帧中继网与X25剖析

UNI
FRS UNI
Router
NTU/DTU
用户-网络接口
FRS ：帧中继交换机
图5-1 帧中继网的组成示意图
FR网中的设备分类
? FR网交换设备FRS
? Frame Relay Switch； ? 属于网络服务提供者设备； ? 如帧中继交换机、具有帧中继接口的分组交换机和其它
复用设备等。
? FR网接入设备FRAD
帧中继的协议结构（一）
?帧中继的协议结构如图 5-3所示。智能终端把数据送到 链路层，封装在帧结构中，实施以帧为单位的信息传 送。帧不需要第三层的处理，能在交换机中直接通过。
图5-3 帧中继的协议结构
帧中继协议结构（二）
? 一些第三层的处理功能，如流量控制等留给智能终 端去处理。对第二层，帧中继只完成数据链路层的 Q.922核心层功能 :
帧中继与X.25
帧中继网
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。
FR网络的组成
Host
UNI
帧中继网
FRS
FRS
Router
UNI
Bridge
网桥
UNI
Router
FRS
(2) 信息字段I：用来装载用户数据，长度 1～4096个 字节可变（取决于 FCS的检验能力），具体实现 的最大长度可由各厂家决定。
(3) 帧校验序列 FCS：16 bit，用以检测数据传输过程 中的差错。
帧中继的帧格式（三）
(4) 地址段A：一般为2个字节，也可扩展为 3～4个字 节，其内容包括：
7
7
7
7
6
6
6
6
5
5
5
只有 X.25网链路
5
端到端的确认
层的部分功能
4
4
4
端到端的确认
4
3
3
3
3
2
2
2
2
1
1
1
1
(a)
(b)
图5-4 从层次上比较X.25网和帧中继网 (a) X.25网；(b) 帧中继网
帧中继网和 X.25网的比较（三）
(2)从源站到目的站传送一帧信息时，在 X.25网和帧 中继网的各链路上所要传送的信息不一样 。对 X.25 网，每个结点在收到一帧后都要发回确认帧， 而且目的站在收到一帧后发回端到端的确认时， 也要逐站进行确认，如图 5-5(a)所示。而帧中继由 于它的中间结点只转发帧，不发确认帧，即中间 结点没有逐段的链路控制能力，所以，只有在目 的端收到一帧后，才向源站发回端到端的确认， 如图5-5(b)所示。因此，在帧中继方式下，是不需 要网络层的。
帧中继的帧格式（四）
④ FECN——正向阻塞显式通知，FECN＝1，可能有正向阻塞 而延迟。 ⑤ BECN——反向阻塞显式通知，BECN＝1，可能有反向阻塞 而延迟。 ⑥ DE ——帧丢弃许可指示，用户终端根据FECN和BECN的指 示，使用DE来告诉网络，若网络发生阻塞，可优先传送(DE ＝0)那些对时延敏感的帧，丢弃(DE＝1)那些次要的帧。 ? 帧中继的帧结构和HDLC帧有两点重要的不同：一是帧不带 序号，其原因是帧中继不要求接收证实，也就没有链路层的 纠错和流量控制功能；二是没有监视(S)帧，因为帧中继的 控制信令使用专用通道(DLCI=0)传送。
① DLCI——数据链路连接标识符。帧中继采用虚电路方式 来传送数据帧，帧中继的每一个帧沿着各自的虚电路在网 络中传送。为此每个帧必须携带一个叫做数据链路标识符 (DLCI)的“虚电路号”来标识每个帧的通信地址。 ② C/R——命令/响应位，与高层应用有关，帧中继本身并 不使用。 ③ EAB——地址扩展表示，可扩展到3或4个字节。EAB＝0， 表示下一字节仍然是地址字节；EAB＝1，表示地址字段到 此为止。
? 帧中继所提供的虚电路就好像在两个端用户间有一条 直通的专用电路，用户看不见帧中继网络中的帧中继 交换机。
局域网
帧中继交换机 路由器
帧中继网
路由器 局域网
虚电路
虚电路像一条专用电路 用户
路由器
路由器
局域网
帧中继网
局域网
帧中继网和 X.25网的比较（一）
? 帧中继是在 X.25基础上，简化了差错控制 (包括检 测、重传和确认 )、流量控制和路由选择功能，而 形成的一种快速分组交换技术。帧中继网和 X.25 网都是面向连接的分组交换网，而且帧的长度也 都是可变的。但是，两者有以下主要区别：
? Frame Relay Access Device； ? 属于用户设备； ? 具有帧中继接口的任何类型的接入设备，如主机、桥接
器、路由器等。
帧中继的帧格式（一）
? 帧中继的帧结构是由 ITU-T Q.922 建议的，也称为 Q.922 HDLC 帧。它与HDLC帧的格式类似，主要 区别是没有控制字段，而且它使用扩充寻址字段， 以实现链路层复用和“共路信令”，如图 5-2所示。
(1) 从层次上看， X.25网和帧中继网的端到端传输情 况不相同，如图 5-4所示。X.25网的各结点有网络 层，端到端确认由第四层 (运输层)进行，而帧中继 不仅各结点没有网络层，而且数据链路层也只有 X.25网的一部分功能，端到端确认由第二层 (数据 链路层)进行。
帧中继网和 X.25网的比较（二）
FA
I
FCS
F
DLCI( 高阶)
C/R EAB(0)
DLCI( 低阶) FECN BECN DE EAB(1)
图5-2 帧中继的帧格式
帧中继的帧格式（二）
? 帧中继的帧由 4个字段组成：标志字段 F、地址字 段A、信息字段 I和帧校验序列字段 FCS。各字段 内容及作用如下：
(1) 标志字段F：一个字节，是一个特殊的比特组 01111110 ，它的作用是标志一帧的开始和结束。
① ② ③ ④ 检验传输帧在“ 0”插入前/“0删”除后是否为 8 bit的
整数倍； ⑤ ⑥ 对网络拥塞进行控制。
帧中继提供的虚电路服务
? 对于SVC，一次虚电路交换要经历建立连接、数据传 输、拆除连接三个阶段。
? 对于PVC，服务提供者为用户预先分配好了虚电路号 (DLCI)，用户可直接使用DLCI进行通信，无需动态 分配和清除虚电路号，即无需建立与拆除，用户使用 如同专用的点对点电路一样。