帧中继+隧道技术
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。
隧道技术
VPN协议
隧道技术应用VPN是Internet技术迅速 发展的产物，它的优点是，既可连到公 网所能达到的任何地点，享受其保密性、 安全性和可管理性，又降低网络的使用 成本。 VPN依靠Internet服务提供商（ISP）和 其他的网络服务提供商（NSP）在公用 网中建立自己的专用“隧道”，不同的 信息来源，可分别使用不同的“隧道” 进行传输。
移动IP是在全球Internet上提供移动功 能的一种服务，它允许节点在切换链路 时仍可保持正在进行的通信。它提供了 一种IP路由机制，使移动节点以一个永 久的IP地址连接到任何链路上。与特定 主机路由技术和数据链路层方案不同， 移动IP还要解决安全性和可靠性问题， 并与传输媒介无关。移动IP的可扩展性 使其可以在整个互联网上应用。
SGSN是GPRS骨干网与无线接入网之间的 接口，它将分组交换到正确的基站子系 统（BSS）。 通过GPRS隧道协议可为多种协议的数据 分组通过GPRS骨干网提供隧道。GTP根 据所运载的协议需求，利用TCP或UDP协 议来分别提供可靠的连接（如支持X.25 的分组传输）和无连接服务（如IP分 组）。
4.LNS与远程用户交换PPP信息，分配IP 地址。LNS可采用企业专用地址(未注册 的IP地址)或服务提供商提供的地址空 间分配IP地址。因为内部源IP地址与目 的地IP地址实际上都通过服务提供商的 IP网络在PPP信息包内传送，企业专用 地址对提供者的网络是透明的。 5.端到端的数据从拨号用户传到LNS。 在实际应用中，LAC将拨号用户的PPP帧 封装后，传送到LNS，后者去掉封装包 头，取出PPP帧，再去掉PPP帧M提供的分组交换和分组传输 方式的新的承载业务，可以应用在PLMN 内部或应用在GPRS网与外部互联分组数 据网（IP、X.25）之间的分组数据传送， GPRS能提供到现有数据业务的无缝连接。 它在GSM网络中增加了两个节点：服务 GPRS支持节点和网关GPRS支持节点。
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。
数据通信工程(二)帧中继(FR)技术
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。
帧中继简介
7
DLCI Local Significance
Chicago New York 128.1.2.11/24
DLCI 20 DLCI 50 DLCI 25
DLCI 50
DLCI 20 -> 128.1.2.11 DLCI 50 -> 128.1.2.12
128.1.2.12/24 Orlando
Using one of the following methods, a DLCI can be used as the MAC address of a remote host ARP INARP Static Mapping
8பைடு நூலகம்
链路管理 帧中继链路管理协议主要完成用户与网络的通讯，
链路管理 帧中继链路管理协议主要完成用户与网络的通讯，通过交换一系列信息完成用户与网络链路的建立。 目前，福建省宽带网支持的帧中继链路管理协议主要有以下三种：ANSI（T1.617 Annex D），CCITT Q.922，LMI REV1。
23
Spicey#show frame-relay pvc PVC Statistics for interface Serial0 (Frame Relay DTE) Active Inactive Deleted Static Local 1 0 0 0 Switched 0 0 0 0 Unused 0 0 0 0 DLCI = 140, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0 input pkts 83 output pkts 87 in bytes 8144 out bytes 8408 dropped pkts 0 in FECN pkts0 in BECN pkts 0 out FECN pkts 0 out BECN pkts0 in DE pkts 0 out DE pkts 0 out bcast pkts 41 out bcast bytes 3652 pvc create time 01:31:50, last time pvc status changed 01:28:28
帧中继基本原理
441帧中继基本原理帧中继(Frame Relay,FR)技术是在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。
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去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。
作为一种新的承载业务，通过RFC1490协议，把网络层的IP数据包封装成数据链路层的帧中继帧，帧中继的用户接口速率最高为34Mbit/s，它目前在中、低速率网络互联的应用中被广泛使用。
帧中继技术适用于以下两种情况：(1)用户需要数据通信，其带宽要求为64kbit/s-34Mbit/s ，而参与通信的各方多于两个的时候使用帧中继是一种较好的解决方案；(2)当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。
1帧中继业务帧中继业务是在用户-网络接口(UNI)之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。
