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基礎網路管理

第 十八章 訊框中繼 製作：林錦財. 基礎網路管理. 大綱. 本章目標. 訊框中繼的目的與範圍 訊框中繼技術 比較點對點與點對多點技術 檢視訊框中繼網路拓樸 配置訊框中繼永久虛擬電路 (PVC) 建立到遠端網路的訊框中繼映射 瞭解非廣播型多重存取網路的課題 瞭解子介面的需求及其配置 驗證與檢修訊框中繼連線. Frame Relay 概念. 訊框中繼 (Frame Relay) 原本為擴充 ISDN 而發展。其設計目的在使電路交換技術得以在分封交換網路上傳輸資料。此已獨立成為一個建立 WAN 具成本效益的技術。 較專線便宜

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Presentation Transcript

  1. 第十八章 訊框中繼 製作：林錦財 基礎網路管理

  2. 大綱

  3. 本章目標 • 訊框中繼的目的與範圍 • 訊框中繼技術 • 比較點對點與點對多點技術 • 檢視訊框中繼網路拓樸 • 配置訊框中繼永久虛擬電路 (PVC) • 建立到遠端網路的訊框中繼映射 • 瞭解非廣播型多重存取網路的課題 • 瞭解子介面的需求及其配置 • 驗證與檢修訊框中繼連線

  4. Frame Relay 概念 • 訊框中繼(Frame Relay)原本為擴充ISDN而發展。其設計目的在使電路交換技術得以在分封交換網路上傳輸資料。此已獨立成為一個建立WAN具成本效益的技術。 • 較專線便宜 • 訊框中繼交換機建立虛擬電路以連接多個相遠的 LAN 到 WAN。Frame Relay 網路介於 LAN 邊緣設備(通常為路由器)與電信業者交換機之間。

  5. CSU/DSU Frame Relay 概述 DCE 即FrameRelay 交換機 Frame Relay 於此工作 • 使用虛擬電路進行連接 • 提供面向物件的服務

  6. Frame Relay 堆疊 OSI 參考模型 Frame Relay Application Presentation Session Transport Network IP/IPX/AppleTalk, etc. Data Link Frame Relay EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.35, X.21, EIA/TIA-530 Physical

  7. Frame Relay 術語 PVC DLCI: 100 DLCI: 200 LMI100=Active400=Active DLCI: 400 Local AccessLoop=64 kbps LocalAccessLoop=T1 PVC Local AccessLoop=64 kbps DLCI: 500

  8. 虛擬電路 • 兩部 DTE 之間經由 Frame Relay 網路的連接稱為虛擬電路 (virtual circuit, VC)。 • 可以藉由送出訊令到網路上動態建立，這種虛擬電路稱為可交換的虛擬電路 (switched virtual circuits, SVCs)。並不常用。 • 通常使用由電信業者事先設定的永久虛擬電路(permanent virtual circuits, PVCs)。 • 建立一條 VC 是在每部交換機上儲存輸入埠(input-port) 到輸出埠 (output-port)的映射(mapping)，使得由一部交換機鏈結至另一部交換機，直到識別出一條從一端到另一端的連續路徑。

  9. DLCI • 用以在單一存取鏈路上區別不同的虛擬電路 • 每一條 VC 有自已的資料鏈結通道識別碼 (Data Link Channel Identifier, DLCI) • DLCI 存於每個被傳送訊框的位址欄位 • DLCI 通常只有局部上的意義 (local significance) • 一條VC兩端的 DLCI 可以不相同。 • 不同的VC可能有一樣的DLCI。

  10. 訊框的交換過程

  11. 訊框的交換過程

  12. 訊框的交換過程

  13. 訊框的交換過程

  14. 訊框的交換過程

  15. 訊框的交換過程

  16. 訊框的交換過程

  17. Frame Relay 特性 • 因其為在高品質數位線路運作而設計，Frame Relay 不提供錯誤復原機制。當任何節點發現訊框錯誤時，則直接丟棄，並不通知。 • FCS 僅在端點計算 • Frame Relay 連接設備 (FRAD，即路由器)可能有多個虛擬電路連到不同的另一端。組態上每個端點只需要單一的存取鏈路與介面，此相較於兩兩相連的存取鏈路，具有相當的成本效益。 • 另一個節省之處是存取鏈路之容量是基於「平均頻寬需求」，而非基於「最大頻寬需求」。

