数据通信工程(二)帧中继(FR)技术

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帧中继的层次结构
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2.寻址方式 2.寻址方式
帧中继采用统计复用技术,它以虚电路 帧中继采用统计复用技术,它以虚电路为每一帧提 虚电路为每一帧提 供地址信息。 供地址信息。每一条链路和每一个物理端口可容纳许多 虚电路。用户之间通过虚电路连接。每一帧帧头的DLCI 虚电路。用户之间通过虚电路连接。每一帧帧头的DLCI 含有地址信息。 含有地址信息。 目前大部分帧中继网只是提供永久虚电路(PVC), 目前大部分帧中继网只是提供永久虚电路(PVC),每 只是提供永久虚电路(PVC) 一个节点机都有PVC路由表,当帧进入网络时, PVC路由表 一个节点机都有PVC路由表,当帧进入网络时,节点机通 DLCI值识别帧的去向 DLCI只具有本地意义 值识别帧的去向。 只具有本地意义, 过DLCI值识别帧的去向。DLCI只具有本地意义,它并非 指终点的地址, 指终点的地址,而只是识别用户与网络间以及网络与网 络间的逻辑连接 虚电路段) 逻辑连接( 络间的逻辑连接(虚电路段)。帧中继的虚电路是由多段 DLCI的逻辑连接而构成的端到端的逻辑信道 的逻辑连接而构成的端到端的逻辑信道。 DLCI的逻辑连接而构成的端到端的逻辑信道。
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端口 B
输入DLCI 76
输出DLCI 84 B的转发表
端口 路由器2
源 由 路 器 R s 下 跳 一 R n 接 口 FR1 IP路 表 由 F R 节 机1 点
F R 节 机3 点
F R 节 机2 点
头 部 帧 头DLCI
数 据 数 据 帧 尾
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4、在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提 链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测， 供发现错误后的重传操作。省去了帧编号、流量控制、 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，大大节省了帧中继交换机的开销， 答和监视等机制，大大节省了帧中继交换机的开销，提高 了网络吞吐量、降低了通信时延。 了网络吞吐量、降低了通信时延。 5、交换单元－帧的信息长度比分组长度要长，预约的最大帧 交换单元－帧的信息长度比分组长度要长， 长度至少要达到1600字节 字节／ 长度至少要达到1600字节／帧，适合封装局域网的数据单 元。 6、提供一套合理的带宽管理和防止拥塞的机制，使用户有效 提供一套合理的带宽管理和防止拥塞的机制 带宽管理和防止拥塞的机制， 地利用预约的带宽，即承诺的信息传送速率（CIR），还 地利用预约的带宽，即承诺的信息传送速率（CIR），还 ）， 允许用户的突发数据占用未预定的宽度， 允许用户的突发数据占用未预定的宽度，以提高网络资源 的利用率。 的利用率。 7、与分组交换一样，帧中继采用面向连接的交换技术。可以 与分组交换一样，帧中继采用面向连接的交换技术 面向连接的交换技术。 提供SVC（交换虚电路） PVC（永久虚电路）业务， 提供SVC（交换虚电路）和PVC（永久虚电路）业务，但 目前已应用的帧中继网络中，只采用PVC业务 业务。 目前已应用的帧中继网络中，只采用PVC业务。
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第二节
帧中继的基本原理
1、帧中继的协议结构 2、寻址方式 3、带宽管理 4、拥塞管理 5、PVC管理 PVC管理
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1. 帧中继的协议结构
智能化的终端设备把数据发送到链路层 智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在 数据发送到链路层， 协议的帧中，由于用X.25 Q.922 LAPD 协议的帧中，由于用X.25 的LAPB 协议派 生出来的这种可靠的链路层协议的帧结构中， 生出来的这种可靠的链路层协议的帧结构中，实施以帧 为单位的信息传送， 不需要在第三层处理， 为单位的信息传送，帧不需要在第三层处理，能在每个 交换机中直接通过， 帧的尾部还未收到前， 交换机中直接通过，即帧的尾部还未收到前，帧中继交 换机就可以把帧的头部发送给下一个节点， 换机就可以把帧的头部发送给下一个节点，一些属于第 三层的处理，如流量控制，留给了智能终端去处理。 三层的处理，如流量控制，留给了智能终端去处理。这 样帧中继把通过节点间的分组重发、流量控制、 样帧中继把通过节点间的分组重发、流量控制、纠错和 拥塞的处理程序从网内移到网外或终端设备， 拥塞的处理程序从网内移到网外或终端设备，从而简化 了交换过程，使得吞吐量增大、时延减小。 了交换过程，使得吞吐量增大、时延减小。
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二、帧中继技术的特点
