帧中继协议原理及配置

帧中继协议原理及配置

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一、 帧中继概述

帧中继（Frame Relay ，简称FR ）是以X.25 分组交换技术为基础，摒弃其中复杂的检、纠错过程，改造了原有的帧结构，从而获得了良好的性能。帧中继的用户接入速率一般为64 kbps ～2 Mbps ，局间中继传输速率一般为2 Mbps 、34 Mbps ，现已可达155 Mbps 。

1. 帧中继简介

帧中继技术继承了X.25 提供的统计复用功能和采用虚电路交换的优点，但是简化了可靠传输和差错控制机制，将那些用于保证数据可靠性传输的任务（如流量控制和差错控制等）委托给用户终端或本地结点机来完成，从而在减少网络时延的同时降低了通信成本。帧中继中的虚电路是帧中继包交换网络为实现不同DTE 之间的数据传输所建立的逻辑链路，这种虚电路可以在帧中继交换网络内跨越任意多个DCE 设备或帧中继交换机。

图6-4 帧中继网络

一个典型的帧中继网络是由用户设备与网络交换设备组成，如图6-4所示。作为帧中继网络核心设备的FR 交换机其作用类似于我们前面讲到的以太网交换机，都是在数据链路层完成对帧的传输，只不过FR 交换机处理的是FR 帧而不是以太帧。帧中继网络中的用户设备负责把数据帧送到帧中继网络，用户设备分为帧中继终端和非帧中继终端两种，其中非帧中继终端必须通过帧中继装拆设备（FRAD ）接入帧中继网络。

2. 帧中继的特点

帧中继具有如下特点：

● 帧中继技术主要用于传递数据业务，将数据信息以帧的形式进行传送。

● 帧中继传送数据使用的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。

● 帧中继协议简化了X.25的第三层功能，使网络节点的处理大大简化，提高了网络对信息的处理效率。采用物理层和链路层的两级结构，在链路层也只保留了核心子集部分。

● 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。省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，大大节省了交换机的开销，提高了网络吞吐量、

局域网 局域网

降低了通信时延。一般帧中继用户的接入速率在64kbps-2Mbps。

●交换单元——帧的信息长度比X.25分组长度要长，预约的最大帧长度至少要达到1600字节/帧，适合封装局域网的数据单元。

●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宽带，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。

●与分组交换一样，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，一般只采用PVC业务。

3. 帧中继术语

DLCI：Data-Link Connection Identifier，数据链路连接标识符。用来标识帧中继本地虚电路。 DLCI只在本地有意义。

LMI：Local Management Interface，本地管理接口。用来建立与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。

Inverse ARP：逆向地址解析协议（ARP）。逆向帧中继网中的路由器通过逆向ARP可以自动建立帧中继映射，从而实现IP协议和DLCI之间的映射。

FECN：前向拥塞通知。FECN是帧中继帧头中地址字段的一个比特，用于网络发生拥塞时的标志。

BECN：后向拥塞通知。BECN也是帧中继帧头中地址字段的一个比特，用于网络发生拥塞时的标志。

CIR：承诺信息速率。指服务提供商承诺提供的有保证的速率。

二、 DLCI地址映射、LMI信令与逆向ARP

1. DLCI地址映射

帧中继是一种统计复用协议，每条虚电路用数据链路连接标识DLCI来标识。通过帧中继中的地址字段的DLCI，可区分出该帧属于哪一条虚电路。DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效，不具有全局有效性，即在帧中继网络中，不同物理接口上相同的电路，其中用户可用的DLCI范围是16~1007。由于帧中继虚电路是面向连接的，本地不同的DLCI连接到不同对端设备，所以可认为本地DLCI就是对端设备的“帧中继地址”。