  18. Frame Relay 頻寬與流量控制 • Frame Relay 為共享網路，但欲達類似電路交換之服務，需管制頻寬之使用 • 技術上定義了以下相關術語： • 承諾資訊速率(Committed information rate, CIR) • 超額資訊速率(Excess information rate, EIR) • 適合丟棄的(Discard eligible, DE) • 明顯的擁塞通知(Explicit congestion notification, ECN) (參考Cisco CCNA 教材 5.1.4 節 頁籤[4]) • 正向(Forward) ECN (FECN) • 反向(Backward) ECN (BECN)

  19. 節制範例 • 埠速率：64 Kbps • Committed Time (Tc): 0.5 seconds • CIR: 12800 bps • 計算得 Committed Burst (Bc) = CIR  Tc: 6400 bits • 為了方便，假設封包大小正好都是6400 bits 超過，標上DE

  20. 節制範例 • 除了第一個訊框外，全被標上 DE • 並且在2.5秒之前不會有不被標上DE的訊框

  21. CSU/DSU Frame Relay 位址映射 PVC 10.1.1.1 DLCI: 500 Inverse ARP 或Frame Relay map FrameRelay IP(10.1.1.1) DLCI (500) • 從提供商那裏得到本地的DLCI號 • 建立目的地址和本地DLCI之間的映射關係

  22. LMI • LMI 擴充包括： • 驗證 VC 正常運作的心跳機制 • 群播(multicast )機制 • 流量控制 • 賦了 DLCI 全域意義之能力 • VC 狀態機制 • 不是資料的DLCI，如右表格：

  23. CSU/DSU Frame Relay 訊令 DLCI: 500 PVC 10.1.1.1 x LMI500=Active400=Inactive DLCI: 400 PVC Keepalive • Cisco 路由器支援三種 LMI 標準: • Cisco • ANSI T1.617 Annex D • ITU-T Q.933 Annex A

  24. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 • 參考Cisco CCNA4 5.1.7節 動畫 Frame Relay Cloud 1 DLCI=100 DLCI=400 172.168.5.5 172.168.5.7

  25. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud 1 DLCI=100 DLCI=400 172.168.5.5 172.168.5.7 Status Inquiry Status Inquiry 2 2

  26. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud 1 DLCI=100 DLCI=400 172.168.5.5 172.168.5.7 Status Inquiry Status Inquiry 2 2 Local DLCI 100=Active Local DLCI 400=Active 4 3 3

  27. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud 1 DLCI=100 DLCI=400 172.168.5.5 172.168.5.7 Status Inquiry Status Inquiry 2 2 Local DLCI 100=Active Local DLCI 400=Active 4 3 3 Hello, I am 172.168.5.5. 4

  28. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud DLCI=400 DLCI=100 172.168.5.7 172.168.5.5 Frame Relay Map 172.168.5.5 DLCI 400 Active 5 Hello, I am 172.168.5.7. 4 Frame Relay Map 172.168.5.7 DLCI 100 Active 5

  29. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud DLCI=400 DLCI=100 172.168.5.7 172.168.5.5 Frame Relay Map 172.168.5.5 DLCI 400 Active 5 Hello, I am 172.168.5.7. 4 Frame Relay Map 172.168.5.7 DLCI 100 Active 5 Hello, I am 172.168.5.5. 6

  30. Frame Relay 的反轉 ARP 協定和 LMI 工作 Frame Relay Cloud DLCI=400 DLCI=100 172.168.5.7 172.168.5.5 Frame Relay Map 172.168.5.5 DLCI 400 Active 5 Hello, I am 172.168.5.7. 4 Frame Relay Map 172.168.5.7 DLCI 100 Active 5 Hello, I am 172.168.5.5. 6 Keepalives Keepalives 7 7

