路由交换笔记（十一）---帧中继
帧中继(Frame Relay)帧中继是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多,因此,可以减少X.25的某些差错控制过程,从而可以减少结点的处理时间,提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联,特别是在局域网通过广域网进行互联时,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。
帧中继的主要特点是:使用光纤作为传输介质,因此误码率极低,能实现近似无帧中继差错传输,减少了进行差错校验的开销,提高了网络的吞吐量；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。但是,帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息,它仅限于传输数据
大多数主要的电信公司象AT＆T，MCI，US Sprint，和地方贝尔运营公司都提供了帧中继服务。与帧中继网相连，需要一个路由器和一条从用户场地到交换局帧中继入口的线路。这种线路一般是象T1那样的租用数字线路，但取决于通信量而定。两种可能的广域连接方法，如下面所述：
专用网方法 在这种方法中，每个场点将需要三条专用（租用）线路和相联的路由器，以便与其它每一个场点相连，这样总共需要6条专线和12个路由器。
帧中继方法 在这种公共网方法中，每个场点仅需要一条专用（租用）线路和相联的路由器直至帧中继网。这时，在其它网间的交换是在帧中继网内处理的。来自多个用户的分组被多路复用到一条连到帧中继网上的线路，通过帧中继网它们被送到一个或多个目的站。
永久虚电路（PVC）是通过帧中继网连接两个端节点的预先确定的通路。帧中继服务的提供者根据客户的要求，在两个指定的节点间分配PVC。这些信道保持连续不间断地运行，并且保证提供一种客户洽商好了的指定级别的服务。交换式虚电路在1993年后期被加到帧中继标准：这样，帧中继就成为了真正的“快速分组”交换网。
Improved Packet Switching 改善的分组交换
在过去的几年里，交换局在美国国内和国际网上已经安装了大量的光纤电缆，这样可以增加带宽。为了充分利用高带宽的优点，新的通信方案去掉原有方案中固有的常规开销，变得更为切实可用。帧中继通过取消网络自身进行流控和错误处理做到这一点的，避免了因网络自身做这些事情而导致的延迟。比较而言，老的x．25网技术实行扩展检错是由于使用不可靠的电话线传输数据。
在帧中继中消除这个特性不会出现问题，即使是发生了错误。帧中继设想端节点设备是可编程的智能机器，它们能进行错误处理。端系统不会由于这种错误控制而超负荷，因为通常很少有错误。相对而言，X．25设想网络需要检错纠错是因为端节点是连到主机的终端。
在帧中继中，中间节点（交换器）仅仅沿着预定的通路中继帧。在X．25中，中间节点必须完整地接收每一个分组，并在转发之前进行检错，如果有错误发生，节点要求发送方重传。使用这种方法，一旦分组丢失，发送方就尽快地重发一个分组。在X．25中每个中间节点使用状态表来处理管理、流控和检错，而在帧中继中是不需要的。
如果一个分组由于帧中继网的拥塞而被破坏或丢失，检测帧丢失和请求重发是接收系统的工作。帧中继网把自己的所有精力都用来传递分组。在子网中的交换节点不会执行任何纠错，尽管它们能检测出被损坏的分组，一旦检测出，分组就会被丢弃了。
Setting Up Frame Re1ay Connections建立帧中继连接
为了建立帧中继连接，你需要与和US sprint，MCI，AT＆T或本地的地方贝尔运营公司等电信公司联系，通常要象下面那样进行通信速度的选择，以及专用线通信或交换式通信的选择。
由Switched－56服务或综合业务数字网（ISDN）提供56／64Kbps交换式访问；高级数字网（ADN）提供专用线访问。
两条ISDN线路或两条ADN线路提供128Kbps的访问。
通过T1线路或部分T1线路可使用384Kbps到1．544Mbps的连接。
一旦你选定了一种服务，你就要计划一条从你的场地到帧中继服务提供者的链结。在你的场地放置路由器和帧中继访问设备以建立到提供者的帧中继端口的联接，如图F－11所示。