2. 本地管理接口LMI

本地管理接口LMI协议是用来建立与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。

主要有3种LMI协议：

● Q933A：遵从ITU-T Q.933建议附录A的LMI协议；

● ANSI：遵从ANSIT1.617建议附录D的LMI协议；

● CISCO：与CISCO“Gang of Four”标准兼容的LMI协议。

它们的基本工作方式是：DTE设备每隔一定的时间间隔发送以一个状态请求报文（Status Enquiry报文）去查询虚电路的状态，DCE设备收到状态请求报文后，立即用状态报文（Status 报文）通知DTE当前接口上所有虚电路的状态。

虚电路的状态有3种：

●活动状态：连接处于活动状态，路由器可以交换数据；

●非活动状态：到帧中继交换机的本地连接正常运行，但远程路由器到帧中继交换机

的连接不正常。

●删除状态：没有从帧中继交换机哪里收到LMI或者路由器与帧中继交换机之间没有服务。

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由设备管理员来设置的。

3. 逆向地址解析（Inverse ARP）

Inverse ARP主要功能是用来发现每条虚电路连接的对端设备的协议地址，包括IP地址和IPX地址等。

三、帧中继的配置

帧中继的配置主要包括以下内容：

●配置接口封装协议

●配置动态或者静态地址映射

●配置本地管理接口LMI参数(可选)

●配置帧中继交换（可选）

●配置帧中继子接口（可选）

1. 基本配置

（1）封装帧中继协议

在同步口上封装协议帧中继请用如下的命令来指定：

router(config-if)#encapsulation frame-relay [ietf]

为了和主流设备兼容，系统缺省封装的帧中继的格式是cisco封装，如果没有特殊的使用场合，请配置ietf类型，即使用encapsulation frame-relay ietf命令

（2）配置帧中继接口的终端类型

router (config-if)#frame-relay intf-type {dte|dce|nni}

帧中继接口缺省接口类型为DTE，DCE类型只有在设备用作帧中继交换或者模拟帧中继局方设备时才使用的,NNI是用在帧中继交换机之间的接口类型。

（3）配置LMI类型

router (config-if)#frame-relay lmi-type {q933a|ansi|cisco}

锐捷系列RGNOS系统支持三种帧中继的本地管理接口类型：ITU-T Q.933附录A(Q933A)、ANSI T1.617 附录D(ANSI)和CISCO格式。用户在配置设置该参数时必须和帧中继网络的接入设备（DCE端）的一致，系统缺省是Q933A,一般局方提供ANSI类型，和工业主流设备cisco设备相连时，也可以采用和Cisco相一致的管理类型cisco格式。

2. 配置帧中继地址映射

（1）配置静态地址映射

静态地址映射反映远端设备的IP地址和本地DLCI的对应关系，地址映射可以手工配置，命令如下：

router (config-if)#frame-relay map ip ip-address dlci [broadcast|active| tcp|ietf|cisco]

在对端设备不支持反转ARP(动态地址映射)协议时，本地端必须配置静态地址映射才能通讯，设置静态映射之后，反转ARP自动失效。

ietf可选关键字指示帧中继进程使用IETF帧中继RFC 1490封装方法。当路由器与一个

帧中继网络上的指定使用cisco封装的设备时，使用cisco关键字。使用cisco或ietf关键字可以覆盖接口配置命令encapsulation frame-relay所指定的方法。不指定cisco或者关键字将使地址映射继承接口配置命令encapsulation frame-relay所设置的属性。

当网络协议需要使用广播功能时使用关键字Broadcast，在IP网络上使用OSPF或者EIGRP路由协议时，使用该关键字尤其重要。

（2）配置动态逆向ARP

动态地址映射对于网络协议缺省都为启用状态。

由于逆向ARP缺省为启用状态，因此不需要为动态寻址而专门指定它，除非反转ARP 被禁止。在指定的接口配置下面可以输入如下的命令启用逆向ARP：

router(config-if)#frame-relay inverse-arp [protocol] [dlci]

可选的protocol变量允许路由器管理员对一个特定的网络协议禁止使用逆向ARP，而同时其他支持的协议仍能够使用逆向ARP。protocol变量的取值可以是下面的关键字之一：Ip，bridge，LLC2

dlci变量的取值是一个合法的接口号，范围为16～1007。同时指定protocol和dlci变量可以确定一个特定的DLCI协议。这允许运行相同协议的另一个DLCI继续使用动态地址映射。

