帧中继技术及其应用
帧中继技术的发展及应用
帧中继技术的发展及应用(上)江苏电信管理局薛兴华随着电信网数字化程度的迅速增大和计算机网络业务的不断普及,专用通信网的传输速率明显提高,数据通信量迅速增大,如电子数据交换(EDI)、文件传送、传真和计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM),以及个人计算机网络的普及应用,产生了以一种无法预见的传输方式传送大量高速数据的市场需求。
传输容量的易变性使得低成本、高效率传输成为一场挑战。
虽然公用电信网线路和交换电路在质量上已有了重大进步,数字通信链路得到广泛使用。
但目前使用的X.25分组交换网业务仍存在传输速率、网络时延、响应时间和吞吐量等均不能适应局域网(LAN)远程互联需要的问题,这时帧中继应运而生。
帧中继是一个为突发数据应用而设计的新兴的网络访问协议。
它主要有4个重要特征:高传输速率、低网络延迟、高连通性、高效带宽利用,帧中继专门针对于采用面向包的技术进行数据传输的网络。
它经过特别设计以解决可变长度的突发数据和不可预见信息的问题。
一、帧中继技术的发展近几年,帧中继在个人计算机应用中取得惊人的发展,导致了一场脱离分级终端——主机计算的变革。
实际上,主机变成数据库服务器,它不仅对笨拙的终端设备进行数据存取,而且也针对PC机和工作站进行数据存取。
局域网将这些台式PC机互连起来。
但是互联处于不同地域的局域网通常要用到广域服务。
首先,用户希望通过广域服务互联局域网,同时仍能保留在纯局域网环境下享有的同样的性能和灵活性。
其次,广域网的带宽要比局域网带宽昂贵得多。
广域网的线路细而长,也就是说,它们信道中的信息比局域网要少,而且由于更长的延时,从而限制的吞吐量。
另一种趋势是:数据传输流量动态的改变。
各类新兴数据业务的应用,从大型文档的传送到图形图像应用都是造成这种变化的原因。
单就图像应用而言,医生们现在使用图像来传送X光和CA T扫描、保险代理商用它来发送保险申请、而银行则用它减少各类单据,每一项应用都使得对患者、保险订户和银行客户准确而及时地交换重要信息成为可能。
帧中继原理
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。
帧中继工作原理
帧中继工作原理
帧中继工作原理是通过将传输的数据分成一小部分，称为帧，然后再通过传输媒介进行传递的一种数据传输方式。
它的作用是将长距离传输变成短距离传输，从而降低传输的错误率和延迟。
帧中继的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 分帧：发送方将要传输的数据分成若干个帧，并且给每个帧加上帧标识，使得接收方可以识别出每个帧的开始和结束。
2. 帧封装：帧中继会在每个帧的前后添加一些必要的控制信息，如起始标记、帧长度等，以便接收方能够正确解析和提取出帧中的数据。
3. 帧传输：分好的帧通过传输媒介，如光纤或电缆，传输到接收方。
帧的传输可以采用同步传输或异步传输方式。
4. 帧接收：接收方按照发送方约定的格式和信息，将传输的帧进行解析，识别出每个帧的起始和结束，并提取出包含的数据。
5. 帧还原：接收方将提取出的帧中的数据进行重组，还原为原始的数据流，并进行后续的处理和应用。
帧中继的工作原理可以有效地提高传输的可靠性和效率。
由于帧中继将数据分成一小部分进行传输，当某一个帧出现错误时，只需要重新传输这个帧，而不需要重新传输整个数据流，从而
减少了传输的开销。
另外，帧中继还可以进行流量控制和差错校验，确保传输过程中的稳定性和正确性。
总之，帧中继通过将数据分成帧的方式实现了数据的可靠传输和有效利用传输媒介的目的。
它在数据通信领域得到了广泛应用，并成为了传输速率较低的局域网中常用的传输方式之一。
帧中继(FR)
帧中继（FR）
主讲：罗海波
情景描述
A公司总部在北京，并且分别在深圳和上海 设立了分公司。由于业务的需要，要求实 现公司内部之间的计算机联网。 考虑成本因素，公司选择租用帧中继线路。
任务学习引导
一、什么是帧中继 二、帧中继特点 三、帧中继术语 四、帧中继的常用命令
一、什么是帧中继<2>
电路交换：
1）、采用的是静态分配策略，经面向连接建立连接。 2）、通信双方建立的通路中任何一点出现故障，就会中断通话，必须重 新拨号建立连接，方可继续。 3）、线路的传输效率往往很低，造成通信线路资源的极大浪费。 4）、由于各异的计算机和终端的传输数据的速率个不相同，采用电路交 换就很难相互通信。
四、帧中继的常用命令<1>
(1)指定帧中继封装格式
encapsulation frame-relay cisco|ietf
frame-relay interface-dlci dlci DLCI号取值16～991，由服务商提供。 Frame-relay map protocol-type protocol-address dlci [broadcast] [ietf][cisco] frame-relay lmi-type cisco|ansi|q933a Show interface serial-number
