0×1.帧中继概述

Frame Relay,简称FR,可以将它看做X.25协议的简化版本,帧中继网络中不考虑传输差错问题,其中的结点只做帧的转发操作,不需要执行接收确认和请求重发等操作;帧中继是一种严格意义上的二层协议。

在帧中继网络中使用VC(Virtual Circuit,虚电路)来互连各个分支,并不需要两个分支之间有单独的物理链路。下面是物理专线和帧中继虚电路的示意图:

帧中继_第1张图片

使用虚电路的最主要好处就是配置方便,建立和拆除虚电路只需要使用命令配置即可,所以虚电路并非真正的物理链路,只是在现有网络的基础上添加的一系列转发规则,就好像在源和目的间存在一条专线一样;相比之下专线则需要综合布线施工,建立和拆除难度较大。

帧中继的工作范围在DTE设备和帧中继交换机之间。

a.帧中继术语

1)VC(Virtual Circuit,虚电路)

帧中继网络中两台DTE设备之间的连接称为虚电路,现在常用的虚电路为PVC(Permanent Virtual Circuit,永久虚电路),PVC由运营商预先配置。

2)DLCI(Data Link Connection Identifier,数据链路连接标识符)

帧中继_第2张图片

DLCI是源设备和目的设备之间标识逻辑电路的一个数据值,该数据值只具有本地意义。在图二中,R1上的DLCI号103标识的是R1到R3的连接,R1上的DLCI号104标识的是R1到R4的连接。不同DTE设备上的DLCI号可以相同,但在同一台DTE设备上不能用相同的DLCI号来标识到不同的连接。 
DLCI号的范围是0-1023,其中0-15以及1008-1023被保留用作特殊用途,所以用户可以配置的DLCI号为16-1007。

3)LMI(Local Management Interface,本地管理接口)

LMI是用户端和帧中继交换机之间的信令标准,负责管理设备之间的连接,维护设备的状态。LMI被用来获知路由器被分配了哪些DLCI,确定PVC的操作状态,有哪些可用的PVC,另外还用来发送维持分组,确保PVC处于激活状态。
LMI的类型有三种:ANSI、Cisco、Q933A,DTE端的LMI配置要和帧中继上的一致,否则LMI不能正常工作,进而导致PVC失败。思科路由上默认的LMI类型为Cisco。

除了上面三个比较常见外,还有下面这些术语,有兴趣的朋友可以自己去查一下每个术语的解释:

承诺信息速率(CIR)
承诺突发(BC)
超量突发(BE)
前向显示拥塞通知(FECN)
后向显示拥塞通知(BECN)
允许丢弃(DE)

b.帧中继运行方式

这一部分结合下面的图三来介绍帧中继是如何工作的,数据包是如何被转发的。

帧中继_第3张图片

1)帧中继帧格式

帧中继的帧和以太网帧一样,也工作在数据链路层,帧的格式如下图:

帧中继_第4张图片

帧中继帧的各字段解释如下:

Flag标志:标志帧的开始和结束
地址:地址字段2个字节中包含了DLCI号(帧中继的帧中只有一个DLCI号,即去往的目的地的DLCI号,2个字节中的10个比特用来储存这个DLCI号);拥塞控制(Congestion Control)占3比特,其中包括1比特的FECN位,1比特的BECN位和1比特的DE位;除此之外地址域中还包含3个比特的其他值。
数据:是一个可变长的字段,包含了封装的上层协议数据。
帧效验序列:用来保证传输数据的完整性。

2)帧中继中的帧转发方式

在图三中,假设R1要将数据发往R3,R1封装DLCI号103(至于为什么R1知道发往R3要封装103这个在下面的帧中继寻址方式中会详细的介绍),将封装好的帧发往帧中继交换机FR1。根据FR1上管理员的配置,FR1知道如果从接口1接收到DLCI号为103的帧,应该将DLCI号修改成112并从接口3发出。此时帧到达FR3,FR3也根据配置得知,从自己的1接口接收到的DLCI号为112的帧,应该将DLCI号修改成301,并从3号接口发出。此时R3接收到FR3发过来的帧中继帧,解封装后交给上层处理。 
从上面的工作方式中可以看出,只要R1封装DLCI号103的帧,就能将数据发往R3,帧中继网云使用DLCI号103和DLCI号301在R1和R3之间建立了一条永久虚电路(PVC),同理R1到R4可以封装104,R4到R1可以封装401。

