第10章 Frame Relay协议原理与配置.doc

PAGE16 第10章 Frame Relay协议原理与配置 由于分组交换受到X.25网络体系的限制，不能很好地提供高速的服务。因此，人们又在此基础上成功地开发出帧中继（FR, Frame Relay），又称快速分组交换，帧中继网络将数据流控制、差错检验和校正等，直接交给由端到端操作的更高层协议去执行。这样，就有效地提高了数据传输和交换速度，所以FR在数据通信中得到了广泛的应用。本章介绍帧中继原理及其配置。 10.1 FR 协议原理 FR是X.25在新的传输系统、新型终端设备迅速发展的条件下，为适应急剧增长的LAN互联的形势而发展起来的技术，它只完成OSI的物理层和数据链路层核心层的功能，保存了X.25的链路层HDLC的帧格式，但不采用LAPB规程，而是按照ISDN标准，使用“D信道链路接入协议”，在链路层实现链路的复用和转接，完全不用网络层，故得名帧中继。 一、FR交换原理 1、 FR的特点 帧中继可以作为一种新型的数据传输网络，为了满足局域网的互联所需的大容量的传送，也为了满足用户对数据传输延迟小的要求。通常，运行速率为64kbit/s以下的业务可以通过电路交换的半固定连接实现；64kbit/s～2Mbit/s的业务，可在分组交换网或DDN上实现；要达到34～35Mbit/s，则需要帧中继网实现，图10.1所示的就是连接了局域网的帧中继网。 图10.1 帧中继网与局域网的连接 帧中继是基于虚电路（Virtual Circuit）的。由于帧中继数据单元至少可以达1600字节，所以帧中继协议十分适合在广域网中连接局域网。用户的路由器封装帧中继协议，作为DTE设备连接到帧中继网中的 DCE 设备，也就是帧中继交换机。 DLCI（Data Link Connection Identifier，数据链路连接标识）用于标识每一个 PVC，帧中继网络中的每一个连接都使用 DLCI来标识。通过帧中继帧中的地址字段的 DLCI，可以区分出该帧属于哪一条虚电路。 LMI（Local Management Interface，本地管理接口）协议用于建立和维护路由器和交换机之间的连接。LMI 协议还用于维护虚电路，包括虚电路的建立、删除和状态改变。对于DTE侧设备，永久虚电路的状态完全由DCE侧设备决定。对于DCE侧设备，永久虚电路的状态由网络来决定。在两台网络设备直接连接的情况下，DCE侧设备的虚电路状态是由设备管理员来设置的。 帧中继是分组交换的改进，提高了处理速度，可概括为以下几个特点。 ① 用于传送数据业务，要求传输速率高、信息传输的突发性大、各类LAN通信规程的包容性好。 ② 帧中继采用虚电路技术，只有当用户准备好数据时才把所需的带宽分配给指定的虚电路，而且带宽在网络中是按照每一分组以动态方式进行分配的，因而适合于突发性业务的使用。传输链路是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接，可以实现带宽的复用和动态分配。 ③ 简化了X.25的第3层协议，帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行它的交换功能；利用用户信息和控制信令分离的D信道连接实施以帧为单位的信息传送，简化了中间节点的处理。帧中继采用了可靠的LAPD协议（LAPD是ISDN的D信道链路层的协议），将流量控制、纠错功能留给智能终端去完成，从而大大简化了处理过程，提高了效率。 ④ 在链路层完成统计复用、透明传输和错误监测（不重复传输）。 ⑤ 用户传输速率一般为64kbit/s～2Mbit/s，根据用户需要，有的速率可为9.6kbit/s。较高为8～10Mbit/s，以后将达到34～45Mbit/s。 ⑥ 交换单元（帧）的信息长度比分组交换长，达到1 024～4 096字节/帧，预约的最大帧长度至少要达到1 600字节/帧。因而其吞吐量非常高，其所提供的速率大于2.048Mbit/s。 ⑦ 有合理管理带宽的机制，用户除实现预约带宽外还允许突发数据预定的带宽。提供一套合理的带宽管理和防止拥塞的机制，用户有效的利用预约的带宽，即承诺的信息速率（CIR），还允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高网络资源的利用率。 ⑧ 帧中继使用统计复用技术（即按需分配宽带），向用户提供共享的网络资源，每一条线路和网络端口都可以由多个终点按信息流共享，大大提高了网络资源的利用率。 ⑨ 与分组交换一样，采用专向连接的交换形式，可提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务。但目前只采用PVC业务，如图10.2所示。 图10.2 PVC连接 2、 FR协议与相关术语 （1）帧中继协议 帧中继网络只进行CRC校验，丢弃出错的帧，完全的差错控制和重发留给终端去解决。 由于许多数据通信协