用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户-网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。
帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。
永久虚电路是指在帧中继终端用户之间建立固定的虚电路连接，并在其上提供数据传送业务。
交换虚电路是指在数据传送前，两个帧中继终端用户之间通过呼叫建立虚电路连接，网络在建好的虚电路上提供数据信息的传送服务，终端用户通过呼叫清除操作终止虚电路。
目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务。
帧中继永久虚电路业务模型如图2-1所示。
FR网络FR网络FR网络FRAD :帧中继组装和拆分PVC :永久虚电路LAN :局域网图2-1永久虚电路业务模型2帧中继的基本功能帧中继在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在LAPD帧结构中，实施以帧为单位的信息传送。
帧中继技术简介
DLCI 201 DLCI 201
LAPF的帧由5种字段组成：标志字段F、地址字段A、 控制字段C、信息字段I和帧检验序列字段FCS
帧中继配置
192.168.2.1 DLCI 103 192.168.2.2 DLCI 301 LMI ansi
RouterA
LMI Q933
RouterB
路由器A的配置：
帧中继技术Leabharlann 介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。 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)。
虚电路
CSU/DSU DTE
帧中继云 DTE LMI
CSU/DSU DTE
CSU/DSU
LMI的类型
• ANSI’Annex D • Q.933 Annex A • Gang of Four
DLCI数据链路控制标识符 数据链路控制标识符
200 201 DLCI 200 10 20 DLCI 201
RA(config)#int serial 0 RA(config-if)#encapsulation frame-relay itef RA(config -if)#frame-relay lmi-type q933a RA(config -if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 RA(config -if)#frame-relay map ip 192.168.2.2 103 broadcast
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。
应用隧道技术(tunnel)的帧中继网络
应用隧道技术(tunnel)的帧中继网络实验拓扑：R2的配置：R2(config)#frame-relay switchingR2(config)#int s1/0R2(config-if)#no shutR2(config-if)#encapsulation frame-relayR2(config-if)#frame-relay intf-type dceR2(config-if)#frame-relay rout 104 int tunnel 0 100R2(config-if)#frame-relay rout 105 int tunnel 0 200R2(config-if)#clock rate 64000R2(config)#int f0/0 R2(config-if)#ip add 192.168.23.1 255.255.255.0R2(config-if)#no shutR2(config-if)#int tunnel 0R2(config-if)#tunnel source fastEthernet 0/0R2(config-if)#tunnel destination 192.168.23.2R2(config-if)#exitR3的配置：R3(config)#frame-relay switchingR3(config)#int s1/1R3(config-if)#no shutR3(config-if)#encapsulation frame-relayR3(config-if)#fframe-relayintf-type dceR3(config-if)#clock rate 64000R3(config-if)#frame-relay route 401 int tunnel 0 100R3(config-if)#exitR3(config)#int s1/2R3(config-if)#no shutR3(config-if)#encapsulation frame-relayR3(config-if)#frame-relay intf-type dceR3(config-if)#clock rate 64000R3(config-if)#frame-relay route 501 int tunnel 0 200 R3(config-if)#exitR3(config)#int f0/0R3(config-if)#ip add 192.168.23.2 255.255.255.0R3(config-if)#no shutR3(config-if)#int tunnel 0R3(config-if)#tunnel source fastEthernet 0/0R3(config-if)#tunnel destination 192.168.23.1R3(config-if)#exitR1的配置：R1(config)#int