  31. 設定Frame Relay Rel. 11.2 Router Rel. 10.3 Router Branch HQ interface Serial1 ip address 10.16.0.1 255.255.255.0 encapsulation frame-relay bandwidth 64 interface Serial1 ip address 10.16.0.2 255.255.255.0 encapsulation frame-relay bandwidth 64 frame-relay lmi-type ansi 命令格式 (config-if)# encapsulation frame-relay [cisco | ietf]

  32. 設定Frame Relay Rel. 11.2 Router Rel. 10.3 Router Branch HQ interface Serial1 ip address 10.16.0.2 255.255.255.0 encapsulation frame-relay bandwidth 64 frame-relay lmi-type ansi interface Serial1 ip address 10.16.0.1 255.255.255.0 encapsulation frame-relay bandwidth 64 • 反轉 ARP • 預設情況下是啟動的 • 在配置輸出資訊中看不出來

  33. 設定靜態的 Frame Relay 映射 DLCI=110 IP address=10.16.0.1/24 p1r1 Branch HQ DLCI=100 IP address=10.16.0.2/24 interface Serial1 ip address 10.16.0.1 255.255.255.0 encapsulation frame-relay bandwidth 64 frame-relay map ip 10.16.0.2 110 broadcast 用於當遠端路由器不支援 Inverse ARP時 或當必須控制PVC上的廣播或群播交通時(用broadcast選項)

  34. 顯示協定、DLCI、和 LMI 的相關資訊 查看 Frame Relay 訊息 Router#show interface s0 Serial0 is up, line protocol is up Hardware is HD64570 Internet address is 10.140.1.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation FRAME-RELAY, loopback not set, keepalive set (10 sec) LMI enq sent 19, LMI stat recvd 20, LMI upd recvd 0, DTE LMI up LMI enq recvd 0, LMI stat sent 0, LMI upd sent 0 LMI DLCI 1023 LMI type is CISCO frame relay DTE FR SVC disabled, LAPF state down Broadcast queue 0/64, broadcasts sent/dropped 8/0, interface broadcasts 5 Last input 00:00:02, output 00:00:02, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops <Output omitted>

  35. 查看 Frame Relay 訊息 顯示 LMI 資訊 Router#show frame-relay lmi LMI Statistics for interface Serial0 (Frame Relay DTE) LMI TYPE = CISCO Invalid Unnumbered info 0 Invalid Prot Disc 0 Invalid dummy Call Ref 0 Invalid Msg Type 0 Invalid Status Message 0 Invalid Lock Shift 0 Invalid Information ID 0 Invalid Report IE Len 0 Invalid Report Request 0 Invalid Keep IE Len 0 Num Status Enq. Sent 113100 Num Status msgs Rcvd 113100 Num Update Status Rcvd 0 Num Status Timeouts 0

  36. 查看 Frame Relay 訊息 顯示 PVC 資料通訊資訊 Router#show frame-relay pvc 100 PVC Statistics for interface Serial0 (Frame Relay DTE) DLCI = 100, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0 input pkts 28 output pkts 10 in bytes 8398 out bytes 1198 dropped pkts 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 10 out bcast bytes 1198 pvc create time 00:03:46, last time pvc status changed 00:03:47

  37. 查看 Frame Relay 訊息 顯示路由資訊 Router#show frame-relay map Serial0 (up): ip 10.140.1.1 dlci 100(0x64,0x1840), dynamic, broadcast,, status defined, active

  38. 查看 Frame Relay 訊息 Router#show frame-relay map Serial0 (up): ip 10.140.1.1 dlci 100(0x64,0x1840), dynamic, broadcast,, status defined, active Router#clear frame-relay-inarp Router#sh frame map Router# • 清除動態的Frame Relay 映射關係