一、什么是帧中继<1>
帧中继（Frame Relay, FR）是一种用于连接计算机 系统的面向分组的通信方法，也是面向连接的第二 层传输协议，帧中继是典型的分组交换技术。 用户经常需要租用线路把分散在各地的网络连接起 来，如果采用点到点的专用线路（例如 DDN）， ISP 需要给每个地方的路由器拉 4对物理线路，同时 每个路由器需要有 4 个串口。而使用帧中继每个路 由器只通过一条线路连接到帧中继云上，线路的代 价大大减低，每个路由器也只需要一个串行接口而 且允许用户在帧中继交换网络比较空闲的时候以高 于 ISP 所承诺的速率进行传输。
帧中继
3、帧中继业务的应用
帧中继
1、什么是帧中继？ 什么是帧中继？
帧中继是一种快速分组交换方式，它将 是一种快速分组交换方式， X.25分组网中分组交换机之间的流量控制， X.25分组网中 的流量控制， 纠错等的处理过程进行了简化，交由用户 纠错等的处理过程进行了简化， 终端设备来完成。 终端设备来完成。
2、帧中继的优点
1、局域网互联 适用于大企业、银行、 适用于大企业、银行、政府部门总部和各 地分支机构的局域网之间的互连。 地分支机构的局域网之间的互连。
2、图像传送 医疗、金融机构之间图像、图表的传送。 医疗、金融机构之间图像、图表的传送。
3、虚拟专用网
帧中继技术的概要和必要性
帧中继技术的概要和必要性一、概要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。
帧中继完成OSI 物理层和路层核心层的功能，它具有吞吐量高、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(WAN)中，支持多种数据型业务，如局域网(LAN)互连，远程计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)，文件传送，图像查询业务，图像监视，会议电视等。
二、发展帧中继的必要性1.为何会出现帧中继根据SNCI(Strategic Networks Consulting Inc.)的最新统计预测，从1994年到1997年，用户类型将发生很大的变化，用户终端--智能主机(User Host)用户所占比例将由原本的35‰降至17‰，而客户服务器(Client Server)用户的比例将由1994年的18‰增加到34‰。
这种用户发展的趋势表明现代用户需求有以下特点：①要求传输速率高，时延低；②信息传送的突发性高；③用户端智能化高。
传统的方法是采用租用专线和分组网来满足用户需求，但这两种方法都有其不可克服的缺点。
(1)租用专线成本十分昂贵；线路利用率很低，对突发性业务量的传送不利。
(2)分组网X.25协议过于复杂，交换机和业务成本都很高；复杂的协议影响了传输速率，难以实现高速数据传送；网络时延大。
帧中继技术正是在这种用户需求提高而现有网络技术又难以满足的情况下应运而生的。
2.发展帧中继应具备的条件由于帧中继协议简单，不存在纠错及流量控制等三层功能，为保证用户数据的正确传送，必须具备以下条件：(1)传输线路质量高(BER＞10↑-8)；(2)用户终端智能本身可进行端到端的纠错和流量控制。
就目前情况来看，一方面，宽频带，高质量，数字化的光纤传输技术日益普及，为帧中继的实现提供了很好的物理基础；另一方面，用户终端日益智能化，如在LAN 中的TCP/IP、SNA等协议本身就是三层以上，将原有网络中进行的纠错、流量控制等由网内移至端到端的用户是完全有可能的，所以发展帧中继的客观条件已经成熟。
计算机网络应用 帧中继简介
计算机网络应用 帧中继简介随着专用通信网的传输速率明显提高，人们对通过局域网（LAN ）与局域网的互联接入广域网（WAN ）的要求也在迅速增长，因此对具有高速率、高可靠、适应性强及低成本的传输方式的需求很大。
当时X.25分组交换网虽然成本较低，但它的业务速率、网络时延、响应时间和吞吐量等方面均不能满足局域网（LAN ）远程互连的需求，因此出现了新的网络帧中继。
帧中继用于局域网的互联，是一种广域网技术。
它是在原有的模拟线路逐渐被数字光纤传输线路所代替，且用户终端智能化的情况下，在X.25分组交换技术的基础上发展而来的一种传输技术，它是一种先进的包交换技术和快速的分组通信方式。
其中，包交换技术 包括可变长数据包和统计多元技术两种。
帧中继的包交换技术可以使网络节点工作站动态共享网络介质和可用带宽，为跨越多个交换机和路由器的用户设备间的信息传输提供了快速和有效的方法。
帧中继技术以简化的方式传送数据，它将流量控制、纠错、重发等第三层（网络层）及更高层的功能转移到智能终端中，从而大大简化了节点机之间的网络资源。
因此，帧中继也被看作是简化的快速分组交换技术。
在其体系模型中舍去了X.25协议中定义的分组层，只采用物理层和数据链路层这样的二级简单结构，其结构模型如图6-14所示。