3)帧中继交换表

在图三的帧中继网络中,FR1-3三台帧中继交换机上都维护着一个帧中继交换表,下面是FR1的帧中继交换表的样式:

帧中继_第5张图片

c.帧中继寻址方式

这一部分将介绍"反向ARP(Inverse ARP)",帧中继中的反向ARP是根据DLCI号解析IP的一个过程,和以太网中通过ARP解析MAC地址很相似。下图描述了这一过程是如何进行的:

帧中继_第6张图片

以上图(图6)R1和R3之间的通信为例,假设R1和帧中继交换机相连的物理接口IP是123.1.1.1,R3和帧中继交换机相连的物理接口IP是123.1.1.3,首先第一步在R1和R3的物理接口上配置帧中继封装(图中第1步),接口开启后,R1和R3会自动向帧中继交换机发送查询信息,该消息可以向帧中继交换机通知本路由状态,还可以查询有哪些可用的DLCI号(图中第2步)。

帧中继交换机通知R1,DLCI号103和104是激活的(图中第3步),可以使用。对于每个激活的DLCI号,R1发送一个反向ARP请求分组,宣告自己的IP,并且封装对应的DLCI号(图中第4步)。

从这一点可以看出,帧中继是不支持广播的,帧中继网络默认是NBMA(Non-Broadcast Multiple Access,非广播多路访问),但可以通过发送多个帧拷贝来解决广播问题。

帧中继网云将R1发来的DLCI号103替换成301发往R3(图中第5步,实际帧中继网络中可能存在很多帧中继交换机,这里假设中间只有一台,便于讲解)。

R3收到帧中继交换机发来的帧,DLCI号是301,R3处理该数据帧并进行应答,R3封装DLCI号为301,并且告知自己的IP是123.1.1.3(图片中第6步),然后从自己的物理接口发回。

帧中继交换机收到这个DLCI号是301的帧,根据自己的交换表,将DLCI号改成103发往R1,R1收到这个应答后在本地的映射中添加R3的IP123.1.1.3和对应的DLCI号103,以后发往123.1.1.3的数据帧就用DLCI号103封装。

最后图中第7步,R1继续发送维持消息,默认10秒一次,此维持消息可以验证帧中继交换机是否处于激活状态。反向ARP默认的发送时间是60秒。

同理R3和R4也可以使用相同的方法获得对方的IP地址和对应的DLCI号。

d.帧中继水平分隔潜在问题

有时候不需要建立全互连型帧中继网络,比如下面这中情况:

帧中继_第7张图片

在这种星型拓扑结构中R1和R2以及R3通过虚电路相连,R2和R3之间没有建立虚电路,R1就像以太网中的一个Hub,R2或R3将路由信息发给R1,因为水平分隔的原因,R1不会将从一个接口接收到的路由信息再从这个接口发回,导致R1上面有所有分支的路由信息,而分支路由间无法学习到路由信息。

解决这一问题的方法是关闭水平分隔,或者使用多个点到点子接口,在后面的配置实例中会详细介绍到。

0×2.帧中继配置实例

a.配置帧中继路由器

帧中继的所有实验都在GNS3中完成,配置下面这张拓扑图,图中四台路由器均为c3640,将R2配置成帧中继交换机,用来模拟帧中继网云,R1、R3、R4是DTE端的路由器配置帧中继封装:

帧中继_第8张图片

首先配置R2成为帧中继交换机。

R2配置:

01 Router>en
02 Router#conf t
03 Router(config)#host Frame-relay-SW
04 /*配置成帧中继交换机*/
05 Frame-relay-SW(config)#frame-relay switching
06 /*进入和R1相连的接口*/
07 Frame-relay-SW(config)#int s 0/0
08
09 /*使用帧中继封装*/
10 Frame-relay-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
11
12 /*
13  * 配置帧中继LMI类型为ANSI,这一句是可选配置,
14  * 如果不配置,思科使用Cisco作为默认的LMI类型
15  */
16 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
17
18 /*
19  * 为了帧中继交换需要将接口改变成DCE,
20  * 这和具体链接的是DCE还是DTE接口无关。
21  */
22 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
23
24 /*
25  * 将s0/0接口接收到的DLCI号103的帧,替换成301从s0/1接口发出。
26  * 将s0/0接收到的DLCI号104的帧,替换成401从s0/2接口发出。
27  */
28 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 103 interface s 0/1 301
29 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 104 interface s 0/2 401
30 Frame-relay-SW(config-if)#no shut /*打开接口*/
31
32 /*配置和R3相连的s0/1接口*/
33 Frame-relay-SW(config-if)#int s 0/1
34 Frame-relay-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
35 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
36 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
37 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 301 interface s 0/0 103
38 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 304 interface s 0/2 403
39 Frame-relay-SW(config-if)#no shut
40
41 /*配置和R4相连的s0/2接口*/
42 Frame-relay-SW(config-if)#int s 0/2
43 Frame-relay-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
44 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
45 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
46 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 403 interface s 0/1 304
47 Frame-relay-SW(config-if)#frame-relay route 401 interface s 0/0 104
48 Frame-relay-SW(config-if)#no shut
49 Frame-relay-SW(config-if)#end

帧中继交换机配置完成后继续下面的配置,配置帧中继网络中其他路由器(R1、R3、R4)。

b.配置其他路由器使用帧中继网络

R1配置:

1 /*配置与帧中继相连的接口使用帧中继封装,再配置IP地址*/
2 R1(config)#int s 0/0
3 R1(config-if)#encapsulation frame-relay
4 R1(config-if)#ip add 123.1.1.1 255.255.255.0
5 R1(config-if)#no shut
6 R1(config-if)#end

R3配置:

1 R3(config)#int s 0/1
2 R3(config-if)#enc f /*命令简写*/
3 R3(config-if)#ip add 123.1.1.3 255.255.255.0
4 R3(config-if)#no shut
5 R3(config-if)#end

R4配置:

1 R4(config)#int s 0/2
2 R4(config-if)#ip add 123.1.1.4 255.255.255.0
3 R4(config-if)#enc f
4 R4(config-if)#no shut
5 R4(config-if)#end

配置完成后测试R1、R3、R4都能互相ping通,使用下面的命令可以查看帧中继DLCI号的映射情况:

01 R1#show frame-relay map
02 /*
03  "ip 123.1.1.3 dlci 103"
04  * 去往123.1.1.3的帧,封装的DLCI号是103,
05  * 本文在帧中继的反向ARP中介绍过这个映射是如何得到的。
06  *
07  "dynamic"表示这种映射关系是动态学习到的。
08  *
09  "broadcast"表示帧中继上支持广播。
10  *
11  "active"表示链路是正常的。
12  */
13 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.3 dlci 103(0x67,0x1870), dynamic,
14               broadcast,, status defined, active
15
16 /*同理,发往123.1.1.4的帧用DLCI号104封装。*/
17 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.4 dlci 104(0x68,0x1880), dynamic,
18               broadcast,, status defined, active

通过下面的命令查看PVC建立和DLCI号的分配情况:

01 R1#show frame-relay pvc
02
03 PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DTE)
04
05 /*
06  * 主要介绍下面这两句,其中的详细参数暂时不需要了解,
07  * R1使用LMI从帧中继交换机(R2)那学到了两条本地可用的DLCI号,
08  * 103和104,"STATUS=ACTIVE"表示PVC链路工作正常,
09  * 如果"STATUS=INACTIVE"表示不可用,一般是远端配置有问题,
10  "STATUS=DELETED"则表示本地配置可能有问题。
11  */
12 DLCI=103,DLCI USAGE=LOCAL, PVC STATUS=ACTIVE, INTERFACE=Serial0/0
13 ....
14
15 DLCI=104,DLCI USAGE=LOCAL, PVC STATUS=ACTIVE, INTERFACE=Serial0/0
16 ....