s1/1R1(config-if)#encapsulation frame-relayR1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#ino shutR4的配置：R4(config)#int s1/0R4(config-if)#encapsulation frame-relayR4(config-if)#ip address 192.168.1.4 255.255.255.0 R4(config-if)#ino shutR5的配置：R5(config)#int s1/2R5(config-if)#encapsulation frame-relayR5(config-if)#ip address 192.168.1.5 255.255.255.0 R5(config-if)#ino shut实验验证：使用命令Show frame-relay route验证使用sh frame-relay pvc。
帧中继技术
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的概述
• 帧中继本质上是一种分组交换技术。
－采用帧的形式来封装用户的数据以进行跨网的传输。
• 帧中继网中所包含的基本成分有：
－PVC、Trunk、UNI、NNI、LMI协议
•虚电路业务
－PVC方式和SVC方式 －各PVC利用所设的DLCI值进行寻址 －DLCI代表了PVC的终止点 －DLCI能够具有本地及全网的含义
Network Data Link Physical Data Link Physical Data Link Physical Data Link Physical Network Data Link
Application Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical
Transport
Network Data Link Physical
Physical
• IP点到点跨过广域网的方式：
－每个路由器上的第3层操作都要大量消耗CPU的资源，从而使得端到端的延时增大。 －此为当前Internet/Intranet网中传统路由器的方式。因此尽量减少第3层的开销(路由器 的跳数)将会大大简化网络并降低端到端的延时。
Transport
Network Data Link Physical
Physical
• 每个X.25交换机和路由器上的第3层功能增加了用于每个分组的处理时间。 • 而分组交换技术中在第1、2和3层中采用的繁杂的检错和纠错机制增大了端到端 延时。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术简介
帧中继技术简介帧中继是一种典型的包交换技术。
包交换技术能够使网络节点工作站动态的分享网络介质和可用带宽。
包交换网络支持可变长度数据包，数据的传输更加有效和灵活。
所有的数据包基于交换机制在不同的网段之间进行传递，直到到达最终的目的地。
包交换网络使用统计复用技术控制网络接入，使网络带宽的使用更加灵活和高效。
目前流行的绝大多数局域网应用，包括以太网和令牌环在内，都属于包交换网络。
帧中继可以看做是X.25协议的简化版本，它省略了X.25协议所具有的一些强健功能，例如窗口技术和丢失数据重发技术等。
这主要是因为目前帧中继技术所使用的广域网环境比起七、八十年代X.25协议普及时所存在的网络基础设施，无论在服务的稳定性还是质量方面都有了很大的提高和改进。
此外，帧中继与X.25不同，是一种严格意义上的第二层协议，所以可以把一些复杂的控制和管理功能交由上层协议完成。
这样就大大提高了帧中继的性能和传输速度，使其更加适合广域网环境下的各种应用。
帧中继设备帧中继网络环境下的设备可以分为两大类，即数据终端设备（DTE）和数据电路终端设备（DCE）。
DTE可以被理解成是网络的末端设备，通常被放置在用户区域，直接由用户所有和控制。
DTE设备包括网络终端，个人计算机，路由器和网桥等。
DCE是由运营商所有的网络互联设备，主要用来提供网络的时钟和交换服务，可以通过广域网对数据进行传输。
通常，DCE设备主要是指包交换机。
帧中继网络环境下，DTE和DCE设备之间的关系如图所示：DTE和DCE设备之间的连接由物理层组件和数据链路层组件两部分组成。
其中，物理层组件定义设备连接的机械，电气，功能和程序规范；而数据链路层组件则主要定义设备之间的连接协议。
帧中继网络实现目前所使用的绝大多数帧中继网络都是由服务提供商负责进行管理和维护，这就是我们通常所说的公用帧中继服务。
帧中继技术无论是在公用运营商网络还是专用企业网络上都可以实现，下面，我们就来对这两种不同的FR网络类型进行一下简单的介绍。
帧中继FR的特点、实现及关键技术
上层协议 网络层
数据链路层 物理层
路由选择、虚电路复用 数据或帧、差错/流量控制 电气机械等特性、比特流传输/流量
X.25协议
上层协议 网络层
数据链路层 物理层
上层协议
数据链路 层
物理层
差错/流量控制 数据或帧、路由选择 电气机械等特性、比特流传输/流量
上层协议 数据链路层
物理层
帧中继协议
帧中继的协议结构与帧格式
DLCI=a
DLCI=b
DTE 用户A
DLCI＝a
DLCI=b
公用帧中继网
DTE 用户B
PVC路由
• 路由器1发送信息到三个局域网连接的路由 器2、3和4。DLCI100被指定到路由器2的 局域网，DLCI101被指定到路由器4的局域 网，DLCI102被指定到路由器3的局域网。
PVC管理
上层
Q.922 核心层 物理层
Q.922核心 （数据链路层）
物理层
上层
Q.922 核心层 物理层
UNI
UNI
UNI—用户网络接口
帧中继的协议结构
（1）标志字段：用于帧的定界，编码为“01111110”
（2）地址字段：
