帧中继 Frame Relay

帧中继(Frame Relay)是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。大多数公共电信局都提供帧中继服务,把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。帧中继是进入带宽范围从56Kbps到1.544Mbps的广域分组交换网的用户接口。

 

Frame-Relay 技术创立于80 年代,到90 年代获得了巨大的发展。它结合了X.25 统计多路复用和端口共享技术,以及TDM 电路交换的高速度低延迟的特点。 帧中继思想源于X.25,但是为了更好的实现互联互通,去掉了X.25 的第3 层协议,并将寻址和多路复用集中在第二层。这样和OSI 模型更加兼容,同时在2 层实现了PVC的控制,并且在错误发生时,仅检查是不是无错的有效帧,而不要求重发,从而丢弃了顺序,窗口,应答以及监督帧等高层协议功能。在帧中继结构中主要包括帧模式承载服务的连接访问过程(LAPF)的核心和控制协议。

 

特点

1. 使用光纤作为传输介质,因此误码率极低,能实现近似无差错传输,减少了进行差错校验的开销,提高了网络的吞吐量,它的数据传输速率和传输时延比X.25网络要分别高或低至少一个数量级;

2. 因为采用了基于变长帧的异步多路复用技术,帧中继主要用于数据传输,而不适合语音、视频或其他对时延时间敏感的信息传输;

3. 仅提供面向连接的虚电路服务;

4. 仅能检测到传输错误,而不试图纠正错误,而只是简单地将错误帧丢弃;

5. 帧长度可变,允许最大帧长度在1600B以上;

6. 帧中继是一种宽带分组交换,使用复用技术时,其传输速率可高达44.6Mbps;

Frame Relay(帧中继)_第1张图片

CIR 承诺信息率

帧中继为每个用户提供部分专用的带宽工作,并在电信网络有可用资源的情况下允许用户超过他们保证的带宽,帧中继提供商允许用户购买稍低于其真正需要的带宽。

访问速率:帧中继接口可以传输的最大速率;

CIR:数据传输承诺的最大速率,即服务提供商承诺传输的平均值;

 

DLCI寻址

帧中继是一个第二层的面向连接的协议,两个端点之间的帧中继链路可以是永久的或可交换的,一个永久的帧中继虚链路成为PVC,而一个可交换的帧中继虚链路成为SVC。

一条点到点的PVC连接两个端点,每一个端点通过一个DLCI使用PVC。这些DLCI 的值是局部有效的,也就是说在帧中继网络中,不同的端口的DLCI 值是无需不同的。帧中继网络的基础工作是从一个端口接收业务,检测与这个业务相连的DLCI值,并以适当的DLCI 值将这个业务从适当的端口发送到目标结点去。在这个电路两旁的前后两个DLCI 值可以相同,亦可不同,如果不同,帧中继交换网络负责DLCI 标志的转换。

 

工作原理:当路由器A要向路由器B发送帧时,它在IARP或手动DLCI映射表中查询要到达的IP地址。经过DLCI标识,加上在帧中继报头的DLCI字段中查找到的DLCI值,然后发送出去。服务提供商的入×××换机获得此帧后,在DLCI/物理端口组合表中进行查找。根据那个组合表,它发现在这个报头中使用了一个新的本地意义的DLCI,并且在表中有相同的入口,它找到一个输出端口。对于路由器B上发生同样的情况。

 

本地管理接口

本地管理接口(Local Management Interface LMI)是路由器和它连接的第一个帧中继交换机之间使用的信令标准。

帧中继实现过程中有ANSI 和ITU-T 两种标准:

Frame Relay(帧中继)_第2张图片

在cisco设备上默认类型是cisco,但可以修改为ANSI和Q.933A。

虚电路3中状态

Active state(活动状态):所有东西都是活动的,路由器可以交换信息;

Inactive state(非活跃状态):路由器的接口是活动的,并和所连接的交换局工作正常,但是远程路由器没有正常工作;

Deleted state(删除状态):接口没有接收到交换机的任何LMI信息;

 

帧中继拥塞控制

3种拥塞位及其意义

丢弃合格(Discard Eligibility DE):当产生突发流量时,如果服务提供商的网络发生拥塞,任何超过CIR的都有可能被丢弃;

前向显式拥塞通知FECN:当帧中继网络认为网络中发生拥塞时,交换机将数据包报头中的前向显式拥塞通知位设置为1,指示目的DCE经过的路径发生了拥塞;

后向显式拥塞通知BECN:当交换机探测到帧中继网络中发生拥塞时,它设置帧中继数据包中的后向显式拥塞通知位,此数据包将发送给源路由器;

 

Frame-Relay配置

Frame Relay(帧中继)_第3张图片

Router1

interfaceserial 0/0
ip address 192.168.123.1 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
 
frame-relay map ip 192.168.123.2 102 broadcast
frame-relay map ip 192.168.123.3 103 broadcast

Router2
interface serial 0/0
ip address 192.168.123.2 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
 
frame-relay map ip 192.168.123.1 201 broadcast

Router3

interfaceserial 0/0
ip address 192.168.123.3 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
 
frame-relay map ip 192.168.123.1 301 broadcast