帧中继介绍

 

帧中继协议是在X.25分组交换技术的基础上发展起来的一种快速分组交换技术,是改进了的X.25协议.帧中继是基于虚电路的.由于帧中继是基于虚电路的(Virtural Circuits ,VCs).由于帧中继教快的转发速度,而且帧中继数据单元可以达到1600字节,所以帧中继协议十分适合在广域网中连接局域网.用户的路由器封装帧中继协议,作为DTE设备连接到帧中继网中的DCE设备,即帧中继交换机.

帧中继的特点

帧中继协议以帧的形式传递数据信息

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

采用物理层和链路层两极结构

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

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

帧中继采用面向连接的交换技术

目前比较常用的是帧中继的PVC业务,网络服务商为用户提供固定的虚电路连接,用户可以申请许多虚电路,通过帧中继网络交换到不同的远端用户.DLCI(数据链路连接标识)用于标实每一个PVC.通过帧中继中的地址字段DLCI,可以区分出该帧属于哪一条虚电路.

LMI(本地管理接口)协议用于建立和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.

帧中继功能的核心部分对应OSI参考模型的下两层.

采用现代的物理层设施,例如光纤和数字传输线路,帧中继可以为终端站(典型的例子如局域网)提供高速的广域网连接.

由于工作在数据链路层,帧中继封装OSI栈中的上层信息.

 

 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完成,大大简化了节点机之间的协议;同时,帧中继采用虚电路技术,能充分利用网络资源.因此帧中继具有吞吐量高,时延低,适合突发性业务等特点.

帧中继作为一种附加于分组方式的承载业务引入ISDN,其帧结构与ISDN的LAPD结构一致,可以进行逻辑复用.作为一种新的承载业务,帧中继具有很大的潜力.主要应用在广域网中,支持多种数据型业务.

 

1.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.

2.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.

3.帧中继简化了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.

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.一段帧中继用户的接入速率在64Kbps-2Mbps.

5,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.

6.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带宽,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.

7.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.

帧中继网络可以将分散在不同地点的网络连接起来,可能的网络结构有星型结构,部分网状相连(Partial-meshed)和全网状相连(Full.meshed)
从经济的角度考虑,星型结构是最优的网络结构,因为这种结构使用的PVC的数量最少,中心节点通过寸一个接口上使用多个PVC将多个分散的分支节点连接起来.这种结构主要用于总部连接多个分部的情况.这种结构的缺点是各个分支节点之间通信需要经过中心节点进行中转.
在网状相连结构中,所有的节点都有PVC和其他的节点相连.从一个节点到另外一个节点不需要其他节点中转.另外着中结构可靠性很高.当直连的PVC故障的时候可以通过其他的节点中转.缺点是需要的PVC数量较多.当网络中节点的数量增多时,需要的PVC数量也急剧增加,也就是我们平常所说的N平方问题.
在部分网状相连结构中,不是所有的节点都有到其他节点的PVC,优缺点介于前两者之间.
帧中继默认的网络类型是NBMA(Nonbroadcast Multiaccess)非广播多点可达.
也就是说虽然帧中继网络中的各个节点之间相互连通,但是和以太网不同的是这种网络不支持广播,如果某个节点得到路由信息,它需要复制多条然后通过PVC一条一条发送到相连的多个节点.

为了减少路由器环路的产生,水平分割机制(在路由协议部分会学到)不允许路由器把从一个
接口进来的更新信息再从该接口发送出去。如图所示,路由器B告诉路由器A一条路由信息,由于水平分割机制,路由器A不能通过接收此路由信息的S0将这条信息告诉路由器C和D。要解决这个问题有几个方法:一个方法是使用多个物理接口连接多个相邻节点,这需要路由器具备多个物理接口,增加了用户的成本:另外一个方法是使用子接口,也就是在一个物理接口上配置多个逻辑接口,每个子接口都有自己的网络地址,就好像一个物理接口一样;或者是关闭水平分割,当然这需要路由协议的支持,另外关闭水平分割增加了产生路由环路的几率。