（3）信息字段：包含用户数据
（4）帧校验序列字段：2字节的循环冗余校验，用来检测链路上差错 出现的频度。
• 用于用户网络接口（UNI）的PVC管理协议 • 用于网络间接口（NNI）的PVC管理协议 PVC管理完成以下功能：
链路完整性证实 增加PVC通知 删除PVC通知 PVC状态通知（激活状态或非激活状态）
帧中继技术的特点
• 帧中继技术主要用于传递数据业务，它使 用一组简化帧中继协议将数据信息以帧的 形式有效地进行传送。
帧中继技术.doc
现代通信技术结课作业专业：计算机科学与技术班级：（2）班学生：xxx学号：xxx1.1 帧中继概述一、帧中继技术的发展背景20世纪80年代以来 ,数字通信、光纤通信以及计算机技术取得了飞速的发展 ,计算机等终端的智能化和处理能力不断提高 ,使得终端系统完全有能力完成原来由分组网络所完成的功能。
例如 ,终端系统可以进行差错纠正等。
此外 ,分布在不同地域的局域网(LAN)之间的互连成为实际的需要。
针对这些问题以及高性能光纤传输媒体的大量使用的事实 ,提出了新的快速分组传输处理技术——帧中继(FR)。
帧中继设计思想非常简单 ,将X.25协议规定的网络节点之间、网络节点和用户设备之间每段链路上的数据差错重传控制推到网络边缘的终端来执行 ,网络只进行差错检查 ,从而简化了节点机之间的处理过程。
二、概述帧中继是一个提供连接并且能够支持多种协议、多种应用的多个地点之间进行通信的广域网技术 ,它定义了在公共数据网上发送数据的流程 ,属于高性能、高速率的数据连接技术。
帧中继使用高级数据连路控制协议（HDLC）在被连接的设备之间管理虚电路（PVC） ,并用虚电路为面向连接的服务建立连接。
在OSI 参考模型中 ,它工作在物理层和数据链路层 ,依靠上层协议（如TCP）来提供纠错功能。
作为用户和网络设备之间的接口 ,帧中继提供了一种多路复用的手段。
可以为每对数据终端设备分配不同的DLCI（数据链路连接标识符）、共享物理介质从而建立许多逻辑数据会话过程（即虚电路）。
1.2 帧中继的特点一、帧中继技术的特点①高效：帧中继在OSI的第二层以简化的方式传送数据 ,仅完成物理层和链路层核心层的功能 ,简化节点机之间的处理过程 ,智能化终端设备把数据发送到链路层 ,并封装在帧结构中 ,实施以帧为单位的信息传送 ,网路不进行纠错、重发和流量控制等 ,帧无需确认 ,就能在每个交换机中直接通过。
②经济：帧中继在采用统计复用技术（即宽带按需分配）向客户提供共享的网络资源 ,每一条线路和网络端口都可以由多个终端按信息流共享 ,同时 ,由于帧中继简化了节点之间的协议处理 ,将更多的带宽留给客户数据 ,客户不仅可以使用预定的带宽 ,在网络资源富裕时 ,网络允许客户数据突发占用非预定的带宽。
x.25、帧中继、HDLC
1.帧中继(Frame Relay):一种包交换的技术,高性能,运行在OSI的最下2层即物理层和数据链路层.它其实是X.25技术的简化版本,省略了X.25技术的一些功能比如窗口技术和数据重发功能,这是因为帧中继工作在性能更好的WAN设备和使用光纤传送数据;而且它比X.25有更好的传输效率,速度可以从64Kbps达到T3的45Mbps.它还提供带宽的动态分配和拥塞控制功能，但是它不能传输声音和图像，只提供数据传输服务2.ISDN:ISDN是1种在已有的电话线路上传输语音和数据等数字服务.如果你对那种传统的拨号(dial-up)上网的速度感到不满的时候，你可以使用ISDN的方式.ISDN也可作为比如帧中继或者T1连接的备份连接3.平衡链路访问过程(Link Access Procedure,Balanced,LAPB):工作在OSI参考模型的数据链路层,是1种面向连接的协议,一般和X.25技术一起进行数据传输.因为它有严格的窗口和超时功能,所以使得代价很高4.高级数据链路控制(High-Level Data-Link Control,HDLC):这个是由IBM创建的同步数据链路控制(Synchronous Data Link Control,SDLC)衍生而来的.工作在OSI参考模型的数据链路层.相比LAPB,HDLC成本较低.HDLC不会把多种网络层的协议封装在同1个连接上.各个厂商的HDLC都有他自己鉴定网络层协议的方式,所以各个厂商的HDLC是不同的,私有化的5.点对点协议(Point-to-Point Protocol,PPP):1种工业标准(industry-standard)协议.因为各个厂商的HDLC私有,所以PPP可以用在不同厂商的设备之间的连接.PPP使用网络控制协议(Network Control Protocol,NCP)来验证上层的OSI参考模型的网络层协议6.异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM):国际电信联盟电信标准委员会(ITU-T)制定的信元(cell)中继续标准.ATM使用固定长度的53字节长的信元方式进行传输,ATM网络的面向连接的Cabling theWide。
利用隧道技术建立帧中继网络拓扑实验报告