数据链路层（核心层）物理层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层帧中继OSI 参考模型图6-14 帧中继体系结构帧中继网络可以将分散在不同地理位置的网络连接起来，其网络结构可能是星型结构和网状结构两种。
其中，网状结构可以分为部分网状和全网状两种，如图6-15所示为其星型网络结构。
ATM 路由器ATM 路由器图6-15 帧中继网络星型结构连接在帧中继网络中，星型结构为最优选择，因为采用这种结构所使用的永久虚拟回路（PVC ）的数量最少，中心节点通过在一个接口上使用多个PVC 将多个分散的分支节点连接起来。
但该结构也存在各个分支节点之间通信需要经过中心节点进行中转的缺点。
帧中继（FR）详解
帧中继（FR）详解⼀、什么是帧中继（FR）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。
这样⼤⼤地简化了节点之间的协议；⼜帧中继采⽤虚电路技术，能充分地利⽤⽹络资源，使帧中继具有延时⼩、吞吐量⼤、适合突发性业务等优点。
图3.1 OSI模型和帧中继模型帧中继技术的特点：1，帧中继技术主要⽤于传递数据信息，它将数据信息以满⾜帧中继协议的帧的形式有效地进⾏传送。
2，帧中继传送数据信息所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，使⽤这种⽅式可实现带宽复⽤及动态分配带宽。
3，帧中继协议简化了X.25的第三层功能，使⽹络功能的处理⼤⼤地简化，提⾼了⽹络对信息处理的效率。
只采⽤物理层和链路层的两级结构，在链路层中仅保留其核⼼的⼦集部分。
4，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，⼤⼤节省了交换机的开销，提⾼了⽹络吞吐量、降低了通信时延。
⼀般FR⽤户的接⼊速率在64kbps～2Mbps之间，近期FR的速率已提⾼到（8～10）Mbps，今后将达到45Mbps。
5，交换单元——帧的信息长度远⽐分组长度要长，预约的最⼤帧长度⾄少要达到1600字节／帧，适合于封装局域⽹（LAN）的数据单元。
6，提供⼀套合理的带宽管理和防⽌阻塞的机制，⽤户有效地利⽤预先约定的带宽，即承诺的信息速率（CIR），并且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。
7，与分组交换⼀样，FR采⽤⾯向连接的交换技术，可以提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务，但⽬前已应⽤的FR⽹络中，只采⽤PVC业务。
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帧中继技术及其应用
帧中继是八十年代初发展起来的一种数据通信技术，其英文名为Frame Relay，简称FR。
它是从X.25分组通信技术演变而来的。
&127;什么是帧中继? 它有什么优点? 用帧中继来干什么?&127;本文将就这些问题作简单的介绍。
一、数据通信技术发展演变的过程
数据通信的目的就是要完成计算机之间、计算机与各种数据终端之间的信息传递。
为了实现数据通信，必须进行数据传输，即将位于一地的数据源发出的数据信息通过数据通信网络送到另一地的数据接收设备。
被传递的数据信息的类型是多种多样的，其典型的应用有文件传送、电子信箱、可视图文、文件检索、远程医疗诊断等。
数据通信网交换技术历经了电路方式、分组方式、帧方式、信元方式等阶段。
电路方式是从一点到另一点传送信息且固定占用电路带宽资源的方式，例如专线DDN数据通信。
由于预先的固定资源分配，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占着。
分组方式是将传送的信息划分为一定长度的包，称为分组，以分组为单位进行存储转发。
在分组交换网中，一条实际的电路上能够传输许多对用户终端间的数据而不互相混淆，因为每个分组中含有区分不同起点、终点的编号，称为逻辑信道号。
分组方式对电路带宽采用了动态复用技术，效率明显提高。
为了保证分组的可靠传输，防止分组在传输和交换过程中的丢失、错发、漏发、出错，分组通信制定了一套严密的，较为繁琐的通信协议，例如：在分组网与用户设备间的X.25规程就起到了上述作用，因此人们又称分组网为“X.25网”。
帧方式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，防止拥塞的处理过程进行了简化。
帧方式的典型技术就是帧中继。
由于传输技术的发展，数据传输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短了处理时间，提高了效率。
帧中继网内部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。
二、帧中继技术简介
我们可以将帧中继技术归纳为以下几点：
1) 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(简