1、帧中继技术主要用于传递数据业务，将数据信息 帧中继技术主要用于传递数据业务， 用于传递数据业务 以帧的形式进行传送。 以帧的形式进行传送。 2、帧中继传送数据使用的传输链路是逻辑连接，而 帧中继传送数据使用的传输链路是逻辑连接 逻辑连接， 不是物理连接， 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。 逻辑连接，可以实现带宽的复用和动态分配。 3、帧中继协议简化了X.25的第三层功能，使网络节 帧中继协议简化了 简化了X.25的第三层功能 的第三层功能， 点的处理大大简化， 点的处理大大简化，提高了网络对信息的处理效 采用物理层和链路层的两级结构， 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。 也只保留了核心子集部分。
1、F（帧标志） 帧标志） Ｆ帧标志用于帧定位，值为01111111. 帧标志用于帧定位，值为01111111. 2、帧中继头 ⑴数据链路连接标志（DLCI） 数据链路连接标志（DLCI） 用于区分不同的帧中继连接。它是帧中继的地址 用于区分不同的帧中继连接。它是帧中继的地址 字段。地址字段还可以扩展为2 个比特组。 字段。地址字段还可以扩展为2个8个比特组。根据 ITU- 的有关的建议，DLCI的 ITU-T的有关的建议，DLCI的0号保留为通路接受控制 信令使用。DLCI的 15号和1008到1022号保留为将 号和1008 信令使用。DLCI的1到15号和1008到1022号保留为将 来应用；DLCI的号保留为在本地管理接口 LMI） 的号保留为在本地管理接口（ 来应用；DLCI的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 号到1007号共有992 信时使用；DLCI从16号到1007号共有992个地址可为 帧中继使用。在帧中继连接中，两个端口的用户/ 帧中继使用。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 DLCI值 络接口（UNI）可以具有不同的DLCI值。
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三、帧中继的帧结构
帧中继的帧结构与ISDN 帧中继的帧结构与ISDN链路层上采用的帧结构 ISDN链路层上采用的帧结构 LAPD(D信道上的链路访问规程) (D信道上的链路访问规程 一致， 一致，即Q.922 LAPD(D信道上的链路访问规程)的 帧结构。 帧结构。
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下图说明从设备A 下图说明从设备A 到B 的逻辑链路是由多段DLCI（12— 的逻辑链路是由多段DLCI 12— DLCI（ 11—50—62）逻辑连接构成的，从设备A 11—50—62）逻辑连接构成的，从设备A到C的逻辑链路也 是由多段DLCI 15—20—25）逻辑连接构成的。 DLCI（ 是由多段DLCI（15—20—25）逻辑连接构成的。FRS 是帧 中继交换机， 是用户前端设备。 中继交换机，CPE 是用户前端设备。
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源主机 128.1.0.0 128.2.0.0
目的主机(128.2.3.4)
路由器1
43
84
路由器2

路由器1把 128.2.3.4与 DLCI=43建立关联
1 A 2
76 B
C 输入DLCI 43 输出DLCI 76 A的转发表 帧中继交换机根据DLCI值把包含 IP分组的帧转发到目的路由器
R n 下 跳 一 路 器 由
3、带宽管理
如果某一时刻所有用户的数据流量之和超过可用 的物理带宽时，帧中继网就要实施带宽管理。 的物理带宽时，帧中继网就要实施带宽管理。它通 过为用户分配带宽控制参数 带宽控制参数， 过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送 的用户信息进行监视和控制。 的用户信息进行监视和控制。 帧中继网为每个帧中继用户分配3 帧中继网为每个帧中继用户分配3个带宽控制 参数： 参数：Bc 、Be 和CIR 。CIR 是承诺的信息传送速 是网络允许用户以CIR 速率在Tc 率；Bc 是网络允许用户以CIR 速率在Tc 时间间隔 传送的数据量， 传送的数据量，即Tc = Bc/CIR ；Be 是网络允许 用户在Tc 时间间隔内传送的超过Bc 的数据量。 用户在Tc 时间间隔内传送的超过Bc 的数据量。
第一节 帧中继技术的基本概念
一、帧中继的含义
二、帧中继技术的特点 三、帧中继的帧结构
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一、帧中继的含义
帧中继（ Relay） 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。 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， 帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能， 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 智能终端去完成 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。 了节点机之间的协议。 帧中继采用虚电路技术，可充分利用网络资源， 帧中继采用虚电路技术，可充分利用网络资源， 具有吞吐量高、时延低，适合突发性业务等特点 特点。 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） 帧中继技术主要应用在广域网（WAN）中，支持 应用在广域网 多种数据型业务。 多种数据型业务。
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