通过下面的命令查看R1接口的LMI类型:

1 R1#show frame-relay lmi
2
3 /*
4  * R1会自动调整默认的LMI类型和帧中继交换机上配置的一致,
5  "TYPE=ANSI"表示R1的s0/0接口的LMI类型是ANSI。
6  */
7 LMI Statistics for interface Serial0/0(Frame Relay DTE) LMI TYPE=ANSI

在上面的配置中可能出现下面的问题:

如果使用"show frame-relay pvc"查看路由器上面学不到DLCI号,请检查物理接口是否打开(包括帧中继交换机上的物理接口),本地和帧中继交换机相连的接口的封装协议是否被配置成了帧中继,本地接口的LMI类型是否和帧中继交换机的一致。

可以通过查看接口信息来验证:

01 /*
02  * 接口是否开启"Serial0/0 is up, line protocol is up"
03  * 封装协议"Encapsulation FRAME-RELAY"
04  * LMI类型"LMI type is ANSI"
05  */
06 R1#show interfaces s 0/0
07 Serial0/0 is up, line protocol is up
08 ....
09   Encapsulation FRAME-RELAY, crc 16, loopback not set
10 ....
11   LMI DLCI 0  LMI type is ANSI Annex D  frame relay DTE
12 ....

现在R1、R3、R4都能互相ping通对方,但是还存在一个问题,他们ping不通自己的IP,从上面的"show frame-relay map"也可以看出,R1的帧中继映射中没有自己的"123.1.1.1"的映射,它不知道发往这个IP需要封装什么DLCI号,下面继续配置,让他们都能ping通自己。

c.配置帧中继能够ping通自己

为了它们能够ping通自己的IP,需要使用静态映射命令:

01 /*
02  "IP地址"是要去往的目的地址,
03  "DLCI号"是这个IP对应的DLCI,
04  "[broadcast]"可选参数使链路支持广播,
05  * 配置动态路由协议时必须携带此参数,
06  "[cisco|ietf]"中有两个可选参数,
07  * 如果网络中不全是思科设备,存在不同设备互连,
08  * 建议使用"ietf"参数。
09  */
10 R1(config-if)#frame-relay map ip ip地址 DLCI号 [broadcast] [cisco|ietf]

R1、R3、R4添加能ping通自己的静态映射;

R1配置:

1 R1(config)#int s 0/0
2 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 103 broadcast ietf
3 R1(config-if)#end

R3配置:

1 R3(config)#int s 0/1
2 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 301 broadcast ietf
3 R3(config-if)#end

R4配置:

1 R4(config)#int s 0/2
2 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 401 broadcast ietf
3 R4(config-if)#end

这样R1、R3、R4就能够ping通自己的IP了:

01 /*查看帧中继映射*/
02 R1#show frame-relay map
03 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.3 dlci 103(0x67,0x1870), dynamic,
04               broadcast,, status defined, active
05 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.4 dlci 104(0x68,0x1880), dynamic,
06               broadcast,, status defined, active
07
08 /*
09  * 这一条是我们添加的静态映射,在没有指定ieft的时候,
10  * 默认的帧中继封装是CISCO。
11  */
12 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.1 dlci 103(0x67,0x1870), static,
13               broadcast,
14               IETF, status defined, active
15
16 /*
17  * 测试ping自己,虽然是ping自己,但是根据前面的映射可以得知,
18  * 数据是到达了R3后再返回的,如果R3关闭物理接口s0/2,
19  * 这里就会ping不通,大家可以测试一下。
20  */
21 R1#ping 123.1.1.1
22 !!!!!

