帧中继技术基础
数据通信技术的发展
数据通信就是进行数据传输和数据交换，把数据源发送的数据信息从一个地方通过传输信道交换设备传送到另一个地方的数据接收设备中，也就是数据信息在发送设备和接收设备之间进行信息传递。
数据通信网是为提供数据通信业务而提供的媒体，随着通信技术的不断发展，数据通信网的交换技术有：电路方式、分组方式、帧方式、和信元方式等。
电路方式是传递信息最简单的方式。电路方式之一是基于公众交换电话网（PSTN）或ISDN电路交换的原理，当用户要求发送数据时，交换机在主叫用户端及被叫用户端之间连接一条链路。终端设备通过接入设备（调制解调器（MODEM）或适配器（TA））连到交换机上，经接入设备的拨号在交换机之间构成一条物理链路。如图1-1所示。
MODEM/TA MODEM/TA
图1-1 利用PSTN/ISDN进行数据通信示意图
这种方式属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管该用户是否有数据在链路中传递，电路一直被这一对用户占用，其它用户无法插入该链路中。只有该对用户使用完后把该链路释放，其它用户才能使用。
另一种电路方式是采用专线，即数字数据网（DDN）。DDN一般向用户提供专用数据传递链路，如图1-2所示。
DDN
图1-2利用专线联接方式进行数据通信
电路方式的主要特点是为通信的两端建立物理连接，它有如下优点：
①信息传输时延小，因为它是一个固定物理连接，信息传输的时延也是固定的。
②电路是“透明”的。发送端和接收端传递的信息并没有限制在某一个协议下，只要终端设备认可，任何协议的信息都可以传递。
③信息传递的吞吐量大。可以根椐信息量的大小来选择信息的传递带宽。
它的缺点是资源比较浪费。基于PSTN或ISDN电路方式至少要占用一路话路，即64Kbps。如果传递的信息不到64Kbps，占用的带宽也不能减小，其它用户也不能享用。基于DDN的电路方式虽然可以根据需要分配带宽，但对信道的占用也是半永久性的，用户一旦租用，即使没有信息传递，其带宽也不能由其它用户享用，因此，DDN一般用于对实时性和可靠性要求较高的业务。
分组方式是一种存储转发的交换方式。它将需要传递的信息划分成一定长度的包（又称为分组），以分组为单位进行存储转发。在每个分组信息中都包含有发送端地址和接收端地址。在传递数据之前必须在发送端和接收端之间建立虚电路，然后依顺序进行传递。
分组方式的基本原理是把一条物理电路分成若干条逻辑信道，对应每一个逻辑信道有一个编号，称为逻辑信道号（LCN）。把两个用户终端之间的若干条逻辑信道经交换机连接起来，便构成了虚电路（VC）。
分组方式在线路上采用动态复用的技术通过一条高速传输线路来传送各个分组，带宽可以动态复用，从而提高了传输线路利用率。。
在分组交换方式中，由于能够以分组形式把发送终端的数据信息暂存在交换机的存储器内，在交换机内进行各种变换处理，从而很容易地实现在不同速率、码型和规程的终端间通信，这在以前的通信网中是不能实现的。常用分组方式有以下几个特点：
①传输质量高
分组交换方式具有差错控制功能，它不仅在节点交换机之间传输分组时采取差错校验与重发措施，而且对于分组型终端，在用户线部分也可以进行同样的差错控制，因而使分组在网内传送的出错率大大降低，一般传输电路的误码率在1×12-5的情况下，网内全程的比特差错率在1×12-10以下。这比现有公用电信网的传输质量大为提高。
②可靠性高
在电路交换方式中，一次呼叫的通信电路固定不变。而分组交换则不同。报文中的每个分组可以自由选择传输途径。由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接，当网内发生故障时，分组仍能自动选择一条避开故障地点的迂回路由传输，不会造成
通信中断。
③为不同种类的终端相互通信提供方便，分组交换网能够进行存储转发交换方式工作，并且以X.25建议的规程向用户提供统一的接口，从而能够实现不同速率、码型和传输控制规程终端间的互通，同时也为异种计算机互通提供方便。由于分组交换网以X.25规程为基础，因而人们习惯称之为“X.25”。
④分组多路通信
由于每个分组都含有控制信息，所以，分组型终端尽管和分组交换机间只有一条用户线相连，但可以同时和多个用户终端进行通信。这是公用电话网等现有电路交换的公用数据网所不能实现的。
⑤经济性能好
在网内传输、交换的是一个个被规范化了的分组，这样可简化交换处理，降低网内设备的费用。此外，由于进行分组多路通信，可大大提高通信电路的利用率，并且在中继线上以高速传输信息，而且只在有用户信息的情况下使用中继线，因而降低了通信电路的使用费。
由于采用存储一转发方式工作，所以每个分组的传送延迟可达几百毫秒，而且在传送分组时需要交换机有一定的开销，故分组交换不适宜在要求实时性高、信息量大的场合使用；还由于技术比较复杂、网路管理功能强等原因，大型分组交换网的投资较大。
第一节帧中继的发展基础
随着计算机局域网的迅猛发展，基于大型计算机的商业和事务处理应用已成为最主要的数据业务。越来越多的用户不但要求本地计算机能够互连起来，而且强烈希望计算机之间能够互连起来，形成一个计算机通信系统，在这个系统中，包括图象和话音的大文件以及电子邮件的传输要快速准确，低速通信线路使得用户要传送一个文件需要花费很长的时间，已远远不能满足用户的需求。这就需要一个带宽和吞吐量都比较大的网络来支持。
帧方式是在开放系统互连（OSI）参考模型第二层，即数据链路层上使用简化的方式传送和交换数据单元的一种方式。由于在链路层数据单元一般称作帧，故称为帧方式。采用帧方式的重要特点之一是将X.25分组网中通过分组节点间的重发、流量控制来恢复差错和防止拥塞等处理过程进行简化，将网内的处理移到网外终端系统中来实现，从而简化了节点的处理过程，缩短了处理时间，这对有效利用高速数字传输
信道十分关键。
帧方式示意图如图1-3所示。在终端与帧中继网的接口上，需将用户信息转换成帧的格式，然后再传送到帧中继网上。
由于帧方式的特点，实现帧方式进行数据通信需有两个最基本的条件，第一个条件是要保证数字传输系统有优良的性能，第二个条件是计算机终端系统的差错恢复能力。
当今，无论公共电信基础设施使用高质量光纤数字系统，或者专用网
络的无线传输系统，都可提供很宽的可用带宽和很低的传输比特差错率。这为帧方式通信提供极好的传输系统。另一方面，随着计算机技术的飞速发展，计算机终端系统的智能化和处理能力不断提高，使得终端系统完全有能力完成原来由网络所完成的功能。所以终端系统可以进行差错恢复。
图1-3 帧方式数据通信示意图
帧方式是一种快速分组技术。它适用于处理突发性信息和可变长度帧的信息，特别适用于局域网的互连。过去，信息系统一般采用集中式结构，即以主机为中心的等级式处理环境。现代化通信技术的发展使得基于LAN分布式处理系统成为现实。LAN 为短矩离数据传输提供很宽的带宽，目前，LAN通道的典型传输速率是10Mbps至1000Mbps。
LAN工作站的应用软件提出的要求是响应时间短而数据量大，即LAN常常要求宽带及突发性数据的传送，而在其余大部分时间内信道未得到充分利用。由于帧方式采用动态分配传输带宽和可变帧长的技术，所以它是LAN一LAN互连的最佳选择技术。
综上所述，帧中继的技术基于：
①优质的链路条件。如光纤线路环境下，通信误码率很低，出错的概率很小，无
需网络进行点对点的纠错重发。
②高智能、高处理速度的用户设备。如局域网，它们本身具有数据通信协议如TCP/IP 、SNA/SDLC 可以实现纠错，流量控制等功能，一旦网络出现错误（几率很小），可以由终端用户设备纠错。
第二节 帧中继（Frame Relay ）的概念
帧中继是一种高速的电信接入业务，它为一些应用提供高效的连接，如LAN 和LAN 的互连。
帧中继技术是在开放系统互联（OSI ）第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。
OSI 共有七层：物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层。帧中继仅完成OSI 的物理层和链路层核心功能，将流量控制、纠错等功能留给智能化的终端设备去完成，如图1-4所示。这样大大地简化了节点之间的协议；同时帧中继采用虚电路技术，能充分地利用网络资源，使帧中继具有时延小、吞吐量大、适合突发性业务等优点。
图1-4 OSI 模型和帧中继模型
帧中继通过数据链路层的地址协议把不同的用户数据流复接/分接到同一个接入信道中。物理接入信道中的每一个用户数据流叫一个数据链路连接（DLC ）。