利用隧道技术建立帧中继网络实验拓扑：实验要求：利用隧道技术建立帧中继网络，要求实现R4与R1,R3能通信！R2,R5两台为CISCO2500系列路由器，R2与R5一起组合实现帧中继交换机功能（利用隧道技术），其中R2与R5通过E0口连接在一起！福州SPOTO TM（思博）计算机高级技术培训中心福州SPOTO TM （思博）计算机高级技术培训中心IP 地址表：路由器 接口 IP 地址 R1 S0 192.168.1.1/24 R2 E0 10.1.1.1/24 R3 S0 10.1.1.2/24 R4 S0 192.168.1.3/24 R5E0192.168.1.2/24实验配置如下： 一、基本配置： 配置R1： Router>enRouter#conf tRouter(config)#hostname R1 R1(config)#int S0R1(config-if)#encapsulation frame-relayR1(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shut R1(config-if)#exit R1(config)#配置R2：Router>en Router#conf tRouter(config)#hostname R2 R2(config)#frame-relay swithing R2(config)#int S0R2(config-if)#encapsulation frame-relay //封装成帧中继类型R2(config-if)#frame-relay intf-type DCE //声明接口电缆类型为DCE R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config-if)#no shut R2(config-if)#exitR2(config)#int S1R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#frame-relay intf-type DCE R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config-if)#no shut R2(config-if)#exitR2(config)#int Tunnel0 //进入隧道逻辑接口R2(config-if)#tunnel source E0 //设置隧道的源为E0S PO TO 实验报告<福州SPOTO TM （思博）计算机高级技术培训中心R2(config-if)#tunnel destination 10.1.1.2 //设置隧道的目的IP 为10.1.1.2（对方的(EO 口)的IP 地址）R2(config-if)#exitR2(config)#end R2(config)#int E0R2(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shut R4(config-if)#end R2#sh run配置R3： Router>enRouter#conf tRouter(config)#hostname R3 R3(config)#int S0R3(config-if)#encapsulation frame-relayR3(config-if)#ip add 192.168.1.2 255.255.255.0 R3(config-if)#no shut R3(config-if)#exit R3(config)#配置R4： Router>en Router#conf tRouter(config)#hostname R4 R4(config)#int S0R4(config-if)#encapsulation frame-relayR4(config-if)#ip add 192.168.1.3 255.255.255.0 R4(config-if)#no shut R4(config-if)#exit R4(config)#配置R5： Router>en Router#conf tRouter(config)#hostname R5 R5(config)#frame-relay swithingS PO TO 实验报告<福州SPOTO TM （思博）计算机高级技术培训中心R5(config)#int E0R5(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0 R4(config-if)#no shutR5(config-if)#exit R5(config)#int S0R5(config-if)#encapsulation frame-relay R5(config-if)#frame-relay intf-type DCE R5(config-if)#clcok rate 64000 R5(config-if)#no shut R5(config-if)#exitR5(config)#int Tunnel0R5(config-if)#tunnel source E0R5(config-if)#tunnel destination 10.1.1.1R5(config-if)#end R5#sh run二、配置帧中继： R2#conf tR2(config)#int S0R2(config-if)#frame-relay route 102 int Tunnel0 200 //配置到Tunnel 帧中继路由 R2(config-if)#exit R2(config)#int S1R2(config-if)#frame-relay route 103 int Tunnel0 300 //配置到Tunnel 帧中继路由R2(config-if)#end R2#show frame route R2#sh runR5#conf tR5(config)#int S0R5(config-if)#frame-relay route 201 int Tunnel0 200 //配置到Tunnel 帧中继路由 R5(config-if)#frame-relay route 301 int Tunnel0 300 //配置到Tunnel 帧中继路由 R5(config-if)#endR5#show frame route R5#sh runR4(config)#endR4#ping 192.168.1.1 R4#ping 192.168.1.2S PO TO 实验报告<福州SPOTO TM （思博）计算机高级技术培训中心R4#ping 192.168.1.3（肯定不通，因为帧中继不能PING 通本地IP ）实验总结：1.2500系列的路由串口只有两个，不够用！为了能实现帧中继功能，可以利用隧道技术组合两个2500系列路由器（通过E0口连接）来实现帧中继交换机功能，建立帧中继网络！2.隧道技术通过启用一个TUNNEL 逻辑接口来实现两边信息的互通，转发通信信息！3.实验时，配置帧中继路由需要特别注意，先起R1,R3到TUNNEL 的帧中继路由建立起“一半”的相应的PVC 先，而后再起另外“一半”！起帧中继路由器记住在接口模式下设置！～S PO TO 实验报告<。