到这里为止,帧中继网络中的三台路由器都使用了反向ARP从帧中继交换机上获取到DLCI和对应的IP地址,下面一部分将介绍如何关闭反向ARP,使用全手动静态配置来配置帧中继映射。

d.配置帧中继使用静态映射

这一部分手动配置DLCI的静态映射,首先关闭反向ARP,然后清除通过反向ARP学习到的动态映射缓存,然后使用手动配置。

R1配置:

01 R1(config)#int s 0/0
02 /*关闭反向ARP*/
03 R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04 R1(config-if)#end
05 /*清除反向ARP学到的映射缓存*/
06 R1#clear frame-relay inarp
07 R1#conf t
08 /*在接口下添加静态映射*/
09 R1(config)#int s 0/0
10 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 103 broadcast ietf
11 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 104 broadcast ietf
12 R1(config-if)#end

R3配置:

1 R3(config)#int s 0/1
2 R3(config-if)#no frame-relay inverse-arp
3 R3(config-if)#end
4 R3#clear frame-relay inarp
5 R3#conf t
6 R3(config)#int s 0/1
7 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 301 broadcast ietf
8 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 304 broadcast ietf
9 R3(config-if)#end

R4配置:

1 R4(config)#int s 0/2
2 R4(config-if)#no frame-relay inverse-arp
3 R4(config-if)#end
4 R4#clear frame-relay inarp
5 R4#conf t
6 R4(config)#int s 0/2
7 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 401 broadcast ietf
8 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 403 broadcast ietf
9 R4(config-if)#end

配置完成后在R1上查看帧中继映射表:

01 /*可以看到状态全部变成了"static"即静态映射。*/
02 R1#show frame-relay map
03 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.3 dlci 103(0x67,0x1870), static,
04               broadcast,
05               IETF, status defined, active
06 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.4 dlci 104(0x68,0x1880), static,
07               broadcast,
08               IETF, status defined, active
09 Serial0/0 (up): ip 123.1.1.1 dlci 103(0x67,0x1870), static,
10               broadcast,
11               IETF, status defined, active

e.RIP over 帧中继

帧中继作为二层链路,上面可以运行各种动态路由协议。在GNS3中完成下图配置,在帧中继网络中运行RIP协议。

帧中继_第9张图片

R2被配置成帧中继交换机,其中只有两条虚电路R1-R3和R1-R4,R1 s0/0的IP为123.1.1.1,R3 s0/1的IP为123.1.1.3,R4 s0/2的IP为123.1.1.4,它们上面各有一个回环接口,这些接口都被发布到RIP协议中。

首先将R2配置成帧中继交换机:

01 Router>en
02 Router#conf t
03 Router(config)#host FR-SW
04 FR-SW(config)#frame-relay switching
05
06 FR-SW(config)#int s 0/0
07 FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
08 FR-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
09 FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
10 /*仅配置R1-R3以及R1-R4的虚电路*/
11 FR-SW(config-if)#frame-relay route 103 interface s 0/1 301
12 FR-SW(config-if)#frame-relay route 104 interface s 0/2 401
13
14 FR-SW(config-if)#int s 0/1
15 FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
16 FR-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
17 FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
18 FR-SW(config-if)#frame-relay route 301 interface s 0/0 103
19 FR-SW(config-if)#no shut
20
21 FR-SW(config-if)#int s 0/2
22 FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
23 FR-SW(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
24 FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
25 FR-SW(config-if)#frame-relay route 401 interface s 0/0 104
26 FR-SW(config-if)#no shut
27 FR-SW(config-if)#end

R1配置:

01 R1(config)#int s 0/0
02 /*使用帧中继封装*/
03 R1(config-if)#encapsulation frame-relay
04 /*关闭反向ARP,使用手动静态映射配置*/
05 R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp
06
07 /*配置静态映射*/
08 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 103 broadcast ietf
09 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 103 broadcast ietf
10 R1(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 104 broadcast ietf
11 R1(config-if)#ip add 123.1.1.1 255.255.255.0
12 R1(config-if)#no shut
13
14 R1(config-if)#int lo 0
15 R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
16 R1(config-if)#no shut
17
18 R1(config-if)#router rip /*配置RIP,宣告所有接口*/
19 R1(config-router)#net 1.0.0.0
20 R1(config-router)#net 123.0.0.0
21 R1(config-router)#end

R3配置:

01 R3(config)#int s 0/1
02 R3(config-if)#encapsulation frame-relay
03 R3(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 301 broadcast ietf
05
06 /*让R3能ping通自己*/
07 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 301 broadcast ietf
08
09 /*因为R3和R4之间并没有虚电路,所以发往R4的数据要先封装成301发往R1*/
10 R3(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 301 broadcast ietf
11 R3(config-if)#ip add 123.1.1.3 255.255.255.0
12 R3(config-if)#no shut
13
14 R3(config-if)#int lo0
15 R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0
16 R3(config-if)#no shut
17 R3(config-if)#router rip
18 R3(config-router)#net 3.0.0.0
19 R3(config-router)#net 123.0.0.0
20 R3(config-router)#end