为了识别出同一个信道中的不同DLC ，给每一个DLC 分配一个逻辑地址，这个逻辑地址叫做数据链路连接标识符（DLCI ），每个连接的DLCI 值都仅具有本地意义，在本口上是唯一的，不能重复。在以后的数据传输过程中，属于某个特定连接的帧都使用相同的DLCI 。如图1-5所示。
高层（Upper Layer ） 传输层（Transport ） 网络层（Network ）
数据链路层
物理层OSI 模型
FR 模型 ❍数据在到达终点之前，不会到达第3层。
❍校验和确认只在最终目的地进行。
仅有第2层的核心功能
图例
图1-5 帧中继网络示例
第三节帧中继的主要业务特性
•提供帧的双向传输
•在传输过程中保持帧的顺序
•检测错误(传输、格式和操作)
•其传输对帧来说是透明的：网络只对DLCI、拥塞比特、DE比特和帧校验序列进行修改。
第四节帧中继的标准
帧中继业务主要遵循三个标准：
• ITU-T标准
• ANSI标准
•帧中继论坛（FR FORUM）标准。
帧中继遵循的ANSI和ITU标准如表1-1所示。
ITU-T和ANSI都定义了帧中继业务的标准，实际上，帧中继是作为ISDN 的一个补充业务提出来的，也就是ISDN 的一个分组方式承载业务。所以帧中继符合
ISDN模型。ITU-T I.122标准定义了一些基于帧的帧中继业务，在这些业务中定义了永久虚电路和交换虚电路的呼叫。它定义的帧是LAPD核心功能的修改版本，现在经常称为LAPF。
U-平面定义为用户数据传输面，它由许多虚电路组成。U-平面上的数据传输使用VC，VC由一定范围内的DLCI指定。
C-平面定义为控制平面。它由接口上的一些管理和控制进程组成。C-平面使用DLCI 0或DLCI 1023。
表1-1 帧中继遵循的标准
第五节用户-网络接口（UNI）和网间接口（NNI）帧中继端到端的业务连接是通过两个帧中继端口发起的，两个端口之间通过定义虚电路（PVC或SVC）两端的DLCI的映射关系来建立起这个连接。这些端口可以位于同一个帧中继网络，也可以位于不同的帧中继网络。
帧中继连接的任何一端的用户设备和网络之间的接口都叫做用户-网络接口（UNI），PASSPORT帧中继网络的UNI既支持PVC，也支持SVC。
PVC是预先定义的业务，它要求网络管理员必须配置每一条PVC。SVC的连接按需要来建立，用户通过与网络之间的信令作用。
两个不同的帧中继网络之间的通信接口定义为网间接口（NNI），PASSPORT帧中继网络的NNI只支持PVC。
帧中继用户-网络接口（UNI）和网间接口（NNI）的示例如图1-6所示。
图1-6 帧中继UNI 、NNI 示意图
帧中继网络通过帧中继UNI 向用户提供帧中继业务，借助于两个帧中继UNI ，两个终端之间才能完成通信。如图1-7所示。
图1-7 帧中继用户网络接口
上图说明了用户A 和用户B 之间的连接关系。图中还标明两个采用不同编号方式的端口之间也可以进行通信，例如用户A 采用E.164编号方式，用户B 采用X.121编号方式。用户A 和用户B 之间的数据传输速率也可以不同，图中显示的是在正常情况下，用户A 的发送速率可以是256 kbit/s ，而用户B 的发送速率可以是150 kbit/s ，即通信双方的发送和接收的CIR 可以不同。 桥/路由器 桥/路由器
DLCI=45 桥/路由器
D L C I =33 D L C I =22 PVC/SVC PVC PVC DLCI=19 DLCI=20 UNI UNI
UNI NNI NNI 帧中继网络1 帧中继网络2
帧中继业务支持两种连接形式：永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）。
PVC的连接由网络管理员预先配置，SVC的连接需要用户发起呼叫，由用户指定其目的地址，在呼叫控制程序的作用下，网络在源端和目的端建立起一条虚电路，用户完成通信后，启动呼叫清除程序，清除连接；这种连接允许用户自己选择通信的目的地址，所以，对于用户来说，更具有灵活性。
帧中继NNI为两个帧中继网络之间的互连提供通信接口，帧中继NNI之间除了传送用户信息之外，还要接收、处理和传送网络状态信令信息，通过在全网中传输网络状态信息，使得端点的用户能够正确的了解网络的连接情况，这个连接有可能要跨过几个不同的帧中继网络。
在本网与其它帧中继网络之间互通时使用帧中继网间接口，其应用如图1-8所示，本网中的用户A和其它网络中的用户B之间可以建立通信。
用户A通过Passport帧中继UNI接入到Passport帧中继网络，Passport帧中继网络通过Passport NNI连接到其它帧中继网络。用户B使用一个非Passport帧中继UNI接入到一个其它网络。不同厂商的设备必须遵从帧中继论坛技术委员会的FEF.2规范，以保证不同厂商的设备通过帧中继NNI能够互通，帧中继NNI端口的业务配置方式与UNI类似，需要注意的是NNI两端的DLCI必须一致。
图1-8 帧中继NNI接口
帧中继UNI和NNI在逻辑上被分成两个独立的部分：帧中继用户数据传输平面（U-面）和控制平面（C-面）组成。
U-面完成用户数据的传输功能，C-面完成对UNI接口上的所有的PVC的管理功能。ITU-T和ANSI都定义了用户数据传输面（U-面）的数据传输标准。UNI和NNI的U-平面规程是一样的。
帧中继的帧结构如图1-9所示：
图1-9 帧中继的帧结构
帧中继的帧结构中包括它在开放系统中的标志字段（Flag）、地址字段（Address）、用户信息字段（Information）、帧校验序列（FCS）和作为帧结束标志的标志字段（Flag）。
标志字段（Flag）是一个特殊的八比特组01111110，即7EH，它的作用是标志一个帧的开始和结束。在地址之前的标志为开始标志，在校验序列（FCS）之后的标志为结束标志。在一些应用中，结束标志也可以作为下一帧的开始标志，这样，所有的接收机都必须能适合于接收一个或多个标志字段。
地址字段一般包括数据链路连接标识符DLCI、它的主要用途是区分同一通路上多个数据链路连接，也就是虚电路，以便实现帧的复用/解复用。另外还包括地址扩展比特EA、命令/响应指示比特C/R、帧可丢失指示比特DE、前向显示拥塞比特FECN、后向显示拥塞比特BECN，其长度一般为2个字节，必要时最多可扩展为4个字节，一般来说，当两个比较大的帧中继网互连时，其NNI接口上有可能需要4字节的地址。PASSPORT交换机仅支持2个字节的地址字段。帧中继地址字段的结构如图1-10所示。
图1-10 帧中继的地址字段
•DLCI：由两个八比特组中的10个比特组成（因此每个端口共有210=1024个DLCI）。网络管理可以对DLCI的分配施加一些限制。PASSPORT留给用户业务使用的DLCI
的取值范围为16~1007。
•C/R：该比特指示此帧为命令帧还是响应帧，命令帧的C/R=0，响应帧的C/R=1。帧中继数据链路规程不使用命令/相应指示比特（C/R），用户设备可把这个比特设置成任何值，网络只是传送该比特，对其值不作改变。
•DE：丢弃允许指示比特，用户设备可以对其置1或置0，网络也可以对其置1，但不会对其清0。DE置1表示当网络发生拥塞时，可优先考虑丢弃该帧，以便于网络进行带宽管理和处理拥塞。这个比特仅与帧中继业务有关。
•BECN：后向显示拥塞通知。该比特可由网络或用户进行设置，当网络或用户在发现与该帧传输方向相反的方向发生拥塞时，将该比特置1，以通知接收到该帧的设备应启动拥塞避免程序，以利于网络的拥塞恢复。如果该比特是由用户置1的，则网络不会对其进行清除操作。
•FECN：前向显示拥塞通知。该比特可由网络或用户进行设置，当网络或用户在发现与该帧传输方向相同的方向发生拥塞时，将该比特置1，以通知接收到该帧的设备：在传输过程中遇到过拥塞，某些高层的传输协议会通知对端：停止传输或降低传输速率。如果该比特是由用户置1的，则网络不会对其进行清除操作。
•EA：地址扩展比特。地址字段中每个字节的第一位（BIT 1）都是EA比特，EA=0表示下一字节仍是地址字段，EA=1表示本字节是最后一个地址字节。EA的设置是为了适应地址长度可变的协议，例如，对于长度为2个字节的地址字段，第一个EA 设置为0，第二个EA 设置为1。
用户数据或信息字段的长度必须是整数个字节，在PASSPORT帧中继网络中，其最短长度为1个8比特组，最大长度为8187个8比特组。因此，帧开始和帧结束标志之间的8比特组的最大长度为8187+2（地址字段）+2（FCS）=8191个八比特组。
超长帧的传输和配置时的注意事项:过长帧的传输会引起很长的时延，这个时延对通过同一出口或同一信道的业务的服务质量都有影响。在PASSPORT网络中，对于帧长超过4096 bytes的超长帧可以采取一些措施来减轻他们对网络的影响。
