帧中继技术
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Network Data Link Physical Data Link Physical Data Link Physical Data Link Physical Network Data Link
Application Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical
－检查分组中的帧校验序列。出错的帧将被丢弃。(错误纠正功能交给端系统 的高层协议来完成。 －检查帧地址域中的地址信息。帧随后送至适当的输出。 －检测拥塞状态。当检测到有拥塞发生后，交换机负责告知网络已出现拥塞， 并采用丢帧方式来消除拥塞。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继的概念和技术特点
帧中继头结构的细节
FLAG DLCI C/R EA
C/R代表 命令/响应 (目前不用) FECN代表 前向拥塞通知 BECN代表 后向阻塞通知
DLCI
FECN
多字节信息域 FCS
BECN
DE
EA
FCS
FLAG
DE＝1表示此 帧可优先舍弃
DLCI－数据链路识别符。其中，DLCI＝0用于信令；1至15保留；16至991用于 VC识别；992至1007用于与网络相关的第2层管理，如综合链路管理消息(CLLM)。 在X.36中，CLLM DLCI＝1007。1008至1022保留；1023做为信道内的第二层管理。 EA＝0表示地址域的结束；EA＝1表示地址域未结束。应当说明的是：基本格式 地址域的长度位2；扩展格式地址域长度可为3或4。
• 链路管理(Link Management)
－LMI版本1 －ANSI标准－Annex A和D －LMI存在于一条UNI或NNI上
－LMI可以提供相关PVC的状态和配置信息
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继的主要组成部分
• UNI是至一网络设备的连接，包括UNI-DCE和UNI-DTE。 • NNI则用来连接两个不同的网络。
－DLCI、C/R比特、EA比特、DE比特、FECN、BECN
－FECN和BECN被用于防止拥塞。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的起源
Router
Router
Frame Relay or ATM Backbone
IP数据 FR IP数据 FR FR IP数据 FR IP数据
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。
－X.25和点到点HDLC封装。
• 帧中继技术的优点是：简单、快速和有效。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的评论
• 当前的主要传输介质已由电缆逐步向光缆过渡，这导致了 传输质量和传输速度的提高。 • 用户设备的处理速度不断提高，高速局域网需要通过广域 网进行互连。 • 用户设备的智能化程度日益提高。 • 多媒体终端的不断涌现，可同时进行语音、数据及图象等 多种业务的处理。 • 分组交换技术中的协议太复杂，传输效率低。
HDLC分组格式
Flag (7E) Addr Cntrl (03) 信息域 FCS Flag (7E)
帧中继分组格式
Flag (7E) Addr (2字节) Cntrl (03) 信息域 FCS Flag (7E)
• 帧中继分组是标准HDLC分组的一种变形。 • Q.922的头使地址域变得更长。
－ITU-T建议Q.922中定义了帧中继头的2字节、3字节和4字节地址结构。但今天最常用 的实现只采用2字节的格式。 －两个Flag用来识别帧中继分组的开始和结束。
• 帧中继业务是在UNI之间提供用户信息流的双向传送，且保 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，且UNI之间以虚电路 进行连接，对信息流进行统计复用。 • 帧中继的特点包括： －统计复用、动态按需分配带宽；保留检错机制，不提供纠 错、流控机制。 －位于OSI七层协议模型的下两层；帧长可变。 －适合于：高速率、信道质量高；突发性和大业务量； 终端设备智能化程度高。速率在64K－34Mbps 。 －是向ATM技术发展的过渡技术，今后可做为ATM网络中 的一项业务来存在。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
采用X.25的IP网络互连(Internetwork)
(X.25交换机)
Application Presenation Session
Application
IP跨过一X.25交换式网络 。
Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Network Data Link Physical
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
• Trunk是一帧中继网内交换机之间的连接。
－PVC能够在Trunk上构成。
• 基于HDLC/SDLC的协议可以被封装起来，并以帧中继分组的形式 穿过帧中继网络。
－RFC 1294 描述了IP数据的封装 －RFC 1490 描述了其它路由器及桥接协议的封装
• 帧中继头包含了携带用户数据穿过网络所需的必要信息。