<think>嗯,用户想了解帧中继的技术概述和核心概念总结。首先,我需要回顾帧中继的基本定义和工作原理。帧中继是一种广域网技术,主要用于数据通信,基于分组交换。它是在X.25基础上发展起来的,但比X.25更高效,因为去除了纠错功能,专注于数据传输的快速性。 接下来,核心概念包括虚电路(VC)、数据链路连接标识符(DLCI)、承诺信息速率(CIR)等。虚电路分为永久虚电路(PVC)和交换虚电路(SVC),不过实际中PVC更常用。DLCI用于标识每个虚电路,类似于地址。CIR则是服务提供商承诺的数据传输速率,超过部分可能会被丢弃。 用户提供的引用中有关于网络分层和协议的内容,可能可以关联到帧中继网络层的作用。引用[2]提到网络层负责连接的建立、保持和终止,帧中继在数据链路层运作,但通过虚电路的概念,可能涉及网络层的连接管理。 另外,用户提到的VLAN配置可能与帧中继的虚拟电路有类比,但VLAN是二层技术,而帧中继是广域网技术,两者应用场景不同。不过,虚拟化的概念在两者中都是核心,这点可以强调。 需要确保回答结构化,分技术概述和核心概念两部分。同时,要符合LaTeX格式要求,数学公式用$...$,独立公式用$$...$$。例如,带宽分配公式可能用独立公式展示。 可能还需要生成相关问题,比如帧中继与X.25的区别、应用场景、配置步骤等。要确保问题相关且有助于用户深入理解。 检查是否有引用需要标注,比如网络分层和协议部分,但用户提供的引用主要涉及VLAN和网络层功能,可能引用[2]关于连接管理可以关联到帧中继的虚电路建立过程。 最后,确保用中文回答,语法正确,结构清晰。可能还要注意技术术语的准确性,比如帧中继工作在OSI的第二层,即数据链路层,使用统计复用技术,提高带宽利用率。</think>### 帧中继技术概述与核心概念总结 #### 1. 技术概述 帧中继(Frame Relay)是一种**分组交换广域网(WAN)技术**,设计用于高效传输数据流量。其核心思想是**简化网络层的处理**,通过数据链路层(OSI第二层)直接实现数据传输,省略了传统协议(如X.25)中的纠错和流量控制功能[^2]。 - **主要特点**: - 基于**虚电路(Virtual Circuit, VC)**,支持动态带宽分配,适用于突发性数据传输。 - 使用**统计复用技术**,允许多个逻辑连接共享物理链路,提高带宽利用率。 - 提供**承诺信息速率(Committed Information Rate, CIR)**,保障最低带宽,同时允许突发流量超过CIR(可能被丢弃)。 #### 2. 核心概念 1. **虚电路(VC)**: - **永久虚电路(PVC)**:长期固定的逻辑连接,需手动配置。 - **交换虚电路(SVC)**:按需动态建立的连接,现已较少使用。 - 通过**数据链路连接标识符(DLCI)**唯一标识每条虚电路,例如:$DLCI=16$表示某条PVC的标识符[^2]。 2. **带宽管理**: - **CIR(承诺信息速率)**:服务商保证的传输速率,公式为: $$ CIR = \frac{B_c}{T_c} $$ 其中$B_c$为承诺突发量,$T_c$为时间间隔。 - 允许突发流量短暂超过CIR,但超出的数据可能被标记为**DE(Discard Eligibility)**并在拥塞时优先丢弃。 3. **帧结构**: - 帧中继帧由头部(含DLCI)、用户数据和帧校验序列(FCS)组成。 - 头部字段简化,仅包含必要控制信息,例如: ``` | Flag | DLCI | FECN/BECN/DE | Data | FCS | Flag | ``` #### 3. 与网络分层的关系 帧中继工作在**数据链路层**,依赖底层物理层(如E1/T1线路)和上层协议(如IP)的协作。其虚电路逻辑与网络层协议解耦,可通过DLCI实现多协议封装[^1]。
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