帧中继端口一般用PVC连接。PVC是逻辑链路，它具有特定的端接点和服务特性。它们在网状拓扑结构上提供逻辑连接，且在使用前为交换局提供一种确定服务特性和速率的方法。它们也在端接点之间提供快速连接。在得到提供者的服务时，你可以为PVC规定一些服务特性，下面列举了一些服务特性。
访问速率 这是线路的速度，它决定在网上的数据传输的速度。在美国，一般访问速率是1．544Mbps（T1）和56Kbps。
提交的信息速率（CIR）CIR是帧中继电路上最高的平均数据传输率。它通常比传输速率慢；当传输突发数据时，传输速度可以超过CIR。
提交的成组数据大小（CBS） CBS是网络提供者在一定的时间间隔内和正常的网络条件下所允许传输的最大数据量（位数）。
额外的成组数据大小（EBS）EBS是超过CBS的最大非提交数据量，CBS数据是网络将在一定的时间间隔内发送出去的数据。EBS数据是被网络看作可以丢弃的数据。
下面将列举另外一些由帧中继网提供的特性。
网络服务 下面的管理特性和服务在帧中继网中可以采用：
虚电路状态消息 远程服务在网络和用户之间提供通信。它确保PVC的存在和报告被删除的PVC。
广播 这种可选服务使一个用户能把帧发给多个目的站。
全局寻址 这种可选服务使帧中继网具有象局域网一样的能力。
简单流控 这种可选服务为那些需要流控的设备提供XON／XOFF流控机制。
拥塞控制 当帧中继网拥塞时，帧可以适宜地丢弃（端节点负责重发它们），或根据用户指定的级别丢弃。例如，用户可以指明一些对事务运作不是很关键的通信帧是可以丢弃的（DE）。路由器或帧中继交换器可以用DE来标识帧，DE的使用提供了一个方法，确保重要的信息通过网络传送，而不重要的信息可以在网络不太忙时重传。
安全性 帧中继中有几个安全性选项：
仅用专用线路才能访问网。
需要口令访问网。
不活动的站点超过一定时间就被注销。
Frame Relay Specifications 帧中继规范
在公共分组交换网上，一个帧中继网可以连接两个局域网（LAN）。这个过程非常简单――来自LAN的帧被放到帧中继的帧中，且通过网络的底层（帧中继的网状连结）送到目的地。统计式多路实用技术把来自客户站点多个源的数据有效地交替放在一条单一线路上传到帧中继网。帧中继是高级数据链路控制规程（HDLC）的改进，所以它能用于一些桥接器和路由器的升级。帧中继由于它的变长帧格式而不适合声音和视频通信
显示了帧中继分组的帧结构。帧两末端的标志域用特殊的位序列定界帧。开始标志域后面是帧中继头部，它包含地址和拥塞控制信息。在它后面的是信息（载体）和帧检验序列（FCS）。在接受方，帧将重新计算，得到一个新的FCS值并与FCS域的值比较，FCS域的值是由发送方计算并填写的。如果它们不匹配，分组就被丢弃，而端站必须解决分组丢失的问题。这种简单的检错就是帧中继交换器所做的全部工作。
帧中继头部包含下列信息：
数据链路连接标识符（DLCI） 这个信息包含标识号，它标识多路复用到通道的逻辑连结。
可以丢弃（DE）这个信息为帧设置了一个种级别指示，指示当拥塞发生时一个帧能否被丢弃。
前行显示拥塞通告（FECN） 这个信息告诉路由器接收的帧在所经通路上发生过拥塞。
倒行显示拥塞通告（BECN） 这个信息设置在遇到拥塞的帧上，而这些帧将沿着与拥塞帧相反的方向发送。这个信息用于帮助高层协议在提供流控时采取适当的操作。
Frame Relay Providers帧中继的提供者
大多数交换局现在都提供帧中继服务，例如象Compuserve这样的公共数字网（PDA）提供者就是这样。每个交换局有特殊的地点号，称为存在点（points－of－presence）。通过这个存在点用户能够链接到网上，通过本地交换电信局（LEC）或其它的提供者，客户能够访问存在点。下面列举了一些服务：
BT North America Inc．′s global Expresslane（800／872－7654）。
CompuServe Frame－Net Service（800／433-0389）。
MCI Hyperstream Frame Relay（800／933－9029）。
US Sprin＇ts Frame Relay service（800／8877－2000）。
Williams Telecommunications Groups Wilpak（918／588－3210）。
