31-广域网——帧中继技术
1. 帧中继技术
帧中继（Frame Relay ，FR）是一种包交换技术，运行在OSI网络模型中二层（数据链路层），它是X.25技术的简化版，具有更好的通信性能。帧中继技术在中小型企业中的广域网中比较常用，相比于直接开通一条专线线路来说，帧中继线路的通信费用更低。
帧中继技术具有以下特点：
- 采用分组交换技术
- 网络费用低，网络资源利用率高
- 是X.25技术的简化版，并兼容X.25，tcp/ip等多种网络协议
2. 帧中继技术的应用场景
一般企业用户需要通过租用的专线线路把各地分散的网络连接起来，如果采用点对点专线线路的话，ISP（因特网服务提供商）需要给每个地方的路由器分配一条物理线路，如下图所示：
如果是采用点对点专线线路方式通信，R1想要和其他设备进行通信就需要跟每台设备建立一条物理线路，R2，R3等设备以此类推，这意味着每台设备就需要4条物理线路。但是使用帧中继技术的话，因为帧中继网络是共享的，所以每台设备可以通过一条物理线路连接到帧中继网络中，这样就极大地减少了线路，减少了网络费用。
3. 帧中继的术语
现在我们来了解一下帧中继的几个术语：PVC ，LMI ，DLCI ，IARP。
PVC：永久虚电路（Permanent Virtual Circuit，简称PVC）是永久建立的线路，用于两台设备通信而建立的一条逻辑专线，实际上是由ISP在帧中继交换机上配置交换表实现两台设备通信。
LMI：本地管理接口 ，是路由器和帧中继交换机之间的一种通信协议，实际上就是路由器和帧中继交换机相互发送hello包来检测路由器和交换机之间的连接，以维护其连接状态。
DLCI：数据链路连接标识符，其实就是一个序号，其范围是0 ~ 1023，其中0-15以及1008-1023被保留用作特殊用途。通常是用于标识网络中中的PVC线路，也就是说每条PVC线路都会有一个DLCI序号。简单来理解DLCI就是一个数据链路层地址，设备之间通信需要通过DLCI来完成，包括帧中继交换机的交换表也需要用到DLCI地址。
IARP：逆向ARP，通常用于一个设备有多个目的可以访问时，需要通过IARP来确定具体要访问的目的地。
4. 部署帧中继技术
我们可以看到上图建立的R1到R2的通信线路就是一条PVC线路，每条线路标识的序号就是DLCI，也就是所谓的数据链路地址（数据链路标识符），每条PVC线路都会使用LMI协议来维护连接及其状态，如果想要实现R1，R2，R3设备之间通信的话，还需要配置帧中继交换机的映射表。
首先配置帧中继交换机，开启帧中继交换功能，然后封装每个接口为帧中继协议，并定义为DCE接口，配置如下：
//开启帧中继交换功能
FR-SW#conf t
FR-SW(config)#frame-relay switching
为每个接口封装帧中继协议并定义为DCE接口，因为运营商的帧中继网络是DCE接口，配置如下：
FR-SW(config)#int s0/1
FR-SW(config-if)#no shutdown
FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
FR-SW(config-if)#exit
FR-SW(config)#int s0/2
FR-SW(config-if)#no shutdown
FR-SW(config-if)#encapsulation
FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
FR-SW(config-if)#exit
FR-SW(config)#int s0/3
FR-SW(config-if)#no shutdown
FR-SW(config-if)#encapsulation frame-relay
FR-SW(config-if)#frame-relay intf-type dce
FR-SW(config-if)#exit
然后在FR-SW帧中继交换机的交换表中配置两条专线线路：R1 - R2和R1 - R3，配置如下：
FR-SW(config)#
FR-SW(config)#int s0/1
FR-SW(config-if)#frame-relay route 102 interface s0/2 201
FR-SW(config-if)#frame-relay route 103 interface s0/3 301
FR-SW(config-if)#exit
FR-SW(config)#
FR-SW(config)#int s0/2
FR-SW(config-if)#frame-relay route 201 interface s0/1 102
FR-SW(config-if)#exit
FR-SW(config)#int s0/3
FR-SW(config-if)#frame-relay route 301 interface s0/1 103
FR-SW(config-if)#exit
FR-SW(config)#以frame-relay route 102 interface s0/2 201命令为例，在帧中继交换机的s0/1口配置路由信息：s0/1口的102到s0/2口的201路由信息。
在R1设备的接口封装为帧中继协议，并关闭IARP协议，然后配置映射表：
R1(config)#int s0/0
R1(config-if)#encapsulation frame-relay
R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.2 102 broadcast
R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.3 103 broadcast
R1(config-if)#exit
R1(config)#对于R2，R3设备也需要关闭IARP协议并配置映射表......