帧中继环境中tunnel技术的运用
帧中继环境中tunnel技术的运用版本V2.2密级☐开放☑内部☐机密1拓扑环境实验环境如上图所示，R1、R4、R5连接到一个帧中继网络，并租用了两条PVC，两条PVC分别将R1R4、R1R5连接起来，构成一个多路访问网络（MA），这也是我们实验室环境中最常做的WAN实验之一，当然一般情况下，我们使用一台路由器模拟帧中继交换机，然而某些路由器可能串行接口不够（这个实验要求模拟帧中继的路由器有至少三个串行接口），那么就可以考虑使用tunnel技术解决这个问题。
Tunnel技术是一种运用较为广泛的隧道技术，可运用于各种场合解决各种问题，例如VPN环境，或动态路由环境等，本文档主要描述Tunnel技术在帧中继环境下的运用。
为解决上述问题，我们使用两台路由器来模拟帧中继交换机，并在两者之间运行tunnel，以解决帧中继数据传输的问题。
实现的效果如下：在两台帧中继交换机之间，使用物理接口来承载隧道流量，隧道接口来承载帧中继流量，使用DLCI100及DLCI200做过渡，最终对于用户来说，根本不用理会帧中继网络中究竟是如何运行的。
2实验配置FRSW1的配置：frame-relay switching //模拟帧中继交换机，全局配置命令interface fast1/0ip address //配置物理接口fa1/0，用于承载隧道流量interface Tunnel0tunnel source fast1/0tunnel destinationtunnel mode gre ip //默认就是GREoverIPv4，隧道模式interface Serial0/0clock rate 64000frame-relay intf-type dceframe-relay route 104 interface Tunnel0 100 //将DLCI104映射到隧道口，DLCI转成100frame-relay route 105 interface Tunnel0 200FRSW2的配置：frame-relay switchinginterface fast1/0ip addressinterface Tunnel0tunnel source fast1/0tunnel destinationinterface Serial0/1encapsulation frame-relayclock rate 64000frame-relay intf-type dceframe-relay route 401 interface Tunnel0 100interface Serial0/2encapsulation frame-relayclock rate 64000frame-relay intf-type dceframe-relay route 501 interface Tunnel0 200关键的帧中继交换机的配置就这么些，主要的变化在于tunnel这里，R1、R4、R5这些终端设备配置与不使用tunnel的帧中继环境一模一样。
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。
VPN架构
什么是VPN虚拟专用网络(Virtual Private Network ，简称VPN)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。
其之所以称为虚拟网，主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台，如Internet、ATM(异步传输模式〉、Frame Relay （帧中继）等之上的逻辑网络，用户数据在逻辑链路中传输。
它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。
VPN主要采用了彩隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。
（1）安全保障VPN通过建立一个隧道，利用加密技术对传输数据进行加密，以保证数据的私有和安全性。
（2）服务质量保证（QoS）VPN可以不同要求提供不同等级的服务质量保证。
（3）可扩充性和灵活性VPN支持通过Internet和Extranet的任何类型的数据流。
（4）可管理性VPN可以从用户和运营商角度方便进行管理。
根据不同的划分标准，VPN可以按几个标准进行分类划分1. 按VPN的协议分类VPN的隧道协议主要有三种，PPTP，L2TP和IPSec，其中PPTP和L2TP协议工作在OSI模型的第二层，又称为二层隧道协议；IPSec是第三层隧道协议，也是最常见的协议。
L2TP和IPSec配合使用是目前性能最好，应用最广泛的一种。
2. 按VPN的应用分类1) Access VPN（远程接入VPN）：客户端到网关，使用公网作为骨干网在设备之间传输VPN的数据流量2) Intranet VPN（内联网VPN）：网关到网关，通过公司的网络架构连接来自同公司的资源3) Extranet VPN（外联网VPN）：与合作伙伴企业网构成Extranet,将一个公司与另一个公司的资源进行连接3. 按所用的设备类型进行分类网络设备提供商针对不同客户的需求，开发出不同的VPN网络设备，主要为交换机，路由器，和防火墙1）路由器式VPN：路由器式VPN部署较容易，只要在路由器上添加VPN服务即可2）交换机式VPN：主要应用于连接用户较少的VPN网络3）防火墙式VPN：防火墙式VPN是最常见的一种VPN的实现方式，许多厂商都提供这种配置类型1.隧道技术实现VPN的最关键部分是在公网上建立虚信道，而建立虚信道是利用隧道技术实现的，IP隧道的建立可以是在链路层和网络层。
