Frame-Relay混合网络拓扑配置与概念

-Frame-Relay 混合网络拓扑配置与概念

Frame-Relay 原理：

Frame-Relay （帧中继）简称 FR, 是国际电信联盟通信标准化组（ ITU-T ）和美国国家标准化协会 (ANSI) 制定的一种标准，它定义在公共数据网络（ PDN ）上发送数据的过程。它是一种面向连接的数据链路技术，为提高高性能和高效率数据传输进行了技术简化。由于帧中继没有 X.25 中使用的窗口流控和重传策略，没有与复杂的纠错相关的开销，因此，帧中继对于需要高吞吐率的应用是非常适宜的。

FR 可以在典型速率 56Kbit/s 到 2Mbit/s 范围内（更高的速率也可以使用）的多种不同的物理层设备的服务中使用。提供 FR 服务的网络既可以是服务于公众的传输网络，也可以使服务于单个企业的私有设备的网络。

FR 支持永久虚链路 PVC 和交换虚链路 SVC 。 PVC 是帧中继虚链路中最普遍的类型，是永久建立的连接，它一般用于 DTE 设备之间通过 FR 网络有频繁、持续的数据传输的情况。 SVC 是暂时的连接，它一般用于 DTE 设备之间通过帧中继网络仅有不定时的数据传输的情况。每一个 SVC 连接都需要有呼叫建立和拆除过程。 Cisco IOS 11.2 以上版本支持帧中继 SVC 。在实施 SVC 之前首先要搞清楚：你的网络运营商是否支持 SVC, 因为很多运营商仅支持 PVC 。

对帧中继提供商而言， SVC 有几个优点，比如更容易管理帧中继云图，使用它的带宽。但因为 SVC 的价格比 PVC 要高，其协议标准既然相当新，大多数 FR 网络提供商仍使用 PVC, 本实验也只配置 PVC 。

实验目的：

1 、 了解帧中继的工作原理

2 、 模拟帧中继网络实现帧中继 Point-to-Point 和 Multipoint 通信

实验网络拓扑详解：

本实验采用的是 4 台 cisco2621 型路由器中间接的是提供商的 Frame-Relay ；

R1 与 R2 、 R3 之间， R1 采用 S0.1 子接口与 R2 、 R3 的 S0 接口实现 Multipoint ；

R1 与 R4 之间， R1 采用 S0.2 子接口与 R4 的 S0 接口实现 Point-to-Point

从而达到这个 Frame-Relay 混合网络通信

实验网络拓扑如下：

 

 

配置 Multipoint 帧中继通信

点到多点： 在一个子接口上建立多条到多个远程路由器物理接口或子接口的 PVC 连接。在这种情况下，所有涉及到的接口都在同一个子网中，并且每个（子）接口都有它自己的本地 DLCI 号。在这种情况中，因为子接口像一个常规的 NBMA （ NAMA― 非广播多址网络，像 X.25 、帧中继和 ATM 等，可以连接两台以上的路由器，但是她们没有广播数据包的能力。一个在 NBMA 网络上的路由器发送的报文将不能被其它与之相连的路由器收到。结果，在这些网络上的路由器有必要增加另外的配置来获得它们的邻居。在 NBMA 网络上的 OSPF 路由器需要选举 DR 和 BDR ，并且所有的 OSPF 报文都是单播的）帧中继网络物理接口一样工作，对路由更新广播数据包的转发遵循从水平分割规则。

配置 point-to-point 帧中继通信

点到点： 在一个子接口上建立一条到远端路由器上某个物理接口或某个子接口的 PVC 连接。在这种情况下，一条 PVC 连接两端的接口在同一个子网中，并且每个（子）接口都有一个 DLCI 号码。在这种环境中，广播不是什么问题，因为路由器的连接是点到点的，如同一条专线一样。

 