Frame Relay Forum 帧中继论坛
FRF总部在加利福尼亚州Mountain view（415／962－2579），是帧中继用户、供应商和服务提供者的联合会。这个组织是由那些为发展帧中继标准建立实现协议的委员会组成。协议是根据团体中的成员或其它人提供的信息和建议建立的。FRF有关于帧中继的技术资料和市场信息。
帧中继标准已渐成熟，业务需求不断增加，目前已进入高速发展时期。帧中继可通过X.25更新软件实现，可在DDN网上配置端口实现，在以ATM为主干的网络中，帧中继仍然可以作为良好的用户接入方式。
目前大多数业务都集中在2Mbps之内，是FR业务的最经济有效的范畴，未来的FR业务将有很大的市场发展潜力，有较好的投资保护。
帧中继是继X.25后发展起来的数据通信方式。从原理上看，帧中继与X.25都同属于分组交换。与X.25协议的主要差别有：
（1）帧中继带宽较宽。
（2）帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，舍去了X.25的分组层。
（3）帧中继采用D通道链路接入规程LAPD。X.25采用HDLC的平衡链路接入规程LAPB。
（4）帧中继可以不用网络层而只使用链路层来实现复用和转接。
（5）与X.25相比，帧中继在操作处理上做了大量的简化。不需要考虑传输差错问题，其中间节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，差错控制和流量均交由高层端系统完成，大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的传输速率。
R1(config)#interface serial 2/0
R1(config-if)#encapsulation frame-relay 封装类型
R1(config-if)#bandwidth 10000 带宽
R1(config-if)#frame-relay lmi-type ansi 本地接口标准封装
R1(config-if)#frame-relay map ip 202.202.1.2 200(DLCT) broadcast 配置静态FR映射
R1(config-if)#frame-relay interface-dlci dlci[broadcast] 设置FR DLCI编号
帧中继的主要特点是:使用光纤作为传输介质,因此误码率极低,能实现近似无帧中继差错传输,减少了进行差错校验的开销,提高了网络的吞吐量；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。但是,帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息,它仅限于传输数据
大多数主要的电信公司象AT＆T，MCI，US Sprint，和地方贝尔运营公司都提供了帧中继服务。与帧中继网相连，需要一个路由器和一条从用户场地到交换局帧中继入口的线路。这种线路一般是象T1那样的租用数字线路，但取决于通信量而定。两种可能的广域连接方法，如下面所述：
专用网方法 在这种方法中，每个场点将需要三条专用（租用）线路和相联的路由器，以便与其它每一个场点相连，这样总共需要6条专线和12个路由器。
帧中继方法 在这种公共网方法中，每个场点仅需要一条专用（租用）线路和相联的路由器直至帧中继网。这时，在其它网间的交换是在帧中继网内处理的。来自多个用户的分组被多路复用到一条连到帧中继网上的线路，通过帧中继网它们被送到一个或多个目的站。
永久虚电路（PVC）是通过帧中继网连接两个端节点的预先确定的通路。帧中继服务的提供者根据客户的要求，在两个指定的节点间分配PVC。这些信道保持连续不间断地运行，并且保证提供一种客户洽商好了的指定级别的服务。交换式虚电路在1993年后期被加到帧中继标准：这样，帧中继就成为了真正的“快速分组”交换网。
Improved Packet Switching 改善的分组交换
在过去的几年里，交换局在美国国内和国际网上已经安装了大量的光纤电缆，这样可以增加带宽。为了充分利用高带宽的优点，新的通信方案去掉原有方案中固有的常规开销，变得更为切实可用。帧中继通过取消网络自身进行流控和错误处理做到这一点的，避免了因网络自身做这些事情而导致的延迟。比较而言，老的x．25网技术实行扩展检错是由于使用不可靠的电话线传输数据。