对于帧长为4096或少于4096bytes的帧，CRC-16 的差错检验比较有效。但是对于帧长超过4096bytes的帧，CRC-16 的差错检验效果就比较差。所以，对于超长帧，更倾向于不对其进行差错校验。
对于帧长超过4096 bytes的帧，可采取以下措施：
•把超长帧分成512 bytes或更长一点的子帧，北电建议把4096作为参数Mod/Vcs/ maxSubnetPacketSize.值
•把超长帧的传输优先级设置为normal (TP0)。
•在同一出口链路或通路上尽量减少超长帧连接的数量，以减少它们之间的互相影响，以及对其它连接的影响。
在同一出口链路上，要想减少对其它业务的时延的影响，需要采取以下措施：
•避免传输对时延敏感的业务。
•不传输TP11业务。
•对其它的业务设置更高的传输优先级(TP6, TP9)，这可以降低时延，但不管怎样，传输还是会受到影响的。
如果有可能，尽量增加出口链路的带宽，降低其利用率，也可以减少时延。
控制平面（C-plane）的程序规定对本地管理接口（LMI）的操作，对于PVC来说，C-plane规定了一个UNI两侧即终端和网络的互操作。对于SVC来说，C-plane包括两个规程：Q.933信令规程和Q.922确认规程。
LMI (local management interface)
关于LMI的一些规程有：
• ANSI T.617 附录D
• ITU-T Q.933附录A
这两个规程之间略有不同，在进行帧中继UNI或NNI配置时，用户设备侧和网络侧的协议一定要相同。
帧中继C-平面要完成的主要功能有：
•一个网络（或设备）可以向另一个网络发送一个STATUS_ENQuiry消息来查询接口上DLCs的有关配置信息，网络可以通过回送一个STATUS消息来提供要查询的如下信息：
——DLC的增加、删减以及目前情况的通知。
——所配置的DLC的可用性和不可用性的通知。
•一个网络可以向另一个网络发送一个STATUS_ENQuiry消息，使其“保持激活”或者用来检查两个网络之间的链路是否完整。
•对一些特殊的帧中继业务接入点，比如不支持C-平面功能的两个用户设备，可以禁止所有的C-平面(LMI)操作，而让这两个设备直接互相操作。
•管理DLCI的取值：当使用Vendor Forum LMI时，自动取1023；当使用ANSI或ITU 时，自动取0。
• LMI header中的C/R、FECN、BECN和DE比特均设置为0。
•A-bit signaling是用来通知用户PVC的可用性的，网络绝对不能丢失该A-bit signal，在Passport 帧中继网络中，采用确认的通信规程来可靠地传输该比特，以保证该比特永不丢失，也不会发生死锁（deadlock）。
帧中继的功能参数
CIR(单位为kbit/s)是指：在一般情况下，网络在一条虚电路上传输信息的速率，这个速率由用户预先申请。这条虚电路可以是PVC，也可以是SVC。一个帧中继端口可以有多条虚电路，每条虚电路可以在两个方向上分别分配两个不同的CIR。
CIR的实现：在PASSPORT7400交换机中，CIR的实现是基于一种快速前传技术（Fast forward Technique）实现的。它的传输机制是：以尽可能快的速率把进入网络的帧传送到目的端口，帧的瞬时速率会高于CIR。如图1-11所示。
图1-11 CIR的传输机制
CIR的性能允许网络根据自身的情况使用突发传输方式。下边的两个业务参数确定了允许的突发量：
•承偌的突发量
•承偌的速率测量间隔
承诺的信息传递速率（CIR：Committed information rate）
承诺突发量（B C）是指在时间间隔Tc期间，一个用户可能向网络提供的最大承
诺数据总量。对于PVC来说，B C是用户申请业务时与网络管理者约定的，对于SVC
来说，B C是在呼叫建立时商订的。
承诺速率测量间隔（T C）是指允许用户只送出承诺的数据总量（Bc）和超过的数
据总量（Be）的时间间隔。CIR、Bc和Tc之间的关系为：CIR = Bc/Tc CIR、Bc和Tc 之间的关系用图形表示如图1-12所示。
图1-12 CIR、Bc和Tc之间的关系
在CIR限制范围内的突发数据会采用快速前传技术先前传送，或者以高于CIR的速率穿过网络。如果用户突发的速率小于Bc值，则传输的持续时间就比较短。例如，用户数据可以以2048 kbit/s 的链路速率进入网络，则网络的传送速率（例如540 kbit/s）可能会比CIR（例如384 kbit/s）要高。
CIR的算法是一种基于令牌池的可用度系统(Credit system)。这种机制对传输没有影响，也就是说，在物理上并没有CIR缓冲器。令牌池实际上是一个计数器，它用来显示用户带宽的可用度。令牌的单位为字节，开始时它等于用户预定的Bc的字节数，随着用户数据的传输，根据进入网络中的用户数据与CIR的比例的增加，每Tc秒的令牌数量也不断减少。只要令牌池的长度为正值，帧的传输就会继续进行。
只要有一个令牌可用就可以进行帧的传输，当帧到达网络时，如果至少有一个令牌可用，则网络就会把该帧传过去，同时，令牌池的长度也跟着减少，减少的长度等于帧的字节数。在某些情况下，令牌池的长度有可能变成负值。
当帧到达网络时，令牌池有可能已经用尽，也就是说，令牌池的长度小于等于0。此时，根据拥塞程度，网络或者将该帧立即丢弃，或者将其DE比特置1，然后进行传送。
CIR的主要性能
•CIR越大，则突发量就越大，数据传输就越快。在短时间内，突发的数据量可以超过Bc的值。
•可以把Bc的值配置的比预期的突发量大一点，则帧丢弃的可能性就比较小。北电建议把应用时所需要的最小窗口作为Bc的值，以降低帧丢弃的机会。如果以后数据量增加了，还可以加大Bc的值。
•对于数据传输不对称的PVC，要配置两个CIR，这样对网络有好处。
•帧中继业务的可配置参数主要有：CIR、Bc和Tc。这样，网络管理员可以可以根
据用户的业务情况合理的选择网络资源。例如，对于一些面向突发性比较强的事务处理的一些应用，可以配置较低的CIR和较高的Bc。
超额的信息传递速率EIR（Excess information rate）
EIR是指超过CIR的带宽而网络还有能力进行传输的那部分带宽。如图1-13所示。
EIR
CIR
图1-13 EIR示意图
则总的信息传递速率就是CIR+ EIR.。
例如，如果CIR = 384 kbit/s 、EIR = 150 kbit/s，则信息总的传输速率就是CIR + EIR = 534 kbit/s。EIR的应用主要包括：
EIR的实现：EIR信息的处理比较简单，用户或网络都可以对这部分数据帧打上丢弃许可标志（即对DE比特置1）。网络一旦进入2级拥塞状态，网络将首先丢弃这些数据帧。对于DE比特为0的帧，只有网络进入了严重的拥塞状态，才会被丢弃。所以当用户对DE-比特置1后，网络不会对其清除。
DE比特是标准的帧中继帧的一部分，用户或网络都可以对其置1，它的含义是：带有DE=1的帧属于超额的突发数据(Be)。如果DE=1，则Be池的长度就要减少，减少的长度等于进入网络的帧的比特数。
在下列情况下，网络才会对DE比特置1，如图1-14所示。
• Bc池已经用空；
•Be池至少还剩下一个令牌。
图1-14 DE比特由网络置1
如果Bc和Be池都已用空，则进来的帧将会被丢弃。
图1-15 所示是用户置DE=1的情况，在这种情况下，Be令牌池的长度将会立即减少。
图1-15 用户置DE=1的情况
EIR的作用机制与CIR类似:
CIR：承诺的信息速率EIR：额外的信息速率
Bc：承诺的突发量Be：额外的突发量
Tc：承偌的速率测量时间间隔Tc：承偌的速率测量时间间隔CIR = Bc/Tc EIR = Be/Tc
Bc令牌池Be令牌池
CIR各参数的关系如图1-16所示。
EIR各参数的关系如图1-17所示。
图1-16 CIR各参数的关系
图1-17 EIR各参数的关系
第六节拥塞控制
当需要传送的用户数据量超过了网络的处理能力时，网络就会出现拥塞，此时，网络的服务质量就会下降，大量的用户信息得不到及时传递，甚至被丢失，网络的吞吐量下降，传送时延加长。
拥塞控制的目的就是在网络发生轻微拥塞的情况下，防止情况进一步恶化，使其恢复正常运行状态。
为了达到拥塞控制的目的，就要对网络运行状态进行定时监视，防止和排除拥塞
状态的出现。Passport 交换机在多个环节对要发送的数据队列进行监视，若发现拥塞，立即启动拥塞控制程序，如图1-18所示。
图1-18 Passport 对流量的监视
网络首先启动如图1-19所示的拥塞通知程序，通知终端降低发送速率。然后根据网络的拥塞程度，逐步丢弃用户信息帧。
