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  1. DP200002 帧中继协议原理 ISSUE 1.0

  2. 前 言 帧中继(frame relay)协议是一种简化x.25的广域网协议,在控制面上提供虚电路的管理,带宽管理和防止阻塞等功能。与传统的电路交换相比,可以对物理电路实行统计时分复用,即在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接,实现了带宽的复用和动态分配,有利于多用户、多速率数据的传输,充分利用了网络资源。

  3. 参考资料 • 帧中继协议原理 • RFC1490 • 操作手册

  4. 目 标 学习完此课程,您将会: • 了解常用交换技术 • 掌握帧中继协议的概念 • 了解帧中继网络的应用

  5. 内容介绍 第1章 网络交换技术 第2章 帧中继协议概述 第3章 帧中继的应用

  6. 网络交换技术 电路方式 • 电路方式:电路方式是基于电话网电路交换原理,当用户要求发送数据时,交换机就在主叫用户和被叫用户之间接通一条物理的数据传输通路,特点: • 时延小 • “透明”传输 • 信息传输的吞吐量大 • 缺点是所占带宽固定,网络资源利用率低

  7. 网络交换技术 分组方式 • 分组方式:分组方式是一种存储转发的交换方式。他是将需要传输的信息划分为一定的长度的包(分组),以分组为单位进行存储转发的,特点: • 传输质量高 • 可靠性高 • 分组多路通信 • 缺点是时延比较大

  8. 网络交换技术 信元方式 • 信元方式:信元方式(Cell Model)是以信元为单位进行传送的一种技术,将信息切割成固定长度的信元,信元由两部分构成,及信元头和信元净荷;采用信元方式,网络不对信元的用户数据进行检查,特点: • 综合了分组交换和电路交换的优点 • 采用异步时分复用的方法

  9. 网络交换技术 SMDS方式 • 交换型多兆比特数据业务方式:(Switched Multimegabit Data Service, SMDS)是一种高速的、无连接信元交换业务,SMDS的主要原理是将信息切割成固定长度(53个字节)的信元在网上传输,采用帧方式的类似机理,由端系统完成差错检查和重传的功能。

  10. 网络交换技术 帧中继方式 • 帧中继(frame relay)方式:帧方式(帧中继)是在OSI参考模型第二层,即数据链路层使用简化的方法传送和交换数据单元的一种方式 • 帧中继仅完成OSI 物理层和链路层核心层的功能,将流量控制、纠错等留给智能终端完成,大大简化的节点之间的协议。 • 帧中继采用虚电路技术,能充分利用网络资源,因此帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。

  11. 内容介绍 第1章 网络交换技术 第2章 帧中继协议概述 第3章 帧中继的应用

  12. 帧中继协议概述 应用层 帧中继协议栈 应用层 表示层 会话层 网络层 传输层 网络层 帧中继 数据链路层 物理层 物理层 • 帧中继功能的核心部分对应OSI参考模型的下两层

  13. 帧中继协议概述 帧中继帧格式 IETF封装

  14. LAN LAN 帧中继协议概述 帧中继模型 • DTE:Data Terminal Equipment数据终端设备 • DCE:Data Communication Equipment数据通信设备 • UNI:DTE和DCE之间的接口,即用户-网络接口 • NNI:网络与网络之间的接口,即网间网接口 Local Management Interface (LMI) DCE DCE DTE DLCI FR DLCI DTE PVC use (DLCI)

  15. 帧中继协议概述 虚电路 • 帧中继采用面向连接的交换技术,在通信之前先建立虚电路,帧中继虚电路分为两种类型: • 永久虚电路(PVC,Permanent Virtual Circuit):永久虚电路是指给用户提供固定的虚电路;这种虚电路是通过人工设定产生的,如果没有人取消它,它一直是存在的 • 交换虚电路(SVC,Switched Virtual Circuit):交换虚电路是指通过协议自动分配的虚电路 ,在通信结束后,该虚电路可以被本地设备或交换机取消 • 目前在帧中继中使用最多的方式是永久虚电路方式