R2设备配置：
R2(config)#int s0/0
R2(config-if)#no shutdown
R2(config-if)#encapsulation frame-relay
R2(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R2(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.1 201 broadcast
R2(config-if)#exit
R2(config)#
R3设备配置如下：
R3(config)#int s0/0
R3(config-if)#no shutdown
R3(config-if)#encapsulation frame-relay
R3(config-if)#no frame-relay inverse-arp
R3(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.1 301 broadcast
R3(config-if)#exit
R3(config)#另外，还需要配置三台设备的ip地址，这里略过......
然后查看设备的PVC线路，以R1设备为例：
R1#show frame-relay pvc
PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DTE)
Active Inactive Deleted Static
Local 2 0 0 0
Switched 0 0 0 0
Unused 0 0 0 0
//PVC线路是ACTIVE，正常
DLCI = 102, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0
input pkts 0 output pkts 0 in bytes 0
out bytes 0 dropped pkts 0 in pkts dropped 0
out pkts dropped 0 out bytes dropped 0
in FECN pkts 0 in BECN pkts 0 out FECN pkts 0
out BECN pkts 0 in DE pkts 0 out DE pkts 0
out bcast pkts 0 out bcast bytes 0
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
pvc create time 00:21:29, last time pvc status changed 00:00:29
DLCI = 103, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0
input pkts 0 output pkts 0 in bytes 0
out bytes 0 dropped pkts 0 in pkts dropped 0
out pkts dropped 0 out bytes dropped 0
in FECN pkts 0 in BECN pkts 0 out FECN pkts 0
out BECN pkts 0 in DE pkts 0 out DE pkts 0
out bcast pkts 0 out bcast bytes 0
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
pvc create time 00:21:16, last time pvc status changed 00:00:17
R1#一般PVC线路有三种状态：ACTIVE则表示PVC线路完全正常；INACITVE表示本端PVC线路正常，但是对端不正常；DELETED表示本端PVC线路有故障。当通过show命令查看pvc线路的状态是ACTIVE的话，说明该线路是正常的。
查看R1设备的映射表信息：
R1#show frame-relay map
Serial0/0 (up): ip 192.168.1.2 dlci 102(0x66,0x1860), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active
Serial0/0 (up): ip 192.168.1.3 dlci 103(0x67,0x1870), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active
R1#在之前的配置中是关闭了IARP协议，手动绑定了DLCI和IP之间的映射，因此这里显示是static，并且是处于Active状态，说明映射是正常的。R1设备的映射表学到了R2和R3设备的两条映射信息。
查看帧中继交换机的路由表信息：
FR-SW#show frame-relay route
Input Intf Input Dlci Output Intf Output Dlci Status
Serial0/1 102 Serial0/2 201 active
Serial0/1 103 Serial0/3 301 active
Serial0/2 201 Serial0/1 102 active
Serial0/3 301 Serial0/1 103 active
FR-SW#
测试网络连通性：
R1#ping 192.168.1.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.3, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 92/95/104 ms
R1#ping 192.168.1.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 68/93/104 ms
R1#
R2#ping 192.168.1.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.3, timeout is 2 seconds:
.....
Success rate is 0 percent (0/5)
R2#从测试结果来看，R2和R3之间是无法通信的，这是因为由于分支之间没有到对方的映射信息，所以无法通信，如果分点之间想要通信还需要加入对方的映射信息，这个任务就交给你们了。
到此帧中继技术实验完成。