图1-19 网络的拥塞通知 帧中继用户 数据链路发送队列 发送源端 帧中继用户 数据链路接收队列 中继数据链路 发送队列
中继数据链路 发送队列 接收端
路由器 拥塞 FCI=1 BCI=1 FECN=1
BECN=1 路由器
9.4 帧中继网 帧中继网络是目前局域网互联综合性能（可靠性、价格、传输速度、网络延时、响应时间、吞吐量、覆盖面等）最好的公共网络，可提供高达45Mbps的高速数据传输。帧中继网络正在逐渐替代DDN网络，成为局域网互联的主要公共服务网络。 帧中继公共网络最早是在1992年在美国投入公共服务。我国从1996年底由中国电信（现在的电信和网通）开始建设ChinaFRN，其一期主干网络于1997年6月建设完成，覆盖北京、上海、广州、沈阳、武汉、南京等21个省会城市，并在北京、上海和广州建立了国际出口，与其它国家的帧中继网络相连。目前，经过8年的建设，我国的ChinaFRN已经延伸到几乎所有地级市，部分地区甚至延伸到县级市，覆盖面非常广泛。 9.4.1 帧中继网络的构造 帧中继网络是由帧中继交换机组成的一个跨地域的大型网络。帧中继网络的核心是帧中继交换机，是一个工作在链路层的网络设备。帧中继交换机之间使用光纤连接，采用时分多路复用的方式提供多条虚电路。 图9.14帧中继由帧中继交换机组成的一个大型网络 帧中继网络是一个分组交换网，在帧中继交换机之间传输的数据报是与局域网一样带有帧报头的数据帧。帧中继数据帧的报头格式如图9.15所示： 图9.15帧中继的报头格式 帧中继报头的头一个字节是01111110的二进制序列，标明一帧数据的开始。第二个字段是16位的地址字段，其中的DLCI地址占10位。另外还有3个标志位，分别是向前拥挤标志位FECN、向后拥挤标志位BECN 和丢弃标志位DE。 DLCI地址是交换机识别虚电路使用的虚电路号（own Data Link Channel Identifier）。帧中继交换机使用DLCI地址进行数据报转发的工作原理如图9.16所示：
“网络工程师培训”基础教程：帧中继协议及配置 1.帧中继介绍 帧中继协议是在 X.25 分组交换技术的基础上发展起来的一种快速分组交换技术。概括地讲，帧中继技术是在数据链路层用简化的方法转发和交换数据单元的快速分组交换技术。帧中继技术是在通信线路质量不断提高，用户终端智能化不断提高的基础上发展起来的。 帧中继协议是改进了的 X.25 协议。相对于 X.25 协议，帧中继协议只完成链路层核心的功能，简单而高效。目前在许多国家，帧中继正在替代传统的复杂低速的报文交换服务。
帧中继是基于虚电路的（Virtual Circuits, VCs）。由于帧中继较快的转发速度，而且帧中继数据单元至少可以 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，即帧中继交换机。 目前比较常用的是帧中继的 PVC 业务。网络服务商为用户提供固定的虚电路连接，用户可以申请许多虚电路，通过帧中继网络交换到不同的远端用户。 DLCI（数据链路连接标识）用于标识每一个 PVC。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（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。 2.帧中继协议栈 帧中继功能的核心部分对应 OSI 参考模型的下两层。 采用现代的物理层设施，例如光纤和数字传输线路，帧中继可以为终端站（典型的例子如局域网）提供高速的广域网连接。 因为工作在数据链路层，帧中继封装 OSI 栈中的上层信息。
4.4.1 帧中继基本原理 帧中继(Frame Relay,FR)技术是在OSI 第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。帧中继技术是在分组技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。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去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。作为一种新的承载业务，通过RFC1490协议，把网络层的IP 数据包封装成数据链路层的帧中继帧，帧中继的用户接口速率最高为34Mbit/s ，它目前在中、低速率网络互联的应用中被广泛使用。 帧中继技术适用于以下两种情况：(1) 用户需要数据通信，其带宽要求为64kbit/s-34Mbit/s ，而参与通信的各方多于两个的时候使用帧中继是一种较好的解决方案；(2) 当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。 1 帧中继业务 帧中继业务是在用户-网络接口(UNI)之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户-网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。 帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。永久虚电路是指在帧中继终端用户之间建立固定的虚电路连接，并在其上提供数据传送业务。交换虚电路是指在数据传送前，两个帧中继终端用户之间通过呼叫建立虚电路连接，网络在建好的虚电路上提供数据信息的传送服务，终端用户通过呼叫清除操作终止虚电路。目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务。 帧中继永久虚电路业务模型如图2-1所示。 FR 网络 FR 网络 FR 网络 FRAD ：帧中继组装和拆分 PVC ：永久虚电路 LAN ：局域网 图2-1 永久虚电路业务模型 2 帧中继的基本功能 帧中继在OSI 第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在LAPD 帧结构中，实施以帧为单位的信息传送。网络不进行纠错、重发、流量控制等。 帧不需要确认，就能够在每个交换机中直接通过，若网络检查出错误帧，直接
帧中继技术基础 数据通信技术的发展 数据通信就是进行数据传输和数据交换，把数据源发送的数据信息从一个地方通过传输信道交换设备传送到另一个地方的数据接收设备中，也就是数据信息在发送设备和接收设备之间进行信息传递。 数据通信网是为提供数据通信业务而提供的媒体，随着通信技术的不断发展，数据通信网的交换技术有：电路方式、分组方式、帧方式、和信元方式等。 电路方式是传递信息最简单的方式。电路方式之一是基于公众交换电话网（PSTN）或ISDN电路交换的原理，当用户要求发送数据时，交换机在主叫用户端及被叫用户端之间连接一条链路。终端设备通过接入设备（调制解调器（MODEM）或适配器（TA））连到交换机上，经接入设备的拨号在交换机之间构成一条物理链路。如图1-1所示。 MODEM/TA MODEM/TA 图1-1 利用PSTN/ISDN进行数据通信示意图 这种方式属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管该用户是否有数据在链路中传递，电路一直被这一对用户占用，其它用户无法插入该链路中。只有该对用户使用完后把该链路释放，其它用户才能使用。 另一种电路方式是采用专线，即数字数据网（DDN）。DDN一般向用户提供专用数据传递链路，如图1-2所示。 DDN 图1-2利用专线联接方式进行数据通信 电路方式的主要特点是为通信的两端建立物理连接，它有如下优点：
