帧中继协议

课程7 帧中继协议

目录

1 课程说明

课程介绍 1 课程目标 1 相关资料 1

2 第一节帧中继协议介绍

1.1帧中继概述 2

1.2 帧中继的历史 2

1.3 网络交换技术及其特点 2

1.4 帧中继的技术和市场起因 4

1.5 帧中继技术的特点 5

1.6 什么情况下适用帧中继 6

7 第二节帧中继协议介绍及应用

2.1 帧中继协议的一些概念7

2.2 帧中继的应用8

2.3 帧中继PVC交换9

2.4 帧中继的带宽管理10

12 第3课帧中继帧格式

3.1 Q.922附录A介绍12

3.2 IETF封装12

3.3 CISCO封装15

17 第四节帧中继LMI协议

4.1 LMI协议简介17

4.2 Q.933附录A 17

22 第五节InARP协议介绍

24 缩略词表

课程说明

课程介绍

本教材介绍了帧中继技术的起因、发展、特点及应用等，阐述了有关帧中继

的一些基本概念，注重介绍了帧中继的封装协议、LMI协议和INARP协议。课程目标

完成本课程学习，学员能够掌握：

✓了解帧中继的特点、技术条件、应用等

✓理解帧中继的基本概念，了解帧中继的一些协议

相关资料

《帧中继技术及其应用》

《QUIDWAY路由器用户手册》

第一节帧中继协议介绍

1.1帧中继概述

概括的讲，帧中继技术是在数据链路层用简化的方法传送和交换数据单元的

快速分组交换技术。帧中继技术是在分组交换技术充分发展，数字与光纤传

输线路逐渐代替已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展

起来的。

1.2 帧中继的历史

1986年AT&T首先在其有关ISDN的技术规范中提出帧中继业务；1988年国际

电信联盟ITU-T公布第一个有关帧中继业务框架的标准I.122；1989年美国国家

标准委员会ANSI开始帧中继技术标准的研究工作；1990年CISCO、DEC、NT

和STRATACOM联合创建帧中继委员会；1991年帧中继委员会改名为帧中继

论坛，并开始标准的制定工作。迄今ITU-T、ANSI和帧中继论坛制定了帧中继

的一系列标准，帧中继技术日趋完善。有关标准见附录。

1.3 网络交换技术及其特点

为了对帧中继有一个概括的了解和认识，首先简要回顾一下网络交换技术的

发展。随着数据通讯技术的发展和演变，网络交换技术有电路方式、分组方

式、帧方式、信元方式和交换型多兆比特数据业务（SMDS）。

电路方式是基于电话网电路交换的原理，当用户要求发送数据时，交换机就

在主叫用户和被叫用户之间接通一条物理的数据传输通路。特点是时延小、

“透明”传输（即传输通路对用户数据不进行任何修正或解释）、信息传输

的吞吐量大。缺点是所占带宽固定，网络资源利用率低。

分组方式是一种存储转发的交换方式。他是将需要传输的信息划分为一定的

长度的包（分组），以分组为单位进行存储转发的。每个分组信息都载有接

收地址和发送地址的的标识，在传送分组之前必须首先建立虚电路，然后依

序传送。分组方式在线路上采用动态复用的技术来传送各个分组，带宽可以复用。

常用分组技术有以下几个特点：

1 传输质量高

分组交换方式具有差错控制功能，他不仅在节点交换机之间传输分组时采取差错校验与重发的措施，而且对于分组型终端，在用户部分也可以进行同样的差错控制，因而使分组在网内传输的出错率大大降低，一般传输线路的误码率在10E-5的情况下，网内全程的比特差错率在10E-10以下。比公用电信网（PSTN）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。在分组交换中，报文中的每个分组可以自由选择传输途径。当网内发生故障时，分组能自动选择另外的通路，不会造成通信中断。

3 分组多路通信

由于每个分组都含有控制信息，所以，尽管，分组型终端和分组交换机之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。这是公用电话网和电路交换的公用数据网所不能实现的。

缺点：由于采用存储转发方式工作，所以每个分组的传送延迟可达几百毫秒，时延比较大。

帧方式（帧中继）是在OSI参考模型第二层，即数据链路层使用简化的方法传送和交换数据单元的一种方式。由于在链路层的数据单元一般称做帧，故称为帧方式。采用帧方式的重要特点之一是将x.25分组交换网中分组节点的差错控制、确认重传、流量控制，防止拥塞等处理过程进行简化，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。x.25分组交换的时延在几十到几百毫秒，而帧中继交换可以减少一个数量级，达到几毫秒。

帧中继实现的条件和特点在后面详细介绍。

信元方式（Cell Model）是以信元为单位进行传送的一种技术。信元长度是固定的。信元方式也是一种快速分组技术，他将信息切割成固定长度的信元。信元由两部分构成，及信元头和信元净荷。信元头包含地址和控制信息，信

元净荷是用户数据。采用信元方式，网络不对信元的用户数据进行检查。但

是信元头的CRC比特将指示信元地址信息的完整性。

信元方式仅是一个非常宏观的概念，在具体应用中，还需规范详尽的格式和

协议，例如SMDS、ATM等。

ATM是一种全新的面向连接的快速分组技术，他综合了分组交换和电路交换

的优点，采用异步时分复用的方法，将信息流分成固定长度的信元，进行高

速交换。

交换型多兆比特数据业务（Switched Multimegabit Data Service, SMDS）是一

种高速的、无连接信元交换业务。SMDS的主要原理是将信息切割成固定长度

（53个字节）的信元在网上传输，采用帧方式的类似机理，由端系统完成差

错检查和重传的功能。这里不详细介绍了。

1.4 帧中继的技术和市场起因

从技术上分析帧中继业务的飞速发展有以下几个原因：

1 计算机的普及和局域网的使用促进了用户的数据通信的要求，特别是局域

网互连的要求。

2 服务器和端系统之间以及局域网之间的数据业务量特性经常是突发性的。

原有的数据通信手段，例如x.25技术难以满足处理突发性信息传输的要求。

3 数字传输系统的广泛使用，例如光纤或数字微波等先进传输手段，使得比

特差错率大大降低，为帧中继技术的使用创造了条件。

4 用户终端的智能化功能易于实现，可以完成帧的检错、重传和必要的控制

功能，而使网络的第三层处理变的毫无意义。

综上所述，随着计算机技术和通信技术的不断发展和相互结合，数据通信需

求的增长和网络传输性能的提高给帧中继技术带来了机会，使帧中继技术的

优势得以发挥。

帧中继技术自八十年代初诞生以来，发展非常迅速，从市场方面分析有以下

几个原因：

1 数据通信设备（如路由器）以专线方式连接，带来了许多弊病。首先专线

方式在带宽和接口的使用上是固定的，当用户需要改变带宽需求或需扩容时，