  39. 查看 Frame Relay 訊息 • Router#debug Frame lmi • Frame Relay LMI debugging is on • Displaying all Frame Relay LMI data • Router# • 1w2d: Serial0(out): StEnq, myseq 140, yourseen 139, DTE up • 1w2d: datagramstart = 0xE008EC, datagramsize = 13 • 1w2d: FR encap = 0xFCF10309 • 1w2d: 00 75 01 01 01 03 02 8C 8B • 1w2d: • 1w2d: Serial0(in): Status, myseq 140 • 1w2d: RT IE 1, length 1, type 1 • 1w2d: KA IE 3, length 2, yourseq 140, myseq 140 • 1w2d: Serial0(out): StEnq, myseq 141, yourseen 140, DTE up • 1w2d: datagramstart = 0xE008EC, datagramsize = 13 • 1w2d: FR encap = 0xFCF10309 • 1w2d: 00 75 01 01 01 03 02 8D 8C • 1w2d: • 1w2d: Serial0(in): Status, myseq 142 • 1w2d: RT IE 1, length 1, type 0 • 1w2d: KA IE 3, length 2, yourseq 142, myseq 142 • 1w2d: PVC IE 0x7 , length 0x6 , dlci 100, status 0x2 , bw 0 • 顯示 LMI 的調試資訊

  40. 選擇 Frame Relay 拓撲結構 Full Mesh Partial Mesh Star (Hub and Spoke) • Frame Relay default: nonbroadcast, multiaccess (NMBA)

  41. 問題: 在NBMA環境的網路中使用水平分割可能造成一些問題 廣播訊框必須複製給其他已經建立的連接 1 2 3 路由資訊的可達性 B RoutingUpdate B A A C C D

  42. S0.1 S0.2 S0.3 實現路由資訊的可達性 Logical Interface PhysicalInterface Subnet A S0 Subnet B Subnet C • 解決方法: • 一個解決水平分割問題的方法是使用全連接拓樸 (fully-meshed topology)，但此需要很多 PVC • 另一種解決方法是劃分子埠 • 一個實體埠可以被劃分成多個邏輯意義上的子埠

  43. 子埠的配置 • 點到點 • 子埠看作是專線 • 沒一個點到點連接的子埠要求由自己的子網 • 適用於星型拓撲結構 • 多點 • 子埠應用在 NBMA 網路，因此它們無法解決水平分割所帶來的問題 • 由於使用的是單獨的子網可以保存位址空間 • 適用於 partial-mesh 和 full-mesh 拓撲結構中

  44. 配置點到點的子埠 10.17.0.1s0.2 DLCI=110 10.17.0.2 A s0.3 10.18.0.1 B DLCI=120 interface Serial0 no ip address encapsulation frame-relay ! interface Serial0.2 point-to-point ip address 10.17.0.1 255.255.255.0 ?bandwidth 64 frame-relay interface-dlci 110 ! interface Serial0.3 point-to-point ip address 10.18.0.1 255.255.255.0 ?bandwidth 64 frame-relay interface-dlci 120 ! 10.18.0.2 C frame-relay interface-dlci 命令 用於配置子介面上的本地 DLCI *LMI不懂子介面

  45. RTR1 RTR3 RTR4 多點子埠配置舉例 B DLCI=120 s2.2=10.17.0.1/24 s2.1=10.17.0.2/24 DLCI=130 DLCI=140 s2.1=10.17.0.3/24 interface Serial2 no ip address encapsulation frame-relay ! interface Serial2.2 multipoint ip address 10.17.0.1 255.255.255.0 ?bandwidth 64 frame-relay map ip 10.17.0.2 120 broadcast frame-relay map ip 10.17.0.3 130 broadcast frame-relay map ip 10.17.0.4 140 broadcast s2.1=10.17.0.4/24

  46. 瞭解 Frame Relay 工作過程 設定Frame Relay 配置Frame Relay 的子埠 查看 Frame Relay 訊息 本章總結 完成本章的學習後，你應該能夠掌握：

  47. 問題回顧 1. 什麼是 DLCI? 2. 在Cisco路由器上，用那兩種方法可以建立本地DLCI和目標位址之間的映射關係? 3. 配置Frame Relay的子埠有何好處?

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