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实验现象
• R1#ping 12.1.1.2 • Type escape sequence to abort. • Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.1.1.2, timeout is 2 seconds: • !!!!! • Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 16/64/116 ms
FR2检验
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • R3#show ip int brief Interface IP-Address Serial0/0 unassigned Serial0/1 unassigned Serial0/2 unassigned Serial0/3 unassigned FastEthernet1/0 23.1.1.3 Tunnel100 unassigned R3#show frame-relay pvc OK? Method Status Protocol YES manual up up YES unset administratively down down YES unset administratively down down YES unset administratively down down up YES manual up YES unset up up
PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DCE) Active Inactive Local 0 0 Switched 1 0 Unused 0 0 Deleted Static 0 0 0 0 0 0
DLCI = 104, DLCI USAGE = SWITCHED, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0 …… PVC Statistics for interface Tunnel100 DLCI = 1000, DLCI USAGE = SWITCHED, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Tunnel100 ……
DLCI = 401, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0
FR1检验
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • FR1#show ip int br Interface IP-Address Serial0/0 unassigned Serial0/1 unassigned Serial0/2 unassigned Serial0/3 unassigned FastEthernet1/0 23.1.1.2 Tunnel100 unassigned FR1#show frame-relay pvc OK? Method Status Protocol up YES manual up YES unset administratively down down YES unset administratively down down YES unset administratively down down YES manual up up YES unset up up
R4的配置
• • • • • • • • R4>en R4#conf t R4(config)#int s0/0 R4(config-if)#encapsulation frame-relay R4(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0 R4(config-if)#no sh R4(config-if)#no frame-relay inverse-arp R4(config-if)#frame-relay map ip 12.1.1.1 401 broadcast • R4(config-if)#end
FR1的配置
• • • • • • • • • • • • • • • • • • R2(config)#ho FR1 FR1(config)#frame-relay switching FR1(config)#int f1/0 FR1(config-if)#ip add 23.1.1.2 255.255.255.0 FR1(config-if)#no sh FR1(config-if)#ex FR1(config)#int tunnel 100 FR1(config-if)#tunnel source 23.1.1.2 FR1(config-if)#tunnel destination 23.1.1.3 FR1(config-if)#ex FR1(config)#int s0/0 FR1(config-if)#encapsulation frame-relay FR1(config-if)#no ip add FR1(config-if)#no sh FR1(config-if)#frame-relay lmi-type ansi FR1(config-if)#frame-relay intf-type dce FR1(config-if)#frame-relay route 104 interface tunnel 100 1000 FR1(config-if)#end
