通信网络综述论文资料

HEFEI UNIVERSITY

帧中继网综述报告

题目帧中继网综述

系别电子信息与电气工程系年级专业（班级）12级通信工程（1）班姓名华奇林

指导老师胡国华

完成时间 2015年4月20日

帧中继（Frame Relay）是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。由于光纤网的误码率（小于10^-9）比早期的电话网误码率（10^-4~10^-5）低得多，因此，可以减少X.25的某些过程，从而可以减少结点的处理时间，提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范，任何高层协议都独立于帧中继协议，因此，大大地简化了帧中继的实现。帧中继的主要应用之一是局域网互联，特别是在局域网通过广域网进行互联时，使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。帧中继是一种先进的广域网技术，实质上也是分组通信的一种形式，只不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢复差错、防止阻塞的处理过程进行了简化。

关键字：帧中继吞吐量广域网技术分组通信

1概述 (4)

1.1帧中继实现的可能性 (4)

1.2 FR帧中继的协议结构 (5)

1.3帧中继技术基本要求 (6)

1.4帧中继的帧格式 (6)

2帧中继网原理 (8)

2.1帧中继网工作过程 (8)

2.2帧中继网和X.25网的比较 (9)

3帧中继的作用 (11)

3.1局域网互连 (11)

3.2图像传送 (12)

3.3虚拟专用网 (12)

3.4帧中继网络的用途 (12)

4帧中继的发展应用 (13)

4.1帧中继目前的应用方向 (13)

4.2帧中继的前景 (14)

5 结语 (14)

1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）。

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。

1.1帧中继实现的可能性

20世纪80年代，很多用户在本地采用了局域网（LAN）技术。一个公司、企业、机关以ＬＡＮ将本单位的多台个人计算机连接起来，共享本地网络资源，同时通过网桥或路由器接入公共电信网。这类用户的数据特点是数据量大、突发性高。除LAN外，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）以及图像传送业务也具有突发性特点，这是因为他们的文件数据量往往很大，比如一张普通的Ｘ光片就会有８兆的数据量。

用分组网为这些用户开放业务，由于用户要传送的数据量大，而分组网的接入速率低、传送时延长，用户收发信息要作长时间的等待，会令用户不满意。如果用数字数据网（DDN）数字数据专线为这些用户开放业务，通信效率虽然提高了，但费用较贵。来自用户的新的通信需求促使人们考虑采取新的通信技术。与此同时，网络技术发生了很大变化。用户设备的智能化程度普遍提高，中继

传输线已经普遍采用了光纤，光纤传输性能高，误码率低。在这种情况下，纠错和流量控制问题可以由用户设备上的高层协议解决，网络协议可以简化。由此，人们对分组交换协议进行了简化，产生了帧中继（FR）技术。

1.2 FR帧中继的协议结构

帧中继的协议结构如图所示。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。

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:

①帧定界、定位和透明传送；

②利用帧头的地址字段进行帧复用和分用；

③检验传输帧不超长、不过短；

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帧传输差错检测，但不纠错，若有错，则丢弃；

⑥对网络拥塞进行控制。

1.3帧中继技术基本要求

用户的业务要求，以业务的流量和流向为依据：

（1）易于网络的扩展和升级

（2）兼顾现有网络的资源和互通

（3）网络建设的经济性

（4）网络的可靠性和安全性

（5）保证网络的服务质量

1.4帧中继的帧格式

帧中继的帧结构是由ITU-T Q.922建议的，也称为Q.922 HDLC帧。它与高数据链路控制（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”，数据进入帧中继网络时，以帧中继的帧格式进行封装。帧的转换由路由器完成。

这里，需要把路由器的S0口配置为帧中继封装。（一般路由器的默认封装是HDLC 或PPP）

1.帧中继的帧格式：

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：

标志：表示帧的开始和结束，取值为7E。

帧中继头部：16位，地址域，用于帧的寻址。

数据：帧携带的数据，长度可变，一般不超过4096字节。

FCS：帧校验序列。

2.帧中继的头部：

一般为2个字节，也可扩展为3～4个字节，其内容包括：

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。

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。

3.帧中继的帧结构和HDLC帧的不同

①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；

②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。

帧中继的封装有两种格式：cisco和ietf，两种封装略有不同，不能兼容。Cisco设备默认的封装格式是cisco，但它也支持ietf，国内的帧中继线路多采用ietf。