在帧中继中消除这个特性不会出现问题，即使是发生了错误。帧中继设想端节点设备是可编程的智能机器，它们能进行错误处理。端系统不会由于这种错误控制而超负荷，因为通常很少有错误。相对而言，X．25设想网络需要检错纠错是因为端节点是连到主机的终端。
在帧中继中，中间节点（交换器）仅仅沿着预定的通路中继帧。在X．25中，中间节点必须完整地接收每一个分组，并在转发之前进行检错，如果有错误发生，节点要求发送方重传。使用这种方法，一旦分组丢失，发送方就尽快地重发一个分组。在X．25中每个中间节点使用状态表来处理管理、流控和检错，而在帧中继中是不需要的。
如果一个分组由于帧中继网的拥塞而被破坏或丢失，检测帧丢失和请求重发是接收系统的工作。帧中继网把自己的所有精力都用来传递分组。在子网中的交换节点不会执行任何纠错，尽管它们能检测出被损坏的分组，一旦检测出，分组就会被丢弃了。
Setting Up Frame Re1ay Connections建立帧中继连接
为了建立帧中继连接，你需要与和US sprint，MCI，AT＆T或本地的地方贝尔运营公司等电信公司联系，通常要象下面那样进行通信速度的选择，以及专用线通信或交换式通信的选择。
由Switched－56服务或综合业务数字网（ISDN）提供56／64Kbps交换式访问；高级数字网（ADN）提供专用线访问。
两条ISDN线路或两条ADN线路提供128Kbps的访问。
通过T1线路或部分T1线路可使用384Kbps到1．544Mbps的连接。
一旦你选定了一种服务，你就要计划一条从你的场地到帧中继服务提供者的链结。在你的场地放置路由器和帧中继访问设备以建立到提供者的帧中继端口的联接，如图F－11所示。
帧中继端口一般用PVC连接。PVC是逻辑链路，它具有特定的端接点和服务特性。它们在网状拓扑结构上提供逻辑连接，且在使用前为交换局提供一种确定服务特性和速率的方法。它们也在端接点之间提供快速连接。在得到提供者的服务时，你可以为PVC规定一些服务特性，下面列举了一些服务特性。
访问速率 这是线路的速度，它决定在网上的数据传输的速度。在美国，一般访问速率是1．544Mbps（T1）和56Kbps。
提交的信息速率（CIR）CIR是帧中继电路上最高的平均数据传输率。它通常比传输速率慢；当传输突发数据时，传输速度可以超过CIR。
提交的成组数据大小（CBS） CBS是网络提供者在一定的时间间隔内和正常的网络条件下所允许传输的最大数据量（位数）。
额外的成组数据大小（EBS）EBS是超过CBS的最大非提交数据量，CBS数据是网络将在一定的时间间隔内发送出去的数据。EBS数据是被网络看作可以丢弃的数据。
下面将列举另外一些由帧中继网提供的特性。
网络服务 下面的管理特性和服务在帧中继网中可以采用：
虚电路状态消息 远程服务在网络和用户之间提供通信。它确保PVC的存在和报告被删除的PVC。
广播 这种可选服务使一个用户能把帧发给多个目的站。
全局寻址 这种可选服务使帧中继网具有象局域网一样的能力。
简单流控 这种可选服务为那些需要流控的设备提供XON／XOFF流控机制。
拥塞控制 当帧中继网拥塞时，帧可以适宜地丢弃（端节点负责重发它们），或根据用户指定的级别丢弃。例如，用户可以指明一些对事务运作不是很关键的通信帧是可以丢弃的（DE）。路由器或帧中继交换器可以用DE来标识帧，DE的使用提供了一个方法，确保重要的信息通过网络传送，而不重要的信息可以在网络不太忙时重传。
安全性 帧中继中有几个安全性选项：
仅用专用线路才能访问网。
需要口令访问网。
不活动的站点超过一定时间就被注销。
Frame Relay Specifications 帧中继规范
在公共分组交换网上，一个帧中继网可以连接两个局域网（LAN）。这个过程非常简单――来自LAN的帧被放到帧中继的帧中，且通过网络的底层（帧中继的网状连结）送到目的地。统计式多路实用技术把来自客户站点多个源的数据有效地交替放在一条单一线路上传到帧中继网。帧中继是高级数据链路控制规程（HDLC）的改进，所以它能用于一些桥接器和路由器的升级。帧中继由于它的变长帧格式而不适合声音和视频通信