DLCI = 104, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0
R4检验
• • • • • • • • • • • • • R4#show ip int br Interface IP-Address OK? Method Status Protocol up Serial0/0 12.1.1.2 YES manual up Serial0/1 unassigned YES unset administratively down down Serial0/2 unassigned YES unset administratively down down Serial0/3 unassigned YES unset administratively down down R4#show frame-relay pvc PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DTE) Active Inactive Local 1 0 Switched 0 0 Unused 0 0 Deleted Static 0 0 0 0 0 0
PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DCE) Active Inactive Local 0 0 Switched 1 0 Unused 0 0 Deleted Static 0 0 0 0 0 0
DLCI = 401, DLCI USAGE = SWITCHED, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial0/0 ….. PVC Statistics for interface Tunnel100 DLCI = 1000, DLCI USAGE = SWITCHED, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Tunnel100 …..
FR2的配置
• • • • • • • • • • • • • • • • • R3(config)#frame-relay switching R3(config)#int f1/0 R3(config-if)#ip add 23.1.1.3 255.255.255.0 R3(config-if)#no sh R3(config-if)#ex R3(config)#int tunnel 100 R3(config-if)#tunnel source 23.1.1.3 R3(config-if)#tunnel destination 23.1.1.2 R3(config-if)#ex R3(config)#int s0/0 R3(config-if)#encapsulation frame-relay R3(config-if)#frame-relay lmi-type ansi R3(config-if)#frame-relay intf-type dce R3(config-if)#no ip add R3(config-if)#no sh R3(config-if)#frame-relay route 401 interface tunnel 100 1000 R3(config-if)#end
帧中继+隧道技术
实验原理
• R2与R3封装成帧中继交换机，中间用以太 网光纤相互连接 • R2与R3建立隧道（Tunnel）
R1的配置
• R1>en • R1#conf t • Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. • R1(config)#int s0/0 • R1(config-if)#encapsulation frame-relay • R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0 • R1(config-if)#no sh • R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp • R1(config-if)#frame-relay map ip 12.1.1.2 104 broadcast • R1(config-if)#end
R1检验
• • • • • • • • • • • • • R1#show ip int br Interface IP-Address OK? Method Status Protocol up Serial0/0 12.1.1.1 YES manual up Serial0/1 unassigned YES unset administratively down down Serial0/2 unassigned YES unset administratively down down Serial0/3 unassigned YES unset administratively down down R1#show frame-relay pvc PVC Statistics for interface Serial0/0 (Frame Relay DTE) Active Inactive Local 1 0 Switched 0 0 Unused 0 0 Deleted Static 0 0 0 0 0 0