①信息传输时延小，因为它是一个固定物理连接，信息传输的时延也是固定的。 ②电路是“透明”的。发送端和接收端传递的信息并没有限制在某一个协议下，只要终端设备认可，任何协议的信息都可以传递。 ③信息传递的吞吐量大。可以根椐信息量的大小来选择信息的传递带宽。 它的缺点是资源比较浪费。基于PSTN或ISDN电路方式至少要占用一路话路，即64Kbps。如果传递的信息不到64Kbps，占用的带宽也不能减小，其它用户也不能享用。基于DDN的电路方式虽然可以根据需要分配带宽，但对信道的占用也是半永久性的，用户一旦租用，即使没有信息传递，其带宽也不能由其它用户享用，因此，DDN一般用于对实时性和可靠性要求较高的业务。 分组方式是一种存储转发的交换方式。它将需要传递的信息划分成一定长度的包（又称为分组），以分组为单位进行存储转发。在每个分组信息中都包含有发送端地址和接收端地址。在传递数据之前必须在发送端和接收端之间建立虚电路，然后依顺序进行传递。 分组方式的基本原理是把一条物理电路分成若干条逻辑信道，对应每一个逻辑信道有一个编号，称为逻辑信道号（LCN）。把两个用户终端之间的若干条逻辑信道经交换机连接起来，便构成了虚电路（VC）。 分组方式在线路上采用动态复用的技术通过一条高速传输线路来传送各个分组，带宽可以动态复用，从而提高了传输线路利用率。。 在分组交换方式中，由于能够以分组形式把发送终端的数据信息暂存在交换机的存储器内，在交换机内进行各种变换处理，从而很容易地实现在不同速率、码型和规程的终端间通信，这在以前的通信网中是不能实现的。常用分组方式有以下几个特点： ①传输质量高 分组交换方式具有差错控制功能，它不仅在节点交换机之间传输分组时采取差错校验与重发措施，而且对于分组型终端，在用户线部分也可以进行同样的差错控制，因而使分组在网内传送的出错率大大降低，一般传输电路的误码率在1×12-5的情况下，网内全程的比特差错率在1×12-10以下。这比现有公用电信网的传输质量大为提高。 ②可靠性高 在电路交换方式中，一次呼叫的通信电路固定不变。而分组交换则不同。报文中的每个分组可以自由选择传输途径。由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接，当网内发生故障时，分组仍能自动选择一条避开故障地点的迂回路由传输，不会造成
帧中继 帧中继（FRAME RELAY）是在用户——网络接口之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变的一种承载业务，用户信息以帧为单位进行传输。 帧中继技术在保持了分组交换技术的灵活及较低的费用的同时，缩短了传输时延，提高了传输速度。因此，它成为了当今实现局域网（LAN）互连、局域网与广域网（WAN）连接等应用的理想解决方案。 ATM（ChinaATM）即“异步传输模式”，是一种采用统计时分复用技术“面向分组”的传送模式；在ATM 中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为“信元”）进行传送；只有在已经建立好的“虚电路”上才能接收和发送信元。中国电信ATM面向公众提供高带宽、高服务质量的综合业务接入。 ● 帧中继业务种类 双向对称式PVC 速率：N*64Kbps N≤32 ● ATM种类 永久虚电路（PVC）交换虚电路（SVC）帧中继承载业务电路仿真业务 速率：E1（2Mbps）,E3（34Mbps）,STM-1（155Mbps）,IMA（N*2Mbps,N≤8） ● 帧中继的优点 1、按需分配带宽，网络资源利用率高，网络费用低廉。 2、采用虚电路技术，适用于突发性业务的使用。 3、不采用存储转发技术，时延小、传输速率高、数据吞吐量大。 ● ATM网的优点 高质量的通信网：ATM网络是高起点的通信网，它基于高质量的传输信道；采用硬件交换、拥塞控制等机制，实现低时延，高吞吐量。高可靠性的网络：实现自动化的用户电路保护技术，实现了故障情况下的路由自动迂回，切换时间很短，对用户几乎无影响。 全功能的传送平台：ATM网作为宽带综合业务数字网（B-ISDN）的解决方案，它可以在同一网络平台上同时传送话音、图像、数据等多种业务，实现宽带化的一网多能。
１帧中继技术产生的背景及其特点 本世纪８０年代，很多用户在本地采用了局域网（ＬＡＮ）技术。一个公司、企业、机关以ＬＡＮ将本单位的多台个人计算机连接起来，共享本地网络资源，同时通过网桥或路由器接入公共电信网。这类用户的数据特点是数据量大、突发性高。除ＬＡＮ外，计算机辅助设计（ＣＡＤ）、计算机辅助制造（ＣＡＭ）以及图像传送业务也具有突发性特点，这是因为他们的文件数据量往往很大，比如一张普通的Ｘ光片就会有８兆的数据量。 用分组网为这些用户开放业务，由于用户要传送的数据量大，而分组网的接入速率低、传送时延长，用户收发信息要作长时间的等待，会令用户不满意。如果用数字数据网（ＤＤＮ）数字数据专线为这些用户开放业务，通信效率虽然提高了，但费用较贵。来自用户的新的通信需求促使人们考虑采取新的通信技术。 与此同时，网络技术发生了很大变化。用户设备的智能化程度普遍提高，中继传输线已经普遍采用了光纤，光纤传输性能高，误码率低。在这种情况下，纠错和流量控制问题可以由用户设备上的高层协议解决，网络协议可以简化。由此，人们对分组交换协议进行了简化，产生了帧中继（ＦＲ）技术。 帧中继是一种快速分组交换技术，同Ｘ．２５分组交换技术相比，它具有下列特点： （１）帧中继继承了Ｘ．２５分组交换统计复用的特点，通过在一条物理电路上复用多条虚电路，在用户间动态地分配数据带宽资源，提高了线路利用率。 （２）帧中继大大简化了Ｘ．２５通信协议，网络在信息处理上只检错、不纠错，发现出错帧就予以丢弃，将端到端的流量控制交给用户终端来完成，减轻了网络交换机的处理负担，降低了用户信息的端到端传送时延。 （３）帧中继为用户提供了一种优惠的计费政策，即按照承诺的信息速率（ＣＩＲ）来收费，并保证低于ＣＩＲ的信息的传送；同时，允许用户传送高于ＣＩＲ的数据信息，这部分信息传送不收费，网络空闲时予以传送，拥塞时予以丢弃。 （４）帧中继的帧长较长（可达４０９６字节），在传送帧长较长（１５００字节左右）的局域网数据信息帧时效率较高，适合于实现局域网互联。 ２帧中继业务及应用 帧中继网提供永久虚电路（ＰＶＣ）和交换虚电路（ＳＶＣ）两种基本业务。永久虚电路是指在帧中继用户终端建立固定的虚电路连接，并在其上提供数据传送业务；交换虚电路是指在两个帧中继用户之间通过虚呼叫建立虚电路，在建立好的虚电路上进行用户数据的传送，用户终端通过呼叫清除操作来终止虚电路。目前建成的帧中继网大多只提供ＰＶＣ业务。 帧中继最典型的应用是进行局域网互联。帧中继可以为要求进行互联的局域网用户提供高速率、低时延、适合突发性数据传送并能有效防止拥塞的数据传送业务。例如，帧中继可为Ｉｎｔｅｒｎｅｔ站点之间互联提供中继信道。 帧中继可为高分辨率可视图文、ＣＡＤ、ＣＡＭ等需要传送高分辨率图形数据的用户，以及需要传送数据量大的大型文卷用户提供高通过量的数据传送业务。
帧中继网络分析及应用 熊俊 摘要：本文主要系统的介绍帧中继网络的原理分析、应用中的问题分析详解及帧中继网络的应用概述，希望本文可以让你对帧中继网络有一个初步的认知。 关键词：帧中继网络应用问题 一、概述 帧中继传输是一种透明传输。网络中的交换节点不再支持数据传输中的纠错重传功能,而且对各种协议也不进行转换和处理。帧中继传输执行的是国际电信联盟(ITU/CCITT)制定的标准化的接口协议,即用户网络接口UNI(User-Network Interface)和网络节点接口NNI(Network-Node Interface)两种协议。NNI管到虚电路,UNI管到物理线路。可以说,帧中继传输网络是独立于各种应用协议的,可在其上传送用户数据而不管它的高层格式如何;或者说,对支持OSI第二层以及其上层数据传送的各种不同数据终端(DTE)的协议,在帧中继网上均是以透明方式传送的。因此,帧中继网对传送当今50多种协议具有简洁性、透明性和兼容性。帧中继交换平台有如下四种技术类型,即: (1)以时分复用(TDM)为基础的电路交换技术; (2)以分组交换为基础的帧(Frame)交换技术; (3)非标准信元(Cell)交换技术; (4)标准信元(Cell)交换技术(或称ATM交换技术)。 帧中继格式 TDM平台由于其严重的固有缺陷已趋于淘汰。帧中继交换技术实现方式主要有两种:帧交换和信元交换。非标准信元交换平台主要应用于中继(Trunk)带宽小于T1(1.544Mbps)/E1(2.048Mbps)的场合。对帧中继来说,信元交换是在交换机内部的交换方式,不管采用标准或非标准信元,其内部交换标准执行的都是各企业的专用标准,其对外都以帧的数据结构的形式出现,因此不影响网络的互连和接入。在帧中继交换平台中,目前约有70%的市场是采用信元交换技术。帧中继中继带宽多为T1至