R4配置:

01 R4(config)#int s 0/2
02 R4(config-if)#encapsulation frame-relay
03 R4(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.1 401 broadcast
05
06 /*让R4能ping通自己*/
07 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.4 401 broadcast
08
09 /*因为R4和R3之间没有配置虚电路,发往R3的数据先发往R1*/
10 R4(config-if)#frame-relay map ip 123.1.1.3 401 broadcast
11 R4(config-if)#ip add 123.1.1.4 255.255.255.0
12 R4(config-if)#no shut
13
14 R4(config-if)#int lo 0
15 R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.0
16 R4(config-if)#no shut
17
18 R4(config-if)#router rip
19 R4(config-router)#net 4.0.0.0
20 R4(config-router)#net 123.0.0.0
21 R4(config-router)#end

配置完成后全网后能互相通信,在R4上查看路由表和帧中继映射表:

01 /*显示R4已经学习到R1和R3上面的回环接口信息*/
02 R4#show ip route
03
04 Gateway of last resort is not set
05
06 R    1.0.0.0/8 [120/1] via 123.1.1.1, 00:00:18, Serial0/2
07 R    3.0.0.0/8 [120/2] via 123.1.1.1, 00:00:18, Serial0/2
08      4.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
09 C       4.4.4.0 is directly connected, Loopback0
10      123.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
11 C       123.1.1.0 is directly connected, Serial0/2
12
13 /*静态映射全部是激活可用的*/
14 R4#show frame-relay map
15 Serial0/2 (up): ip 123.1.1.3 dlci 401(0x191,0x6410), static,
16               broadcast,
17               IETF, status defined, active
18 Serial0/2 (up): ip 123.1.1.4 dlci 401(0x191,0x6410), static,
19               broadcast,
20               IETF, status defined, active
21 Serial0/2 (up): ip 123.1.1.1 dlci 401(0x191,0x6410), static,
22               broadcast,
23               IETF, status defined, active
24
25 /*
26  * 这个时候假设R4去ping 3.3.3.3,首先R4查询路由表,
27  * 发现"3.0.0.0/8 [120/2] via 123.1.1.1",
28  * 发往3.0.0.0/8网段的数据要发给123.1.1.1即R1,
29  * R4再查询帧中继映射表,发现"ip 123.1.1.1 dlci 401"
30  * 所以R4用DLCI号401封装这个帧发往R1。
31  */

从上面的输出中并没有出现上面"帧中继水平分隔潜在问题"中提到的水平分隔问题,这是因为帧中继物理接口默认关闭了水平分隔,在R1上查看接口信息:

1 R1#show ip int s 0/0
2 Serial0/0 is up, line protocol is up
3 ....
4   Split horizon is disabled /*水平分隔是关闭的*/
5 ....

可以使用下面的命令打开水平分隔:

1 R1(config)#int s 0/0
2 R1(config-if)#ip split-horizon
3 R1(config-if)#end

打开水平分隔后稍等一段时间,RIP收敛后,R3上面就看不到R4回环接口的路由了,同样R4上面也看不到R3的回环接口路由了。

除了关闭水平分隔外,还可以使用接下来介绍的方法,使用点到点子接口来解决水平分隔在帧中继网络中导致的问题。

f.配置帧中继子接口

这一部分来配置一个稍微复杂一点的拓扑,在这个拓扑中会综合运用到两种子接口:点到点子接口(Point-to-Point)、多点子接口(Multipoint)。

帧中继_第10张图片

如上图所示,R5被配置成帧中继交换机,其中有三条虚电路R1-R2,R1-R3,R1-R4,在R1的s0/0接口上启用了子接口,其中s0/0.1用来连接R2,是一个点到点子接口,s0/0.2被用来连接R3和R4,是一个多点子接口。R1 s0/0.1的IP为12.1.1.1、s0/0.2的IP地址为134.1.1.1,R2的s0/1的IP地址为12.1.1.2,R3的s0/2的IP地址为134.1.1.3,R4的s0/3的IP地址为134.1.1.4。每个路由上都有一个回环接口,IP如图所示。在这个帧中继网络上运行RIP协议,测试多点子接口存在的水平分隔问题。