当使用用no frame-relay inverse-arp不特定指定哪个协议和哪个DLCI号时，是使所有的协议和接口上所有的DLCI都禁止使用逆向ARP。

3. 配置帧中继本地虚电路

帧中继本地DLCI号使用如下命令指定：

router (config-if)#frame-relay local-dlci dlci

注意：只有当本地接口类型为DCE或者是NNI类型时，才可以在接口上配置本地虚电路号。

4. 配置帧中继交换

RGNOS系列路由器支持帧中继的交换功能，用此功能可以将路由器模拟成局方网络侧的交换机，配置帧中继的交换必须注意以下几点：

●设定帧中继交换使能命令（打开帧中继交换功能）

●设定接口的intf-type 是DCE或者NNI类型

●帧中继交换路由器必须两个以上的接口配置了交换才可以起作用

●必须配置帧中继交换路由

（1）允许帧中继进行PVC交换

Router(config)#frame-relay switching

使用这条命令打开帧中继交换功能时，必须将该路由器配置成DCE设备。

（2）设置帧中继接口类型

router(config-if)#frame-relay intf-type {dte|dce|nni}

（3）配置帧中继PVC交换的路由

Red-Giant(config)# frame-relay route in-dlci interface serial number out-dlci

将本地地接口上DCE上的DLCI设定为in-dlci，而另外一个同步接口serial number上的DCE的DLCI设定为out-dlci。

5. 帧中继典型配置举例

【例6-6】配置帧中继IETF DTE ：如图6-5，通过公用帧中继网络互连局域网，在这种方式下，路由器只能作为用户设备工作在帧中继的DTE 方式,假设路由器R1的DLCI 号16，路由器R2的DLCI 号17。

图6-5 配置帧中继DTE 示例图

配置步骤如下：

配置路由器R1：

！配置接口IP 地址

router(config)#interface serial 0

router (config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.252

！配置接口封装为帧中继IETF 报文格式

router (config-if)#encapsulation frame-relay ietf

！配置静态地址映射

router (config-if)#frame-relay map ip 1.1.1.2 16

配置路由器R2：

！配置接口IP 地址

router (config)#interface serial 0

router (config-if)#ip address 1.1.1.2 255.255.255.252

！配置接口封装为帧中继IETF 报文格式

router (config-if)#encapsulation frame-relay ietf

！配置静态地址映射

router (config-if)#frame-relay map ip 1.1.1.1 17

【例6-7】 配置帧中继IETF DCE ：如图6-6，两台路由器通过V .35电缆线背靠背直连，R1物理层和帧中继链路层都作为DTE 工作方式、R2在物理层和帧中继链路层都作为DCE 工作方式。

图6-6 配置帧中继电缆线背靠背直连－DCE 示例图

配置步骤如下：

配置路由器R1：

！配置接口IP 地址

Router (config)#interface serial 0

Router(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.252

！配置接口封装为帧中继IETF 报文格式

Router(config-if)#encapsulation frame-relay ietf

！配置静态地址映射

Router(config-if)#frame-relay map ip 1.1.1.2 16

局域网 局域网 R1:1.1.1.1/30 R2:1.1.1.2/30

局域网

局域网

配置路由器R2：

！配置帧中继交换功能

Router(config)#frame-relay switching

！配置接口IP地址

Router(config)#interface serial 0

Router(config-if)#ip address 1.1.1.2 255.255.255.252 ！配置接口封装为帧中继IETF报文格式

Router(config-if)#encapsulation frame-relay ietf

！配置接口的类型DCE

Router(config-if)#frame-relay intf-type dce

！配置本地DLCI号

Router(config-if)#frame-relay local-dlci 16

！配置静态地址映射

Router(config-if)#frame-relay map ip 1.1.1.1 16 【课堂练习】

【布置作业】

【下次课预习内容】

【课堂小结】