第五章帧中继与ATM网络技术 在第一部分“数据通信基础”一章及第二部分“数字数据网”一章我们都讨论过快速分组交换——帧中继，本章将更为详细地讲述帧中继的基本概念和技术。在本章后面的章节还要讨论另外一种快速分组技术——ATM及其应用。 第一节帧中继基本概念 1．什么是帧中继 帧中继（Frame Relay,FR）技术是在分组交换技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐取代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。它在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元。由于链路层的数据单元一般称为帧，所以叫做帧中继。帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式有效的进行传送。 2．帧中继的特点 与X.25相比，帧中继具有如下技术特点： 帧中继是简化的X.25分组技术。它完成OSI物理层和链路层核心层的功能，删除分组层功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间的协议。 与X.25相类似，帧中继使用统计时分复用技术向终端用户提供共享的网络资源，通过永久虚电路实现线路资源的按需分配。 帧中继在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作。省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，把原X25分组在每个网络节点必须处理的27种控制信息减少到7种，从而大大节省了交换机的开销，提高了网络的吞吐能力，降低了通信时延，使节点机时延由20ms～30ms降到2～3ms。一般帧中继的接入速率在64kbps～2Mbps之间，近期帧中继的速率已提高到8 Mbps～10Mbps，今后将达到45Mbps。 提供一套合理的带宽管理和防止阻塞的机制，允许用户有效地利用预先约定的带宽（CIR），还允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。 与分组交换网一样，帧中继采用面向连接的交换技术，可以提供SVC和PVC业务，但目前已应用的帧中继网络中，只采用PVC业务。主要应用于LAN互连以取代传统的专用电路。3．帧中继与帧交换 国际电联ITU-T建议把帧中继列入ISDN的分组式附加业务——帧模式承载业务（FMBS），并大致分为帧中继和帧交换两种类型。 271
帧中继是一种工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层的高性能广域网协议。最初，帧中继技术主要应用于ISDN网络，现在，可以在多种网络平台上使用。本文将主要介绍广域网环境下，帧中继技术的规范和应用。为了方便本文的讲解，在文中我们将帧中继略作FR（英文Frame Relay的首字母缩写）表示。 FR是一种典型的包交换技术。包交换技术能够使网络节点工作站动态的分享网络介质和可用带宽。包交换网络支持可变长度数据包，数据的传输更加有效和灵活。所有的数据包基于交换机制在不同的网段之间进行传递，直到到达最终的目的地。包交换网络使用统计复用技术控制网络接入，使网络带宽的使用更加灵活和高效。目前流行的绝大多数局域网应用，包括以太网和令牌环在内，都属于包交换网络。 FR可以看做是X.25协议的简化版本，它省略了X.25协议所具有的一些强健功能，例如窗口技术和丢失数据重发技术等。这主要是因为目前FR技术所使用的广域网环境比起七、八十年代X.25协议普及时所存在的网络基础设施，无论在服务的稳定性还是质量方面都有了很大的提高和改进。此外，FR与X.25不同，是一种严格意义上的第二层协议，所以可以把一些复杂的控制和管理功能交由上层协议完成。这样就大大提高了FR的性能和传输速度，使其更加适合广域网环境下的各种应用。 早在1984年，关于FR技术的标准化协议就已经提交到国际电话与电报委员会（CCITT）。但是，由于当时的标准并不完善，而且缺乏互操作性，所以在随后的几年当中FR并没有迅速普及开来。 FR发展史上最重要的转折点出现在1990年。当时，由Cisco，Digital Equipment 以及北电等几家业界著名厂商共同组建起专业联盟致力于FR技术的开发。该联盟所推出的新规范在CCITT协议的基础之上对FR的功能进行了扩展，增加了许多面向复杂网络环境的新功能。通常，我们把这些FR扩展功能统称为本地管理接口（LMI）。 新规范推出之后受到了业界厂商的广泛支持。ANSI和CCITT也根据新规范中的LMI定义对各自的技术标准进行的调整和改进，直到今天，这些协议和标准仍然被人们广泛的使用。 帧中继网络环境下的设备可以分为两大类，即数据终端设备（DTE）和数据电路终端设备（DCE）。DTE可以被理解成是网络的末端设备，通常被放置在用户区域，直接由用户所有和控制。DTE设备包括网络终端，个人计算机，路由器和网桥等。
第四章帧中继（FR）技术 4.1 帧中继技术的基本概念 4.1.1 帧中继的含义 帧中继(Frame Relay)是分组交换技术的新发展，它是在通信环境改善和用户对 高速传输技术需求的推动下发展起来的。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去完成，大大简化了节点 机之间的协议。同时，帧中继还采用虚电路技术，可充分利用网络资源，因 而帧中继具有吞吐量高、时延低，适合突发性业务等特点。帧中继技术主要 应用在广域网(W AN)中，其支持多种数据型业务（如局域网互连、远程计算机 辅助设计和辅助制造的文件传送、图象查询、图象监视和会议电视等）。 4.1.2 帧中继格式 帧中继采用Q.922 LAPD的帧格式，如图4-1所示。帧格式中各段涵义如下： 图4-1 帧中继的格式 1. 帧标志（FLAG） 其用于帧定位。帧中继标志的编码是01111111。 2. 帧中继头（FRAME RELAY HEADER）
帧中继头包括下面一些内容： 1) 数据链路连接标识（DLCI） 其用于区分不同的帧中继连接。它是帧中继的地址字段。根据地址字段把帧送到适当的邻近节点，并选择路由到达目的地。根据需要，地址字段还可扩展为2个8个比特组。在目前实施的帧中继中，对地址字段的分配还存在某些限制。根据ITU-T的有关的建议，DLCI的0号保留为通路接收控制信令使用。DLCI的1到15号和1008到1022号保留为将来应用；DLCI的1023号保留为在本地管理接口(LMI)通信时使用；DLCI从16号到1007号共有992个地址可为帧中继使用。对于标准的帧中继接口，DLCI的号具有本地的含义。在帧中继连接中，两个端口的用户/网络接口(UNI)可以具有不同的DLCI值。 2) 命令响应比特（C/R） 该比特在帧中继网路中透明传输。 3) 地址段扩张比特（EA） EA比特用于指示地址是否扩张。目前地址字段仅使用两个8比特组。第一个8比特组的EA置为“0”，第二个8比特组的EA置为“1”。 4) 扩张的DLCI （EXTENDED DLCI） 5) 前向拥塞告知比特（FECN）和后向拥塞告知比特（BECN） BECN可以由拥塞的网络置位来通知帧中继接入设备启动避免拥塞的程序。帧中继网络拥塞时，网路的任务是识别拥塞的状态及设置前向拥塞告知比特FECN。当接收端帧中继接入设备发现FECN比特被置位后，必须在向发端发送的帧中将BECN置位。 6) 丢弃指示（DE） 丢弃指示比特用于指示在网路拥塞情况下丢弃信息帧的适用性。通常当网路拥塞后，帧中继网络会将DE比特置1。但目前有关该比特的确切定义和使用方法尚在研究之中。 3. 用户数据（USER DATA） 其包括控制字段和信息字段，其长度是可变的。信息字段的内容应由整数个8比特组构成。
通信与广电工程专业技术知识点 移动多媒体技术及应用 ●高速互联网接入 ●无线音乐业务 ●手机游戏 ●移动支付业务 ●移动定位 ●可视电话业务 ●手机电视 ⏹手机电视的实现方式： ◆利用卫星广播网络方式。基于DMB（数字多媒体广播）技术。 手机终端集成安装直接接收DMB卫星信号的模块组成双模手机。 ◆利用移动通信网络方式。基于流媒体技术。手机终端需要安装操 作系统和流媒体播放软件，我国目前采用中国移动多媒体广播 （CMMB）标准。 ◆利用地面数字电视广播网络与移动通信网络相结合方式。将地面 数字电视广播网络作为数字电视信号的下行广播网络，将移动通 信网络作为上行传输网络回传互动业务信号。 ●视频点播 ●手机办公与手机商务 交换系统分类及特点 ●传输系统在通信网络中担负建立信源和信宿只见信息连接桥梁的作用， 核心设备是交换机。 ●交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。 ●电路交换 ◆在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的 交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。 ◆利用电路交换进行通信必须经历建立电路阶段、传送数据或语音 阶段、拆除电路阶段三个阶段。 ◆电路交换属于电路资源与分配系统。 ◆电路交换系统有空分交换和时分交换两种交换方式。 ❖空分交换：入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。 ❖时分交换：把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时 隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成语音的时隙搬 移，从而实现入线和出线间信息交换。 ◆电路交换的特点： ❖特点： ◆可提供一次性无间断信道 ◆呼叫建立时间长，并且存在呼损 ◆对传送的信息部进行差错控制 ◆对通信信息不作任何处理，原封不动地传送 ◆线路利用率低 ◆通信用户间必须建立专用的物理连接通路 ◆实时性较好