命令的具体解释：

1 、 Frame-relay switching 开启路由器模拟交换机功能

2 、 No ip address 不进行 IP 地址的配置

3 、 Encapsulation frame-relay cisco/ietf 封装类型为 frame-relay （为了配置帧中继接口，必须选择在每一端封装数据流量的封装类型。有两种可能的帧中继封装： Cisco 封装和 IETF 封装。缺省情况下，一个接口使用 Cisco 帧中继封装方法。该方法在 Cisco 中优先选用，但如果路由器在帧中继网络中与另一个厂商的网络设备相连，则不应该使用这种方法。

4 、 Clock rate 56000 设置本端的端口速率是 56000Kbps/s （设置端口速率只需要在 DCE 端设置，而 DTE 端跟随就可以了）

5 、 Frame-relay lmi-type cisco 定义模拟帧中继交换机所使用的 LMI 类型为 Cisco （缺省的 LMI 类型就是 Cisco 类型，如果使用 Cisco IOS 11.1 版本或它以前的版本，必须使用手工定义帧中继交换机所使用的 LMI 类型，命令格式如下：

Router （ config-if ） #frame-relay lmi-type {ansi | Cisco | q933i} 当使用 Cisco IOS 11.2 及以上版本时， LMI 类型可以被自动感知，所以不需要进行任何配置。如果指定 LMI 类型，自动感知则不起作用。

6 、 No ip split-horizon 关闭水平分割

7 、 No frame-relay inverse-arp 关闭帧中继反向 ARP （反向 ARP 被发展成提供一个用于动态的 DLCI 到第三层地址映射的方法。反向 ARP 与地址解析协议在 LAN 上的工作方式很相似。在路由器从交换机上知道了 PVC 及其相应的 DLCI 后，路由器能够往 PVC 的其他端发送反向 ARP 请求。路由器对每个在接口上配置的协议的 DLCI 发送一个反向 ARP 请求。反向 ARP 请求询问远端路由器的第三层地址，同时给远端系统提供本系统的第三层地址）。

8 配置物理接口去使用帧中继子接口

子接口是对一个物理接口的逻辑划分。在水平分割路由环境中，在一个子接口上接收到的路由更新可以向其他子接口发送。在子接口配置中，每条虚电路都可以被配置成点到点连接，使子接口像一条专线一样操作。

使用子接口的一个主要原因是为了使距离矢量路由协议能在水平分割的路由环境中正确地运作。在某个子接口上所收到的路由更新广播数据包可以被转发到其他子接口上去。

 CISCO2621 设备资料

Building configuration...