－统计复用，动态按需分配带宽；具有检错、纠错和流控机制。 －位于OSI七层协议模型的下三层；适合于中、小业务量可靠性要求 高的数据；速率低、时延可变、帧长可变。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的评论
• 在帧中继网络中，所有的分组寻址、路由、端到端连通性功能及服务 质量(QOS)特性均是在接入设备或端系统中实现的。帧中继仅仅是将 数据封装在统一格式的帧中并将此数据穿过网络进行传输。 • 帧中继网络并不检查帧的信息域。它只是简单地将数据从一端系统中 取出后再将其封装到一帧中，接着附上帧中继的头和尾。帧中继的头 和尾中包含了将此分组穿过网络所必须的信息。当从帧中继云中退出 时实施解封装过程，以恢复原有的数据格式。 • 帧中继交换机所具有的三项主要功能包括：
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
广域网连接的选择
专用线点到点或X.25
一个或多个交换式网络
点到点电路－早期的网络采用这种连接方式。一般由多条专用线组成，速率为56k/64kbits/s。 X.25交换网络－X.25交换机中设有大量的纠错和流控机制。这种解决方案主要针对不可靠的 模拟线路。 帧中继/ATM交换网络－随着光纤的引入及采用了复杂的数字传输技术，使得不再需要很大的 开销用于纠错和流控。帧中继和ATM是当今最流行的广域网技术。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
四种交换方式的比较
交换技术 帧中继 电路交换 分组交换 ATM 服务类型 面向连接 固定连接 面向连接 面向连接 接入速率 2.4K-8M 64K-1920K 2.4K-64K 信息单元定长 不定长 任意 不定长 信息单元长度 可变 任意 缺省128字节 53字节
采用帧中继的IP网络互连(Internetwork)
(帧中继交换机)
Application Presenation Session
Transport
Network Data Link Physical
当今的IP网络互连是由基于路由器的网络与基于交换机的 网络所组成的混合体。发展趋势是将尽可能多的WAN业务 通过交换式网络(帧中继或ATM)来传送。路由器仍然是不可 缺少的，但这些路由器中的路由表项目数应保持在最小的 程度。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继和OSI模型
• 帧中继协议工作在OSI模型的第1层和第2层。
应用层 表达层 对话层 传输层 网络层 LLC 数据链路层 物理层 MAC
层 7 6 5 4 3
帧 中2 继
1
注：
OSI第3层的工作由广域接入设备
或终端系统来实现
OSI模型的解释： －应用层：在该层，用户完成与Mail、Telnet、 ftp及其它应用程序的接口。 －表达层：处理格式上及编码上的转换。 －对话层：建立、同步和管理端点处应用程序 间的对话。本层完成管理和其它类似 功能的处理工作。 －传输层：提供错误恢复、数据流规则及针对 网络层数据的分段。 －网络层：处理网络层寻址及跨网的多数据段 的寻路。 －数据链路层： 控制对物理层的接入及与其上层协议 的通信。 －物理层：对所用的介质提供机械和电气方面的 规范。
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
N x 64K-622M 定长
• 帧中继适合的应用领域有：LAN互连、主机互连、金融网和internet等。 • 电路交换适合的应用领域有：语音通信和点对点的主机间高信息量传输。 • 分组交换适合的应用领域有：小业务量但可靠性要求高的数据，如终端 联网、电子信箱、EDI、政府内部信息等。 • ATM适合的应用领域有：多媒体通信网、远程教学、远程医疗。
• 用于数字数据传输的分组交换业务。 • 帧中继是被设计用来简化现有的分组交换网络。 • 帧中继是被设计用来提供一高通过量、低延时的网络接口。
－帧中继技术只提供有限的错误恢复能力。 －帧中继技术要依赖于终端用户系统来从故障中恢复。
• 帧中继技术是被发展出用来替代那些现有的基于帧 (frame-based)的网络
Physical
• 帧中继交换机不检查分组中的IP部分，这样可以降低处理时间，减小延时。
• 帧中继交换机只进行检错而不进行纠错。 • 上述构成只需较少的路由器用来与LAN相连。因而路由表中含有较少的网络项 （network entry)。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继分组的格式
• 帧中继传输中可能的错误状态包括：
1、Flag丢失或不正确的定界；2、小于帧中继所定义的最小分组长度；3、缺少必要字节； 4、FCS错的分组；5、具有不正确帧中继寻址信息的分组；6、使用了保留地址和非用户 可用地址的分组；7、超过网络同意的最大长度的分组。
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
IP点到点网络互连(Internetwork)
(专用线点到点)
Application Presenation Session
Application Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Network Data Link Physical
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
Байду номын сангаас
用户数据的封装
帧中继云
Router Router
IP数据
FR
IP数据 FR
FR
IP数据 FR