通信原理帧中继的应用 1. 什么是帧中继？ 帧中继是一种用于数据通信中的传输技术，通过将网络数据划分为固定大小的 数据帧，并将这些帧传输到目标设备，实现数据的高效传输。帧中继技术在现代通信系统中得到广泛应用，特别是在局域网和广域网中。 2. 帧中继的原理 帧中继通过将传输的数据划分为固定大小的数据帧进行传输，以提高数据传输 的效率和可靠性。具体原理如下： •帧的划分：数据被划分为多个帧，每个帧都包含了一定的数据和控制信息，如源地址、目的地址、帧序号等。帧的划分可以根据具体的协议和传输需求进行设置。 •帧的传输：帧通过物理传输介质（如电缆、光纤等）进行传输，每个帧都具有独立的传输路径。传输路径上的节点将帧接收并转发给下一个节点，直到帧到达目标设备。 •帧的重组：在目标设备接收到传输过来的帧后，根据帧中的控制信息将这些分散的帧重新组合成完整的数据。 帧中继通过将数据划分为帧并进行传输，可以提高数据的传输效率和可靠性。 同时，帧中继技术还具有较强的容错性，能够在部分帧丢失的情况下仍然能够完成数据的传输。 3. 帧中继的应用场景 帧中继技术在通信领域具有广泛的应用场景，下面列举一些常见的应用场景：•局域网连接：帧中继技术可以用于将不同局域网之间进行连接，实现数据在局域网之间的传输。通过帧中继，不同局域网之间的设备可以实现无缝的数据通信。 •广域网接入：帧中继可以作为广域网接入技术的一种选择，将本地网络连接到广域网。通过帧中继连接，本地网络可以利用广域网的传输能力，实现与远程网络的通信。 •数据中心互联：在大型数据中心中，帧中继可以用于互联不同的数据中心，实现数据的共享和传输。通过帧中继，数据中心之间可以实现高速、可靠的数据传输。
帧中继技术 帧中继是一种高性能的WAN协议，它运行在OSI参考模型的物理层和数据链路层。它是一种数据包交换技术，是X.25的简化版本。它省略了X.25的一些强健功能，如提供窗口技术和数据重发技术，而是依靠高层协议提供纠错功能，这是因为帧中继工作在更好的WAN设备上，这些设备较之X.25的WAN设备具有更可靠的连接服务和更高的可靠性，它严格地对应于OSI参考模型的最低二层，而X.25还提供第三层的服务，所以，帧中继比X.25具有更高的性能和更有效的传输效率。 帧中继广域网的设备分为数据终端设备（DTE）和数据电路终端设备（DCE），所谓DTE就是指用户侧最终结点的网络设备。例如，路由器等。DCE设备即电信运营商提供接入的网络边缘设备。例如，帧中继交换机。 帧中继技术提供面向连接的数据链路层的通信，在每对设备之间都存在一条定义好的通信链路，且该链路有一个链路识别码。这种服务通过帧中继虚电路实现，每个帧中继虚电路都以数据链路识别码（DLCI）标识自己。DLCI的值一般由帧中继服务提供商指定。帧中继即支持PVC也支持SVC。 帧中继本地管理接口（LMI）是对基本的帧中继标准的扩展。它是路由器和帧中继交换机之间信令标准，提供帧中继管理机制。它提供了许多管理复杂互联网络的特性，其中包括全局寻址、虚电路状态消息和多目发送等功能。 根据客户拟组网的网络结构的不同，在帧中继端口配置方面可以分为2种类型：第1种：点到点；第2种：点到多点；关健字： （1）IETF：互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force)；（2）DLCI：数据链路连接标识符（Data Link Connection Identifier）；（3）帧中继涉及的请求注解：RFC1490/RFC2427/ RFC1973 2. 有关命令： （1）设置Frame Relay封装 encapsulation frame-relay[ietf] （2）设置Frame Relay LMI（本地管理接口）类型 frame-relay lmi-type {ansi | cisco | q933a} （3）设置子接口 interface interface-type interface_number.subinterface_number [multipoint|point-to-point] 注意：此处涉及组网的拓扑结构类型：点到点，点到多点；（4）映射协议地址与DLCI
帧中继基础知识总结 版本 密级开放内部机密 类型讨论版测试版正式版 1帧中继基本配置 1.1帧中继交换机 帧中继交换机在实际工程环境中一般不需要我们配置，由运营商设置完成，但在实验环境中，要求掌握帧中继交换机的基本配置。 配置示例： 定义，该条命令是，口的，绑定到口的号
1.2环境主接口运行帧中继（） （帧中继交换机）的配置： 连接到的接口 定义，该条命令是，口的，绑定到口的号 连接到的接口的配置如下： 接口封装，通过发现，并建立对端到本地的映射（帧中继映射表）的配置如下：
在上查看（验证配置）： 在上查看帧中继映射 (): (), , ,, , . , , : !!!!! 1.3环境主接口运行帧中继（静态映射） 的配置同上，这里不再赘述 上述案例是终端路由器采用动态获取帧中继相关映射信息，本例采用静态建立映射的方式进行配置。 的配置： 关闭动态，可选 [] 建立静态帧中继映射，注意，这里是低端的到本地的映射 使用该命令，建立的将不支持广播（如此，依赖广播或组播运行的动态路由协议跑在此链路 上就可能存在问题），可在该条命令后增加关键字，使支持广播。 的配置：
关闭动态，可选 [] 查看的帧中继映射： (): (), , , , , 注意，采用静态映射，建立的如果不加关键字，则链路不支持广播。 由于帧中继网络是（非广播型多路访问）网络，因此无法支持广播，但帧中继提供一种机制来模拟广播，基本上是采用向每条发送一个该帧的拷贝来实现。 许多动态路由协议均需要广播或组播传输机制的，、、等，因此如果在帧中继上运行这几种协议，就可能会出现问题，这时候就需要使用到上面的特性，具体的操作方式是在语句后加上关键字。 1.4环境主接口运行帧中继（部分互联模型） 该拓扑为模型（星形拓扑结构）口连接到的；连接到的，的连接到的； 的配置如下： 连接到的接口
《计算机网络名词解释》 1.计算机网络 计算机网络就是指，将分布在不同地理位置、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，用通信设备和通信线路连接起来，在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下，实现资源共享、信息传递的系统。 2.通信链路 通信链路是指两个网络节点之间传输信息和数据的线路。 3.资源子网 资源子网提供访问网络和处理数据的能力，有主机系统、终端控制器和终端组成。 4.通信子网 通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制。它由网络节点、通信链路组成。 5.网络通信协议 网络通信协议就是实现网络协议规则和功能的软件，它运行在网络计算机和设备中，计算机通过使用通信协议访问网络。 6.数据通信的基本概念 数据通信是两个实体间的数据传输和交换，是通过各种不同的工作方式和传输介质，把处在不同地理位置的终端和计算机，或计算机与计算机连接起来，从而完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。 7.信息 信息是对客观事物的反应，可以对物质形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描，也可以表示物质与外界的联系。 8.数据 信息可以用数字的形式表示，数字化的信息称为数据。数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义和解释。取连续值得数据称为模拟数据，取离散值得数据称为数字数据。 9.信道 信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。 10.物理信道 物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，有传输介质及其附属设备组成。 11.逻辑信道 逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之相对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的链接来实现。 12.信道容量 信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。单位时间内传送的比特数越多，则信息的传输能力就越大，表示信道容量越大。 13.比特率 比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（kbps）表示。 14.波特率 波特率是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，单位是波特（baud）。 15.误码率 误码率是指信息传输的错误率，也称错误率，是数据通信系统在正常工作的情况下衡量传输