称帧中继协议)有效地进行传送。
它是广域网通信的一种方式。
2) 帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个
逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。
3) 帧中继协议是对X.25协议的简化，因此处理效率很高，网络吞吐量高，通信时
延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。
4) 帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，
适合于封装局域网的数据单元，&127;适合传送突发业务(如压缩视频业务、WWW业
务等)。
帧中继通信如图1所示:
图1中，LAN1和LAN2&127;代表两个要通过帧中继网络互联的局域网。
路由器或FRAD(帧中继拆装设备)的作用是将局域网1的帧(如以太网帧、令牌环帧等)封装打包成FR的帧，送入FR网络进行传送。
FR路由器2或FRAD2将从FR网络接收到的帧中继帧解包，并转换为以太网帧送给局域网2。
FR路由器/FRAD与FR&127;网络间的接口称为帧中继用户－网络接口，即FR-UNI接口
(User-Network Interface)。
FR&127;网络内部交换机与交换机之间、或一个FR网络与另外一个FR 网络之间的接口称为FR-NNI(Network-Network Interface)，即网络－网络接口。
&127;以上两个接口的标准协议由ITU-T(国际电信联盟)、FR Forum(帧中继论坛)、ANSI(美国国家标准委员会)等组织确定。
帧中继网络是由许多帧中继交换机通过中继电路连接组成。
目前，加拿大北电、新桥，美国朗讯、FORE等公司都能提供各种容量的帧中继交换机。
一般来说，FR路由器（或FRAD）是放在离局域网相近的地方，路由器可以通过专线电路接到电信局的交换机。
用户只要购买一个带帧中继封装功能的路由器（一般的路由器都支持），再申请一条接到电信局帧中继交换机的DDN专线电路或HDSL专线电路，就具备开通长途帧中继电路的条件。
需要特别介绍的是帧中继的带宽控制技术，这是帧中继技术的特点和优点之一。
在传统的数据通信业务中，特别象DDN，用户预定了一条64K的电路，那么它只能以64Kbit/s的速率来传送数据。
而在帧中继技术中，用户向帧中继业务供应商预定的是约定信息速率(简称CIR)，而实际使用过程中用户可以以高于CIR的速率发送数据;却不必承担额外的费用。
举例来说，一个用户预定了
CIR=64Kbit/s的帧中继电路，并且与供应商鉴定了另外两个指标，Bc(承诺突发量)、Be (超过的突发量)，当用户以等于或低于64Kbit/s的速率发送数据时，网络定将负责地传送，当用户以大于
64Kbit/s的速率发送数据时，只要网络有空(不拥塞)，且用户在一定时间(Tc)内的发送的量（突发量）小于Bc+Be时，网络还会传送，当突发量大于Bc+Be时，网络将丢弃帧。
所以帧中继用户虽然付了64Kbit/s的信息速率费(收费依CIR来定)，却可以传送高于64Kbit/s的数据，这是帧中继吸引用户的主要原因之一。
三、帧中继的应用
帧中继技术首先在美国和欧洲得到应用。
1991年末，美国第一个帧中继网－Wilpac网投入运行，它覆盖全美91个城市。
在北欧，芬兰、丹麦、瑞典、挪威等在90年代初联合建立了北欧帧中继网WORDFRAME，以后英国等许多欧洲国家也开始了帧中继网的建设和运行。
在我国，中国国家帧中继骨干网于九七年初初步建成，目前能覆盖大部分省会城市。
至98年各省帧中继网也相继建成。
上海目前已能提供国内、国际的帧中继业务。
原邮电部在1997年12月颁布了国家帧中继骨干网试运行期间的指导性的收费标准。
建议的收费标准是按CIR值收取费用，其费用是相同DDN专线带宽收费的40%。
例如如果用户原来租用一条64Kbit/s的DDN电路，每月需付3000元，现在如果租用一条CIR=64Kbit/s的帧中继电路，只要付1200元，而且还能以高于64Kbit/s的速率发送信息，真是获得了高质廉价的服务。
目前许多公司已经或正在考虑申请帧中继电路，其市场前景是广阔的。
中国电信为了推广帧中继业务，在97年12月专门赞助主办了中国的北京及上海和日本的东京及名古屋四城市间的网络围棋赛，通过帧中继来传送四地棋手的活动画面(速率384Kbit/s)，四方棋手虽然各处一方，但各位棋手的英容笑貌彼此却能相见，这是用帧中继技术实现活动图象时实传送的很好的应用例子。
目前的路由器都支持帧中继协议，帧中继上可承载流行的IP业务，IP加帧中继已经成了广域网应用的绝佳选择。
近年来，帧中继上的话音传输技术（VOFR）也不断发展，可以预见在不久的将来，“帧中继电话”将被越来越多的企业所采用。
随着多媒体业务的发展，随着IP技术的发展，作为数据通信基础网络技术的帧中继技术将越来越多的被应用，其发展前景无限。