Version 12.1

service timestamps debug uptime

service timestamps log uptime

no service password-encryption

R1 的具体配置

R1(config)#hostname R1

R1(config)#interface Loopback0

R1(config-if)# ip address 100.100.1.1 255.255.255.0

R1(config)#interface Serial0

R1(config-if)#no ip address

R1(config-if)#no shutdown

R1(config-if)#encapsulation frame-relay

R1(config-if)#interface Serial0.1 multipoint

R1(config-subif)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

R1(config-subif)#frame-relay interface-dlci 102

R1(config-subif)#frame-relay interface-dlci 103

R1(config-if)#bandwidth 256

R1(config)#interface Serial0.2 point-to-point

R1(config-subif)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

R1(config-subif)#frame-relay interface-dlci 104

R1(config)# router eigrp 100

R1(config-router)#network 100.0.0.0

R1(config-router)#network 192.168.2.0

R1(config-router)#network 192.168.1.0

R1(config-router)# no auto-summary

R2 的具体配置

R2(config)#hostname R2

R2(config)#interface Loopback0

R2(config-if)#ip address 100.100.2.1 255.255.255.0

R2(config)#interface Serial0

R2(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

R2(config-if)#bandwidth 128

R2(config-if)#encapsulation frame-relay

R2(config-if)#frame-relay interface-dlci 201

R2(config-if)#frame-relay interface-dlci 203

R2(config-if)#no shutdown

R2(config)#router eigrp 100

R2(config-router)#network 100.0.0.0

R2(config-router)#network 192.168.1.0

R2(config-router)#no auto-summary

R3 的具体配置

R3(config)#hostname R3

R3(config)#interface Loopback0

R3(config-if)#ip address 100.100.3.1 255.255.255.0

R3(config)#interface Serial0

R3(config-if)# ip address 192.168.1.3 255.255.255.0

R3(config-if)#bandwidth 128

R3(config-if)#no shutdown

R3(config-if)#encapsulation frame-relay

R3(config-if)# frame-relay interface-dlci 301

R3(config-if)# frame-relay interface-dlci 302

R3(config)# router eigrp 100

R3(config-router)# network 100.0.0.0

R3(config-router)# network 192.168.1.0

R3(config-router)# no auto-summary

R4 的具体配置

R4(config)# hostname R4

R4(config)#interface Loopback0

R4(config-if)#ip address 100.100.4.1 255.255.255.0

R4(config)#interface Serial0

R4(config-if)# ip address 192.168.2.2 255.255.255.0

R4(config-if)# bandwidth 256

R4(config-if)# encapsulation frame-relay

R4(config-if)# frame-relay interface-dlci 401

R4(config)#router eigrp 100

R4(config-router)#network 100.0.0.0

R4(config-router)# network 192.168.2.0

R4(config-router)# no auto-summary

查看路由表

使用 show frame-relay map 命令可以显示当前映射表中的条目与连接有关的信息。最后 active 表明该链接是活跃的，其它解释如下：

活跃（ active ）状态 ：表明该连接是活跃的，路由器能够通过它进行数据交换；

非活跃（ inactive ）状态 ：表明到帧中继交换机的本地连接是可以工作的，但是远端路由器到帧中继交换机的练级不能工作；

已删除状态 ：表明路由器没有从帧中继交换机收到任何 LMI （本地管理接口 --Local Management Interface ，是基本帧中继规范的增强集。） , 是在 CPE 设备（相当于 DTE 设备）和 FR 交换机之间的一种信令标准，它负责管理链路连接和保持设备间的状态）或者在 CPE 路由器和帧中继交换机之间没有任何业务。

如果路由器报告一个 DLCI 已经被删除，就意味着服务提供商的交换机不再处理该 DLCI 了，本地路由器很可能用错误的 DLCI 或帧中继映射语句进行配置

 

 

使用 show frame-relay pvc 命令可以显示每个已配置连接的状态，以及数据流量的统计，该命令也可以用于查看路由器收到的 BECN 和 FECN 数据包的数量。

附录：

1 、 一个典型的帧中继 WAN 由很多通过一个本地环路连接到帧中继运营商中心局的场点组成。运营商通过电话号码，如 05QHDQ101545-080TCOM-002 ，来识别这些独立的本地环路。运营商的技术人员通过贴一个写有电话号码的标签。当你打电话给运营商让她们帮助进行帧中继网络故障排除时，它们给给你提供电话号码。为了简化 WAN 管理，在接口配置模式使用 de.ion 命令去记录电话号码，命令如下

Router （ config-if ） #de.ion circuit-05QHDQ101545-080TCOM-002

Router#show interface interface-id

2 、 使用 show frame-relay lmi 命令可以显示 LMI 数据流量统计

3 、 帧中继运行用户采用多种方式互联其远程场点。

星形拓扑结构： 也被称为 hub-and-spoke 结构，因为它时最经济有效的，所以是最流行的帧中继网络拓扑结构。在这个拓扑结构中，远程场点连接到提供某种业务或应用的网络中心场点。这是最廉价的拓扑结构，因为它需要的 PVC 最少。在这种背景下，网络中心路由器提供的时多点连接，因为它通常用一个物理接口连接多条 PVC 。

全网状拓扑结构： 在该结构模型中，所有路由器具有到所有到所有其它目的地的虚拟电路。这种方式，尽管很贵，可提供从每个场点到所有其它场点的直接连接，也同时通过了网络冗余备份。

部门网络拓扑结构 : 在该结构模型中，并非所有节点都有到其它网络节点的直接连接