《广域网技术》论文2013 — 2014学年第一学期 题目：广域网技术之帧中继专业班级：网络10—3 学号: 姓名： 指导老师： 日期：2013-12—12
目录 摘要 (3) 一。帧中继概述 (3) 1、帧中继技术的发展背景 (3) 2、概述 (4) 二．帧中继的特点 (4) 1、帧中继技术的特点 (4) 2、帧中继网络的主要特点 (5) 三．帧中继的作用 (6) 1．局域网互连 (6) 2．图像传送 (6) 3．虚拟专用网 (6) 4．帧中继网络的用途 (6) 四．帧中继核心功能 (7) 五．帧中继的帧格式 (7) 六．帧中继的协议结构 (8) 七．帧中继网和X。25网的比较 (9) 参考文献 (11)
摘要 帧中继（Frame Relay）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。由于光纤网的误码率（小于10^—9）比早期的电话网误码率(10^-4~10^-5）低得多,因此，可以减少X.25的某些过程，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.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。帧中继是一种先进的广域网技术,实质上也是分组通信的一种形式,只不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢复差错、防止阻塞的处理过程进行了简化。 关键字：帧中继，吞吐量，广域网技术,分组通信. 一. 帧中继概述 1、帧中继技术的发展背景 20世纪80年代以来,数字通信、光纤通信以及计算机技术取得了飞速的发展,计算机等终端的智能化和处理能力不断提高，使得终端系统完全有能力完成原来由分组网络所完成的功能。例如，终端系统可以进行差错纠正等。此外，分布在不同地域的局域网（LAN)之间的互连成为实际的需要。针对这些问题以及高性能光纤传输媒体的大量使用的事实,提出了新的快速分组传输处理技术——帧中继（FR）。 帧中继设计思想非常简单，将X。25协议规定的网络节点之间、网络节点和用户设备之间每段链路上的数据差错重传控制推到网络边缘的终端来执行，网络
第一章 1. 通信网络三要素：交换设备、传输设备、用户终端设备。 2. 电路交换的特点： （1）信息传送的最小单位是时隙。 （2）面向连接的工作方式（物理连接）。 （3）同步时分复用（固定分配带宽）。 （4）信息传送无差错控制。 （5）信息具有透明性。 （6）基于呼叫损失制的流量控制。 3. 分组交换方式：虚电路方式、数据报方式。 4. 虚电路采用面向连接的工作方式。 5. 数据报采用无连接工作方式。 6. 面向连接工作方式的特点： （1）不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。 （2）—旦建立连接，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与接受信息顺序一致）。 （3）信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。— （4）一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新建立连接，因此对故障敏感。 7. 无连接工作方式的特点： （1）没有建立连接的过程，一边选录、一边传送信息。 （2）属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性。 （3）信息传送的时延比面向连接工作方式的时延大。— （4）对网络故障不敏感。 8. 分组交换具有以下6个特点： （1）信息传送的最小单位是分组。 （2）面向连接（逻辑连接）和无连接两种工作方式。 （3）统计时分复用（动态分配带宽）。 （4）信息传送有差错控制。 （5）信息传送不具有透明性。 （6）基于呼叫延迟制的流量控制。 9. 帧中继，其协议进一步简化，不仅没有三层协议功能，还只保留了二层数据链路
层的核心功能 交揍晏型 練中堆 ib *a tt 1 蹲建051 甜议》(IS] IF\ .n 勞离if离 10. ATM交换的3个特点： （1）固定长度的信元和简化的信头。 （2）采用了异步时分复用方式。 （3）采用了面向连接的工作方式。 11.IP交换一一IP与ATM融合的技术，主要有叠加模型和集成模型两大类。 12. （了解）软交换的特点： （1）应用层和控制层与核心网络完全分开，以利于快速方便地引进新业务。 （2）传统交换机的功能模块被分离为独立的网络部件，各部件功能可独立发展。（3）部件间的协议接口标准化，使自由组合各部分的功能产品组件网络成为可能，使异构网络的互通方便灵活。 （4）具有标准的全开放应用平台，可为客户定制各种新业务和综合业务，最大限度的满足用户需求。 13. 交换系统的基本结构，由信息传送子系统和控制子系统组成。 习题用 户 线 .妥口 线 i信息传送i 子系统 控制子 系统 控制系貌 电信交换系统的基本结构
第一章 1．在通信网中为什么要引入交换的功能? 在降低成本的前提下，保证网络高可靠性、高性能、易维护、易扩展，最终达到网络的智能化管理。 2．构成通信网的三个必不可少的要素是什么？ 交换设备、传输设备和用户终端设备 是通信网的基本组成部分,通常称为通信网的三要素。 3．目前通信网中存在的交换方式主要有哪几种，它们分别属于哪种传送模式? 目前在通信网中所采用的交换方式主要有以下几种： 电路交换、多速率电路交换、快速电路交换、 分组交换、帧交换、帧中继、ATM交换、 IP交换、光交换、软交换。 电路交换、多速率电路交换、快速电路交换-———-属于电路传送模式（CTM） 分组交换、帧交换、帧中继——---—-—-—-—-——————属于分组传送模式（PTM） ATM交换—-—---—--—-—-———-—-————-----—----———属于异步传送模式(ATM）4．电路传送模式、分组传送模式和异步传送模式的特点是什么？ 5． 电路交换面向连接的工作方式是一条物理连接通路，只要通话即刻就可传送信息。 分组交换的虚电路方式是逻辑连接，是通过保存选路结果和路由连接关系来实现连接。 ATM交换面向连接的工作方式是逻辑连接,分为虚通道连接和虚信道连接. 6．同步时分复用和异步时分复用的特点是什么？ 同步时分复用的特点是固定分配带宽. 异步时分复用的特点是动态分配带宽。 7．面向连接和无连接的工作方式的特点是什么？ 面向连接的工作方式特点: 不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。 一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送,且保证信息的有序性。信息传送的时延比无连接 工作方式的时延小。一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断,必须重新建立连接，因此对故障敏感。 无连接工作方式的特点： 没有连接建立过程，一边选路、一边传送信息。属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先 无法预知，无法保证信息的有序性。信息传送的时延比面向连接工作方式的时延大.对网络故障不敏感。 9.填空 通信网中任意两个通信终端之间的通信都离不开信令,终端与交换节点之间各交换节点之间以及不同网络之间的互通，都必须在信令的控制下进行。