  16. 帧中继协议概述 DLCI • DLCI(Data Link Connection Identifier):数据链路连接标识,用于标识不同的虚电路,特点: • DLCI的局域性 :DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效 • 具有本地意义 :在帧中继网络中,不同的物理接口上相同的DLCI并不表示是同一个虚连接 • 帧中继网络用户接口上最多可支持1024条虚电路,其中用户可用的DLCI范围是16-1007,其余为协议保留,供特殊使用 • 本地DLCI就是对端设备的“帧中继地址”

  17. 帧中继协议概述 LMI • LMI(Local Management Interface ):本地管理接口 ,用来监控永久虚电路状态 • 系统支持三种本地管理接口协议:ITU-T的Q.933附录A、ANSI的T1.617附录D以及CISCO非标准兼容协议 • 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

  18. 帧中继协议概述 MAP Network Address 172.16.11.3 DLCI 48 172.16.11.2 DLCI 48 172.16.11.3 Token Ring Frame Relay switch • 帧中继地址映射(MAP)是把对端设备的协议地址(IP或IPX地址)与对端设备的帧中继地址(本地的DLCI)关联起来 • 地址映射表可以由手工配置,也可以由Inverse ARP协议动态维护

  19. 帧中继协议概述 Inverse ARP FR DLCI 48 DLCI 66 Router B Router A 172.16.11.2 172.16.11.3 DCE DCE Switch 通知 DLCI 48 Switch 通知 DLCI 66 Router B 向DCLI 66 通知 IP 172.16.11.2 Router A向DLCI 48通知 IP 172.16.11.3 • Inverse ARP 自动发现目的路由器的网络地址,从而简化了帧中继的配置

  20. 内容介绍 第1章 网络交换技术 第2章 帧中继协议概述 第3章 帧中继的应用

  21. 帧中继的应用 拓扑结构 • 帧中继网络可以将分散在不同地点的网络连接起来,可能的网络结构:全网状相连(Full-meshed),部分网状相连(Partial-meshed)和星型结构。 部分连接网络 全连接网络 星型网络

  22. 帧中继的应用 水平分割 routerB 通过routerA 的串口0 转发路由更新信息给 routerC Router B DLCI 16 to B DLCI 16 to C S0 DLCI 16 to D Router C Router A Router D • 如果在路由器A的串口S0上分别映射三个DLCI到三台路由器,那么在路由器A的串口S0上入的路由更新信息不会从该串口转发出去。

  23. 帧中继的应用 子接口 Router B S0.1 Subnet 1 Subnet 2 S0.2 Subnet 3 S0.3 Router C Router A Router D • 子接口可以解决水平分割的问题 • 一个物理接口可以包含多个逻辑子接口 • 路由器之间需要经过帧中继的网络相连

  24. 帧中继的应用 帧中继的带宽管理 帧中继带宽管理

  25. 帧中继应用 帧中继的带宽管理 • CIR:Committed Information Rate承诺信息速率 • Bc:committed burst承诺突发量 • Be: committed explicit允许超过突发量 • FECN:Forward Explicit Congestion Notification前向拥塞指示 • BECN:Backward Explicit Congestion Notification后向拥塞指示 • DE:可抛弃标志

  26. 帧中继应用 帧中继的流量整形 • FRTS(Frame-Relay Traffic Shaping)应用在帧中继网络中路由器的出接口,在发送时完成流量的控制 • FRTS主要是靠配置的参数进行流量控制,其中最主要的参数是MINCIR、CIR、BC、BE • FRTS继承了传统的TS(Traffic Shaping)算法,它是通过令牌桶算法来实现的

  27. 帧中继的应用 帧中继的流量整形

  28. 帧中继的应用 帧中继的流量监管

  29. 帧中继的应用 帧中继的拥塞管理

  30. 本章主要介绍了常用的交换技术;FR的基本原理,常用术语,常用拓扑结构以及在网络中的应用。本章主要介绍了常用的交换技术;FR的基本原理,常用术语,常用拓扑结构以及在网络中的应用。 小结