和目的节点之间使帧中继可提供高速率数据传输的服务。源节点和目的节点之间使用租用线路进行通信，这些租用线路一般是部分或全部用租用线路进行通信，这些租用线路一般是部分或全部T1连接。连接。v 为使数据传送到正确的目的地帧中继分组包含寻址
39、信息，根为使数据传送到正确的目的地帧中继分组包含寻址信息，根据这些信息，网络可以保证通过服务供应商的交换线路正确传送据这些信息，网络可以保证通过服务供应商的交换线路正确传送数据，可让用户建立虚电路来在相同的访问链路上进行通信。数据，可让用户建立虚电路来在相同的访问链路上进行通信。v 帧中继网络对网络管理者非常有诱惑力，部分原因是它利用公帧中继网络对网络管理者非常有诱惑力，部分原因是它利用公共数据网络，能使线路、设备和维护具有复杂的网络拓扑的广域共数据网络，能使线路、设备和维护具有复杂的网络拓扑的广域网的网的管理开销减到最小管理开销减到最小。这种省钱方法是可行的，这是因为设计、。这种省钱方法是可
40、行的，这是因为设计、维护网状数据网络的重担落在了服务供应商肩上。维护网状数据网络的重担落在了服务供应商肩上。v 这种安排的优点：其一，减轻了网络管理者管理整个基础设施这种安排的优点：其一，减轻了网络管理者管理整个基础设施的负担。其二，减少了在网络中做必要改动所花费的精力。的负担。其二，减少了在网络中做必要改动所花费的精力。42桂林电子科技大学信息科技学院 第一个公共帧中继服务是第一个公共帧中继服务是1991年在美国引入的。如今，年在美国引入的。如今，帧中继服务主要包括：帧中继服务主要包括：v 基本帧中继传输；基本帧中继传输；v 多种访问方式选择；多种访问方式选择；v 客户网络管理；客户网络管理
41、；v Internet访问；访问；v 国际连接；国际连接；v 网络管理服务；网络管理服务；v 帧中继与帧中继与ATM的互联技术。的互联技术。如图如图 6.18所示，使用帧中继的方法很多。用调制解调所示，使用帧中继的方法很多。用调制解调器模拟拨号访问对于流动工作人员、远程通信和临时网络器模拟拨号访问对于流动工作人员、远程通信和临时网络用户来说是一个非常合适的选择。也可使用交换访问选择，用户来说是一个非常合适的选择。也可使用交换访问选择，如如ISDN等。等。43桂林电子科技大学信息科技学院44桂林电子科技大学信息科技学院6.7.5 随时带宽随时带宽v 帧中继能提供随时带宽，这种能力使得它非常适应于
42、突发性帧中继能提供随时带宽，这种能力使得它非常适应于突发性数据通信。数据通信。v 之所以能提供额外带宽是因为帧中继使用了统计多路复用技之所以能提供额外带宽是因为帧中继使用了统计多路复用技术，这种技术不需要全时段的专用链路。帧中继只在需要数据传术，这种技术不需要全时段的专用链路。帧中继只在需要数据传送时才用带宽。送时才用带宽。v 传统广域网传输使用的是传统广域网传输使用的是时分多路复用技术时分多路复用技术，因此每个广域网，因此每个广域网上的数据传输过程都需要专用带宽。这种方法的缺点是在上的数据传输过程都需要专用带宽。这种方法的缺点是在“数据数据沉默沉默”（即没有数据传输）时也要占用链路。（即没有
43、数据传输）时也要占用链路。v 可以用两种连接速率建立帧中继：可以用两种连接速率建立帧中继：承诺信息速率（承诺信息速率（CIR）和额）和额外的信息速率（外的信息速率（EIR）。）。CIR保证可获得的最小带宽，它取决于对保证可获得的最小带宽，它取决于对正常的通信量的估计。如果网络通信量超过正常的通信量的估计。如果网络通信量超过CIR时，帧中继网络时，帧中继网络会试着建立额外线路来完成传输任务。会试着建立额外线路来完成传输任务。45桂林电子科技大学信息科技学院6.7.6 条件突发条件突发v仅当网络不发生拥塞时（通常在非高峰期），才能以超过仅当网络不发生拥塞时（通常在非高峰期），才能以超过CIR的速的
44、速率发送突发数据。率发送突发数据。这种能力对位于不同时区的分局特别有用。由这种能力对位于不同时区的分局特别有用。由于位于不同的时区，因此每个分局将间隔性地达到高峰期和突发于位于不同的时区，因此每个分局将间隔性地达到高峰期和突发期。当网络不拥塞时，实际上，有时突发数据速率可达到期。当网络不拥塞时，实际上，有时突发数据速率可达到CIR两两倍的容量。倍的容量。v 如果在几个地理上相距遥远的地区有多个站点，那么如果采用如果在几个地理上相距遥远的地区有多个站点，那么如果采用帧中继网络，将会为远程通信预算节省开销。帧中继网络，将会为远程通信预算节省开销。v 帧中继是一种非常有效的本地访问传输区域之间的技术