首先配置R5成为帧中继交换机:

01 Router>en
02 Router#conf t
03 Router(config)#host RF-SW
04 RF-SW(config)#frame-relay switch
05 RF-SW(config)#int s 0/0
06 RF-SW(config-if)#encap frame
07 RF-SW(config-if)#frame lmi-type ansi
08 RF-SW(config-if)#frame intf-type dce
09 RF-SW(config-if)#frame route 102 int s 0/1 201
10 RF-SW(config-if)#frame route 103 int s 0/2 301
11 RF-SW(config-if)#frame route 104 int s 0/3 401
12 RF-SW(config-if)#no shut
13 RF-SW(config-if)#int s 0/1
14 RF-SW(config-if)#encap frame
15 RF-SW(config-if)#frame lmi-type ansi
16 RF-SW(config-if)#frame intf-type dce
17 RF-SW(config-if)#frame route 201 int s 0/0 102
18 RF-SW(config-if)#no shut
19 RF-SW(config-if)#int s 0/2
20 RF-SW(config-if)#encap frame
21 RF-SW(config-if)#frame lmi-type ansi
22 RF-SW(config-if)#frame intf-type dce
23 RF-SW(config-if)#frame route 301 int s 0/0 103
24 RF-SW(config-if)#no shut
25 RF-SW(config-if)#int s 0/3
26 RF-SW(config-if)#encap frame
27 RF-SW(config-if)#frame lmi-type ansi
28 RF-SW(config-if)#frame intf-type dce
29 RF-SW(config-if)#frame route 401 int s 0/0 104
30 RF-SW(config-if)#no shut
31 RF-SW(config-if)#end

在R1上配置点到点和多点子接口:

01 R1(config)#int s 0/0
02 R1(config-if)#encap frame
03 R1(config-if)#no frame inverse-arp
04 R1(config-if)#no shut /*物理接口只需要打开即可*/
05
06 /*配置点到点子接口*/
07 R1(config-if)#int s 0/0.1 point-to-point
08 R1(config-subif)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0
09 /*
10  * 点到点子接口不需要和物理接口一样配置静态映射,
11  * 只要指明该接口使用的DLCI号即可,
12  * 点到点子接口上去往该子接口的IP地址(12.1.1.1)
13  * 或远端(R2的12.1.1.2)的数据都使用这个DLCI号封装。
14  */
15 R1(config-subif)#frame-relay interface-dlci 102
16
17 /*配置多点子接口*/
18 R1(config-fr-dlci)#int s 0/0.2 multipoint
19 R1(config-subif)#ip add 134.1.1.1 255.255.255.0
20
21 /*多点子接口的静态映射和物理接口相同*/
22 R1(config-subif)#frame-relay map ip 134.1.1.1 103 broadcast ietf
23 R1(config-subif)#frame-relay map ip 134.1.1.4 104 broadcast ietf
24 R1(config-subif)#frame-relay map ip 134.1.1.3 103 broadcast ietf
25 R1(config-subif)#int lo 0
26 R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
27 R1(config-if)#no shut
28 R1(config-if)#router rip  /*启用RIP协议*/
29 R1(config-router)#net 1.0.0.0
30 R1(config-router)#net 12.0.0.0
31 R1(config-router)#net 134.1.0.0
32 R1(config-router)#end

R2配置:

01 R2(config)#int s 0/1
02 R2(config-if)#encapsulation frame-relay
03 R2(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04 R2(config-if)#frame-relay map ip 12.1.1.1 201 broadcast ietf
05 R2(config-if)#frame-relay map ip 12.1.1.2 201 broadcast ietf
06 R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0
07 R2(config-if)#no shut
08 R2(config-if)#int lo 0
09 R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.0
10 R2(config-if)#no shut
11 R2(config-if)#router rip
12 R2(config-router)#net 2.0.0.0
13 R2(config-router)#net 12.0.0.0
14 R2(config-router)#end

