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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。
帧中继（FR）帧中继（FrameRelay，FR）技术是在OSI第二层(数据链路层)上用简化的方法传送和交数换据单元的一种技术。
它是一种面向连接的数据链路技术，为提供高性能和高效率数据传输进行了技术简化，它靠高层协议进行差错校正，并充分利用了当今光纤和数字网络技术。
总之,FR是一种用于构建中等高速报文交换式广域网的技术。
同时它也是是由国际电信联盟通信标准化组和美国国家标准化协会制定的一种标准。
帧中继的作用和应用：①帧使用DLCI进行标识，它工作在第二层；帧中继的优点在于它的低开销。
②帧中继在带宽方面没有限制，它可以提供较高的带宽。
典型速率56K-2M/s内，最大速度可达到T3(45Mb/s)。
③采用虚电路技术，对分组交换技术进行简化，具有吞吐量大、时延小，适合突发性业务等特点，能充分利用网络资源。
④可以组建虚拟专用网，即将网络上的几个节点，划分为一个分区，并设置相对独立的网络管理机构，对分区内数据流量及各种资源进行管理；分区内各节点共享分区内网络资源，相互间的数据处理和传送相对独立，对帧中继网络中的其他用户不造成影响。
采用虚拟专用网所需要费用比组建一个实际的专用网经济合算，因此对大企业用户十分有利。
帧中继和ATM的比较：目前，计算机局域网(LAN)之间或主机间的互连主要使用两种技术：帧中继和ATM。
国内很多地方都已经开始将这两种技术应用到企业网、校园网等部门网络中。
目前大多数帧中继应用的运行速率为56Kbit／s／64Kbit／s或512Kbit／s，而ATM可达155Mbit／s、622Mbit／，和2．5Gbit／s，但ATM技术复杂，ATM 设备比帧中继设备昂贵得多，一般用户难以接受。
从未来发展看，ATM适宜承担B—ISDN(宽带综合业务数字网)的骨干网部分，用户接入网可以是时分多路复用(TDM)、帧中继、语音、图像、LAN、多媒体等，帧中继将作为用户接入网发挥其作用。
帧中继的前景：①一种高性能，高效率的数据链路技术。
帧中继概念帧中继配置命令有哪些1.帧中继概念1、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，它是以帧为单位，在网络上传输，并将流量控制、纠错等功能，全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网络接口技术。
2、帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端日益智能化的情况下，由X25分组交换技术发展起来的一种传输技术。
2.帧中继配置命令有哪些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：frame-relay switchinginterface s0/1encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 102 interface s0/2 201// 定义PVC，该条命令是，s0/1口的DLCI 102，绑定到s0/2口的201 DLCI号frame-relay route 103 interface s0/3 301no shutdown主接口运行帧中继（Invers-arp）FRswitch（帧中继交换机）的配置：frame-relay switchinginterface s0/1 // 连接到R1的接口encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 102 interface s0/2 201// 定义PVC，该条命令是，s0/1口的DLCI 102，绑定到s0/2口的201 DLCI号no shutdowninterface s0/2 // 连接到R2的接口encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 201 interface s0/1 102no shutdownR1的配置如下：interface serial 0/0ip address 192.168.12.1 255.255.255.252encapsulation frame-relay// 接口封装FR，通过invers-arp发现DLCI，并建立对端IP到本地DLCI的映射（帧中继映射表）no shutdownR2的配置如下：interface serial 0/0ip address 192.168.12.2 255.255.255.252encapsulation frame-relayno shutdown在FRswitch上查看PVI（验证配置）：FRswitch#show frame-relay routeInput Intf Input Dlci Output Intf Output Dlci StatusSerial0/1 102 Serial0/2 201 activeSerial0/2 201 Serial0/1 102 active在R1上查看帧中继映射R1#show frame-relay mapSerial0/0 (up): ip 192.168.12.2 dlci 102(0x66,0x1860), dynamic,broadcast,, status defined, activeR1#ping 192.168.12.2Type escape sequence to abort.Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.12.2, timeout is 2 seconds:环境2 主接口运行帧中继（静态映射）FRswitch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invers-arp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。
帧中继帧中继(Frame Relay)是一种网络与数据终端设备(DTE)接口标准。
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。
帧中继Frame Relay帧中继是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。
它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。
大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。
帧中继是进入带宽范围从56Kbps到1．544Mbps的广域分组交换网的用户接口。
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。
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。
帧中继原理在计算机网络中，帧中继是一种数据链路层协议，用于在广域网中传输数据帧。
它的原理是将数据帧从一个网络节点传输到另一个网络节点，同时保持数据的完整性和顺序性。
帧中继技术可以提高网络的传输效率和可靠性，是现代网络通信中常用的一种技术。
帧中继原理的核心是将数据帧划分为固定长度的帧，然后通过网络传输。
在传输过程中，每个帧都会被分配一个唯一的标识符，以确保数据的顺序性和完整性。
当数据帧到达目的地时，接收端会根据标识符将数据帧重新组装成完整的数据包，然后交付给上层协议进行处理。
帧中继技术使用了虚拟电路的概念，通过在网络节点之间建立虚拟连接来传输数据。
这种虚拟连接可以在不同的物理链路上传输数据，从而实现数据的快速传输和路由选择。
帧中继还可以对数据进行压缩和封装，以提高网络的传输效率和带宽利用率。
帧中继技术还具有灵活性和可扩展性。
它可以根据网络的需求动态调整帧的长度和传输速率，以适应不同的网络环境和负载情况。
同时，帧中继还支持多种不同的数据链路协议，可以在不同的网络环境中进行部署和应用。
在实际应用中，帧中继技术通常用于连接不同的局域网和广域网，实现数据的快速传输和路由选择。
它可以有效地解决网络拥塞和带宽不足的问题，提高网络的传输效率和可靠性。
同时，帧中继还可以支持多种不同的数据业务，包括语音、视频和数据传输等。
总的来说，帧中继技术是一种高效、灵活和可靠的数据传输技术，可以在不同的网络环境中发挥重要作用。
它的原理和特点使其成为现代网络通信中不可或缺的一部分，为网络的快速发展和应用提供了重要的技术支持。
帧中继技术的不断创新和发展将进一步推动网络通信技术的进步，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
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：图9.16 帧中继交换机的工作原理帧中继交换机的与以太网交换机一样，拥有一个交换表。
数据报进入端口后，交换机从帧报头的地址字段取出DLCI地址，查交换表就可以得知应该向哪个端口转发。
441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。