45、。如果帧中继是一种非常有效的本地访问传输区域之间的技术。如果在同一个城域内有多个站点，采用帧中继并不经济，甚至不可行。在同一个城域内有多个站点，采用帧中继并不经济，甚至不可行。v 决定帧中继技术开销的关键是从用户到帧中继服务提供者的决定帧中继技术开销的关键是从用户到帧中继服务提供者的 56 Kbps或或T1（1.544Mbps）专用租用线路使用的费用。如果所有）专用租用线路使用的费用。如果所有网络在同一区域，使用专用线路当然要比用帧中继便宜。网络在同一区域，使用专用线路当然要比用帧中继便宜。46桂林电子科技大学信息科技学院6.7.7 运营商选择运营商选择v1.承诺信息速率承诺信息速率v2.拥塞
46、控制拥塞控制v3.交换虚电路（交换虚电路（SVC）47桂林电子科技大学信息科技学院6.7.8 帧中继网络需求帧中继网络需求v连接到帧中继网络上所需的硬件和软件配置并不复杂，甚至可以连接到帧中继网络上所需的硬件和软件配置并不复杂，甚至可以说是非常简单。说是非常简单。每个网络需要一个带每个网络需要一个带WAN连接端口（或多个端口）连接端口（或多个端口）的路由器，该端口必须与网络协议相匹配，还需要支持帧中继的的路由器，该端口必须与网络协议相匹配，还需要支持帧中继的路由器软件路由器软件/固件和一个固件和一个DSU/CSU（数据服务单元信道服务单（数据服务单元信道服务单元）网络接口。元）网络接口。v 路
47、由器的配置在配置表内，由帧中继提供商提供的，正确的数路由器的配置在配置表内，由帧中继提供商提供的，正确的数据链路连接标识符信息的简单输入。假设各种连接（如据链路连接标识符信息的简单输入。假设各种连接（如LAN、路、路由器到远程通信网、远程通信网到帧中继网的连接）在物理上都由器到远程通信网、远程通信网到帧中继网的连接）在物理上都正确，并且已开始使用，那么用户的帧中继网络连接就可以运行正确，并且已开始使用，那么用户的帧中继网络连接就可以运行了。了。48桂林电子科技大学信息科技学院6.8 帧中继用户接入规程和设备帧中继用户接入规程和设备v1.帧中继用户接入规程帧中继用户接入规程 用户接入规程主要包括
48、以下几部分内容用户接入规程主要包括以下几部分内容:物理层接口规程物理层接口规程、数、数据链路传输控制据链路传输控制、SVC信令信令、业务参数和服务质量、业务参数和服务质量、PVC管理管理规程规程、拥塞控制、拥塞控制v2.用户接入电路用户接入电路 目前，用户可以采用直通用户电路接入到帧中继网络，也可以采用目前，用户可以采用直通用户电路接入到帧中继网络，也可以采用电话交换电话交换ISDN或拨号交换电路接入帧中继网络。或拨号交换电路接入帧中继网络。3.用户入网方式用户入网方式 局域网接入方式、终端接入帧中继网的形式、专用帧中继网接入公局域网接入方式、终端接入帧中继网的形式、专用帧中继网接入公用帧中继
49、网的形式。用帧中继网的形式。49桂林电子科技大学信息科技学院4.帧中继用户接入设备帧中继用户接入设备 帧中继用户接入设备是用户前端设备帧中继用户接入设备是用户前端设备(CPE)，它是组成帧中继，它是组成帧中继网络的基本要素，负责把帧送到帧中继网。帧中继用户接入网络的基本要素，负责把帧送到帧中继网。帧中继用户接入设备种类繁多，主要包括符合帧中继用户网络规程的帧中继设备种类繁多，主要包括符合帧中继用户网络规程的帧中继终端、帧中继（包）装终端、帧中继（包）装/拆设备拆设备(FRAD)、路由器或网桥。、路由器或网桥。5.帧中继交换机帧中继交换机目前市场上的帧中继交换产品大致有以下目前市场上的帧中继交换
50、产品大致有以下3类：类：改装型改装型X.25分组交换机分组交换机以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机采用信元中继、采用信元中继、ATM技术、支持帧中继接口的技术、支持帧中继接口的ATM交换机交换机50桂林电子科技大学信息科技学院总结总结v帧中继技术是在广域网上交换局域网通信的另一种选择。帧中继帧中继技术是在广域网上交换局域网通信的另一种选择。帧中继是作为对较老的、效率较低的是作为对较老的、效率较低的X.25协议的替换选择而出现的。它协议的替换选择而出现的。它比较简单、高效。设计帧中继的目的是用于数据通信，因此它不比较简单、高效。设计帧中继的目的是用于