IP数据
• IP数据报在帧中继云的接入点进行封装。
• 在云中：－帧中继交换机不检查分组中的IP内容，从而减少了处理时间。
Application Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical
－检查分组中的帧校验序列。出错的帧将被丢弃。(错误纠正功能交给端系统 的高层协议来完成。 －检查帧地址域中的地址信息。帧随后送至适当的输出。 －检测拥塞状态。当检测到有拥塞发生后，交换机负责告知网络已出现拥塞， 并采用丢帧方式来消除拥塞。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继的概念和技术特点
帧中继头结构的细节
FLAG DLCI C/R EA
C/R代表 命令/响应 (目前不用) FECN代表 前向拥塞通知 BECN代表 后向阻塞通知
DLCI
FECN
多字节信息域 FCS
BECN
DE
EA
FCS
FLAG
DE＝1表示此 帧可优先舍弃
DLCI－数据链路识别符。其中，DLCI＝0用于信令；1至15保留；16至991用于 VC识别；992至1007用于与网络相关的第2层管理，如综合链路管理消息(CLLM)。 在X.36中，CLLM DLCI＝1007。1008至1022保留；1023做为信道内的第二层管理。 EA＝0表示地址域的结束；EA＝1表示地址域未结束。应当说明的是：基本格式 地址域的长度位2；扩展格式地址域长度可为3或4。
• 链路管理(Link Management)
－LMI版本1 －ANSI标准－Annex A和D －LMI存在于一条UNI或NNI上
－LMI可以提供相关PVC的状态和配置信息
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继的主要组成部分
• UNI是至一网络设备的连接，包括UNI-DCE和UNI-DTE。 • NNI则用来连接两个不同的网络。
－DLCI、C/R比特、EA比特、DE比特、FECN、BECN
－FECN和BECN被用于防止拥塞。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的起源
Router
Router
Frame Relay or ATM Backbone
IP数据 FR IP数据 FR FR IP数据 FR IP数据
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。
－X.25和点到点HDLC封装。
• 帧中继技术的优点是：简单、快速和有效。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的评论
• 当前的主要传输介质已由电缆逐步向光缆过渡，这导致了 传输质量和传输速度的提高。 • 用户设备的处理速度不断提高，高速局域网需要通过广域 网进行互连。 • 用户设备的智能化程度日益提高。 • 多媒体终端的不断涌现，可同时进行语音、数据及图象等 多种业务的处理。 • 分组交换技术中的协议太复杂，传输效率低。
HDLC分组格式
Flag (7E) Addr Cntrl (03) 信息域 FCS Flag (7E)
帧中继分组格式
Flag (7E) Addr (2字节) Cntrl (03) 信息域 FCS Flag (7E)
• 帧中继分组是标准HDLC分组的一种变形。 • Q.922的头使地址域变得更长。
－ITU-T建议Q.922中定义了帧中继头的2字节、3字节和4字节地址结构。但今天最常用 的实现只采用2字节的格式。 －两个Flag用来识别帧中继分组的开始和结束。
• 帧中继业务是在UNI之间提供用户信息流的双向传送，且保 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，且UNI之间以虚电路 进行连接，对信息流进行统计复用。 • 帧中继的特点包括： －统计复用、动态按需分配带宽；保留检错机制，不提供纠 错、流控机制。 －位于OSI七层协议模型的下两层；帧长可变。 －适合于：高速率、信道质量高；突发性和大业务量； 终端设备智能化程度高。速率在64K－34Mbps 。 －是向ATM技术发展的过渡技术，今后可做为ATM网络中 的一项业务来存在。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
采用X.25的IP网络互连(Internetwork)
(X.25交换机)
Application Presenation Session
Application
IP跨过一X.25交换式网络 。
Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Network Data Link Physical
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
• Trunk是一帧中继网内交换机之间的连接。
－PVC能够在Trunk上构成。
• 基于HDLC/SDLC的协议可以被封装起来，并以帧中继分组的形式 穿过帧中继网络。
－RFC 1294 描述了IP数据的封装 －RFC 1490 描述了其它路由器及桥接协议的封装
• 帧中继头包含了携带用户数据穿过网络所需的必要信息。
－统计复用，动态按需分配带宽；具有检错、纠错和流控机制。 －位于OSI七层协议模型的下三层；适合于中、小业务量可靠性要求 高的数据；速率低、时延可变、帧长可变。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继技术的评论