R3配置:

01 R3(config)#int s 0/2
02 R3(config-if)#encapsulation frame-relay
03 R3(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04
05 /*配置静态映射,去往R1*/
06 R3(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.1 301 broadcast ietf
07 /*因为R3和R4之间没有配置虚电路,所以去往R4要先发往R1*/
08 R3(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.4 301 broadcast ietf
09 /*配置R3能够ping通自己*/
10 R3(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.3 301 broadcast ietf
11 R3(config-if)#ip add 134.1.1.3 255.255.255.0
12 R3(config-if)#no shut
13 R3(config-if)#int lo 0
14 R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0
15 R3(config-if)#no shut
16
17 R3(config-if)#router rip
18 R3(config-router)#net 3.0.0.0
19 R3(config-router)#net 134.1.0.0
20 R3(config-router)#end

R4配置:

01 R4(config)#int s 0/3
02 R4(config-if)#encapsulation frame-relay
03 R4(config-if)#no frame-relay inverse-arp
04 R4(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.1 401 broadcast ietf
05 R4(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.3 401 broadcast ietf
06 R4(config-if)#frame-relay map ip 134.1.1.4 401 broadcast ietf
07 R4(config-if)#ip add 134.1.1.4 255.255.255.0
08 R4(config-if)#no shut
09 R4(config-if)#int lo 0
10 R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.0
11 R4(config-if)#no shut
12 R4(config-if)#router rip
13 R4(config-router)#net 4.0.0.0
14 R4(config-router)#net 134.1.0.0
15 R4(config-router)#end

可以在R1上查看子接口信息来验证默认情况下,点到点子接口和多点子接口的水平分隔都是打开的:

01 R1#show ip interface s 0/0.1
02 Serial0/0.1 is up, line protocol is up
03 ....
04   Split horizon is enabled
05 ....
06
07 R1#show ip interface s 0/0.2
08 Serial0/0.2 is up, line protocol is up
09 ....
10   Split horizon is enabled
11 ....

在R2的多点子接口上连接了两台路由器R3和R4,查看R3的路由表:

1 R3#show ip route
2 /*从路由表中看不到R4的回环接口的信息*/
3 R    1.0.0.0/8 [120/1] via 134.1.1.1, 00:00:28, Serial0/2
4 R    2.0.0.0/8 [120/2] via 134.1.1.1, 00:00:28, Serial0/2
5      3.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
6 C       3.3.3.0 is directly connected, Loopback0
7 R    12.0.0.0/8 [120/1] via 134.1.1.1, 00:00:28, Serial0/2
8      134.1.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
9 C       134.1.1.0 is directly connected, Serial0/2

同样,在R4上面也看不到R3回环接口的信息,这就是因为R1上s0/0.2接口上默认的水平分隔设置导致的,用下面的命令关闭R1的s0/0.2子接口的水平分隔:

1 R1(config)#int s 0/0.2
2 R1(config-subif)#no ip split-horizon
3 R1(config-subif)#end

再次查看R3的路由表:

01 R3#show ip route
02
03 R    1.0.0.0/8 [120/1] via 134.1.1.1, 00:00:13, Serial0/2
04 R    2.0.0.0/8 [120/2] via 134.1.1.1, 00:00:13, Serial0/2
05      3.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
06 C       3.3.3.0 is directly connected, Loopback0
07 /*已经学习到了R4的回环接口信息*/
08 R    4.0.0.0/8 [120/2] via 134.1.1.1, 00:00:13, Serial0/2
09 R    12.0.0.0/8 [120/1] via 134.1.1.1, 00:00:13, Serial0/2
10      134.1.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
11 C       134.1.1.0 is directly connected, Serial0/2
12
13 /*测试ping R4回环接口*/
14 R3#ping 4.4.4.4
15 !!!!!  /*成功*/

这一部分演示了路由器子接口配置(点到点子接口和多点子接口)以及多点子接口上面需要注意的水平分隔问题。

0×3.EIGRP over 帧中继