显示了帧中继分组的帧结构。帧两末端的标志域用特殊的位序列定界帧。开始标志域后面是帧中继头部，它包含地址和拥塞控制信息。在它后面的是信息（载体）和帧检验序列（FCS）。在接受方，帧将重新计算，得到一个新的FCS值并与FCS域的值比较，FCS域的值是由发送方计算并填写的。如果它们不匹配，分组就被丢弃，而端站必须解决分组丢失的问题。这种简单的检错就是帧中继交换器所做的全部工作。
帧中继头部包含下列信息：
数据链路连接标识符（DLCI） 这个信息包含标识号，它标识多路复用到通道的逻辑连结。
可以丢弃（DE）这个信息为帧设置了一个种级别指示，指示当拥塞发生时一个帧能否被丢弃。
前行显示拥塞通告（FECN） 这个信息告诉路由器接收的帧在所经通路上发生过拥塞。
倒行显示拥塞通告（BECN） 这个信息设置在遇到拥塞的帧上，而这些帧将沿着与拥塞帧相反的方向发送。这个信息用于帮助高层协议在提供流控时采取适当的操作。
Frame Relay Providers帧中继的提供者
大多数交换局现在都提供帧中继服务，例如象Compuserve这样的公共数字网（PDA）提供者就是这样。每个交换局有特殊的地点号，称为存在点（points－of－presence）。通过这个存在点用户能够链接到网上，通过本地交换电信局（LEC）或其它的提供者，客户能够访问存在点。下面列举了一些服务：
BT North America Inc．′s global Expresslane（800／872－7654）。
CompuServe Frame－Net Service（800／433-0389）。
MCI Hyperstream Frame Relay（800／933－9029）。
US Sprin＇ts Frame Relay service（800／8877－2000）。
Williams Telecommunications Groups Wilpak（918／588－3210）。
Frame Relay Forum 帧中继论坛
FRF总部在加利福尼亚州Mountain view（415／962－2579），是帧中继用户、供应商和服务提供者的联合会。这个组织是由那些为发展帧中继标准建立实现协议的委员会组成。协议是根据团体中的成员或其它人提供的信息和建议建立的。FRF有关于帧中继的技术资料和市场信息。
帧中继标准已渐成熟，业务需求不断增加，目前已进入高速发展时期。帧中继可通过X.25更新软件实现，可在DDN网上配置端口实现，在以ATM为主干的网络中，帧中继仍然可以作为良好的用户接入方式。
目前大多数业务都集中在2Mbps之内，是FR业务的最经济有效的范畴，未来的FR业务将有很大的市场发展潜力，有较好的投资保护。
帧中继是继X.25后发展起来的数据通信方式。从原理上看，帧中继与X.25都同属于分组交换。与X.25协议的主要差别有：
（1）帧中继带宽较宽。
（2）帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，舍去了X.25的分组层。
（3）帧中继采用D通道链路接入规程LAPD。X.25采用HDLC的平衡链路接入规程LAPB。
（4）帧中继可以不用网络层而只使用链路层来实现复用和转接。
（5）与X.25相比，帧中继在操作处理上做了大量的简化。不需要考虑传输差错问题，其中间节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，差错控制和流量均交由高层端系统完成，大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的传输速率。
R1(config)#interface serial 2/0
R1(config-if)#encapsulation frame-relay 封装类型
R1(config-if)#bandwidth 10000 带宽
R1(config-if)#frame-relay lmi-type ansi 本地接口标准封装
R1(config-if)#frame-relay map ip 202.202.1.2 200(DLCT) broadcast 配置静态FR映射
R1(config-if)#frame-relay interface-dlci dlci[broadcast] 设置FR DLCI编号
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