• 在帧中继网络中，所有的分组寻址、路由、端到端连通性功能及服务 质量(QOS)特性均是在接入设备或端系统中实现的。帧中继仅仅是将 数据封装在统一格式的帧中并将此数据穿过网络进行传输。 • 帧中继网络并不检查帧的信息域。它只是简单地将数据从一端系统中 取出后再将其封装到一帧中，接着附上帧中继的头和尾。帧中继的头 和尾中包含了将此分组穿过网络所必须的信息。当从帧中继云中退出 时实施解封装过程，以恢复原有的数据格式。 • 帧中继交换机所具有的三项主要功能包括：
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
广域网连接的选择
专用线点到点或X.25
一个或多个交换式网络
点到点电路－早期的网络采用这种连接方式。一般由多条专用线组成，速率为56k/64kbits/s。 X.25交换网络－X.25交换机中设有大量的纠错和流控机制。这种解决方案主要针对不可靠的 模拟线路。 帧中继/ATM交换网络－随着光纤的引入及采用了复杂的数字传输技术，使得不再需要很大的 开销用于纠错和流控。帧中继和ATM是当今最流行的广域网技术。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
四种交换方式的比较
交换技术 帧中继 电路交换 分组交换 ATM 服务类型 面向连接 固定连接 面向连接 面向连接 接入速率 2.4K-8M 64K-1920K 2.4K-64K 信息单元定长 不定长 任意 不定长 信息单元长度 可变 任意 缺省128字节 53字节
采用帧中继的IP网络互连(Internetwork)
(帧中继交换机)
Application Presenation Session
Transport
Network Data Link Physical
当今的IP网络互连是由基于路由器的网络与基于交换机的 网络所组成的混合体。发展趋势是将尽可能多的WAN业务 通过交换式网络(帧中继或ATM)来传送。路由器仍然是不可 缺少的，但这些路由器中的路由表项目数应保持在最小的 程度。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继和OSI模型
• 帧中继协议工作在OSI模型的第1层和第2层。
应用层 表达层 对话层 传输层 网络层 LLC 数据链路层 物理层 MAC
层 7 6 5 4 3
帧 中2 继
1
注：
OSI第3层的工作由广域接入设备
或终端系统来实现
OSI模型的解释： －应用层：在该层，用户完成与Mail、Telnet、 ftp及其它应用程序的接口。 －表达层：处理格式上及编码上的转换。 －对话层：建立、同步和管理端点处应用程序 间的对话。本层完成管理和其它类似 功能的处理工作。 －传输层：提供错误恢复、数据流规则及针对 网络层数据的分段。 －网络层：处理网络层寻址及跨网的多数据段 的寻路。 －数据链路层： 控制对物理层的接入及与其上层协议 的通信。 －物理层：对所用的介质提供机械和电气方面的 规范。
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
N x 64K-622M 定长
• 帧中继适合的应用领域有：LAN互连、主机互连、金融网和internet等。 • 电路交换适合的应用领域有：语音通信和点对点的主机间高信息量传输。 • 分组交换适合的应用领域有：小业务量但可靠性要求高的数据，如终端 联网、电子信箱、EDI、政府内部信息等。 • ATM适合的应用领域有：多媒体通信网、远程教学、远程医疗。
• 用于数字数据传输的分组交换业务。 • 帧中继是被设计用来简化现有的分组交换网络。 • 帧中继是被设计用来提供一高通过量、低延时的网络接口。
－帧中继技术只提供有限的错误恢复能力。 －帧中继技术要依赖于终端用户系统来从故障中恢复。
• 帧中继技术是被发展出用来替代那些现有的基于帧 (frame-based)的网络
Physical
• 帧中继交换机不检查分组中的IP部分，这样可以降低处理时间，减小延时。
• 帧中继交换机只进行检错而不进行纠错。 • 上述构成只需较少的路由器用来与LAN相连。因而路由表中含有较少的网络项 （network entry)。
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
帧中继分组的格式
• 帧中继传输中可能的错误状态包括：
1、Flag丢失或不正确的定界；2、小于帧中继所定义的最小分组长度；3、缺少必要字节； 4、FCS错的分组；5、具有不正确帧中继寻址信息的分组；6、使用了保留地址和非用户 可用地址的分组；7、超过网络同意的最大长度的分组。
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
IP点到点网络互连(Internetwork)
(专用线点到点)
Application Presenation Session
Application Presenation
Session
Transport Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Physical Network Data Link Network Data Link Physical
帧中继－标准、技术和网络 第一部分： 帧中继标准综述
Байду номын сангаас
用户数据的封装
帧中继云
Router Router
IP数据
FR
IP数据 FR
FR
IP数据 FR
IP数据
• IP数据报在帧中继云的接入点进行封装。
• 在云中：－帧中继交换机不检查分组中的IP内容，从而减少了处理时间。