幀中繼協(xié)議原理及配置

幀中繼協(xié)議原理及配置【復(fù)習(xí)舊課】（教學(xué)手段：課堂提問(wèn)）【引入新課】（教學(xué)手段：創(chuàng)設(shè)情景）【講授新課】（教學(xué)手段：教師講授）一、幀中繼概述幀中繼（FrameRelay，簡(jiǎn)稱FR）是以X.25分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，摒棄其中復(fù)雜的檢、糾錯(cuò)過(guò)程，改造了原有的幀結(jié)構(gòu)，從而獲得了良好的性能。幀中繼的用戶接入速率一般為64kbps?2Mbps，局間中繼傳輸速率一般為2Mbps、34Mbps，現(xiàn)已可達(dá)155Mbps。幀中繼簡(jiǎn)介幀中繼技術(shù)繼承了X.25提供的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能和采用虛電路交換的優(yōu)點(diǎn)，但是簡(jiǎn)化了可靠傳輸和差錯(cuò)控制機(jī)制，將那些用于保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)娜蝿?wù)（如流量控制和差錯(cuò)控制等）委托給用戶終端或本地結(jié)點(diǎn)機(jī)來(lái)完成，從而在減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的同時(shí)降低了通信成本。幀中繼中的虛電路是幀中繼包交換網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)不同DTE之間的數(shù)據(jù)傳輸所建立的邏輯鏈路，這種虛電路可以在幀中繼交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)跨越任意多個(gè)DCE設(shè)備或幀中繼交換機(jī)。局域網(wǎng)局域網(wǎng)圖6局域網(wǎng)局域網(wǎng)圖6-4幀中繼網(wǎng)絡(luò)一個(gè)典型的幀中繼網(wǎng)絡(luò)是由用戶設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備組成，如圖6-4所示。作為幀中繼網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的FR交換機(jī)其作用類似于我們前面講到的以太網(wǎng)交換機(jī)，都是在數(shù)據(jù)鏈路層完成對(duì)幀的傳輸，只不過(guò)FR交換機(jī)處理的是FR幀而不是以太幀。幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)幀送到幀中繼網(wǎng)絡(luò)，用戶設(shè)備分為幀中繼終端和非幀中繼終端兩種，其中非幀中繼終端必須通過(guò)幀中繼裝拆設(shè)備（FRAD）接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)。幀中繼的特點(diǎn)幀中繼具有如下特點(diǎn)：?幀中繼技術(shù)主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將數(shù)據(jù)信息以幀的形式進(jìn)行傳送。?幀中繼傳送數(shù)據(jù)使用的傳輸鏈路是邏輯連接，而不是物理連接，在一個(gè)物理連接上可以復(fù)用多個(gè)邏輯連接，可以實(shí)現(xiàn)帶寬的復(fù)用和動(dòng)態(tài)分配。?幀中繼協(xié)議簡(jiǎn)化了X.25的第三層功能，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的處理大大簡(jiǎn)化，提高了網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息的處理效率。采用物理層和鏈路層的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，在鏈路層也只保留了核心子集部分。?在鏈路層完成統(tǒng)計(jì)復(fù)用、幀透明傳輸和錯(cuò)誤檢測(cè)，但不提供發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后的重傳。省去了幀編號(hào)、流量控制、應(yīng)答和監(jiān)視等機(jī)制，大大節(jié)省了交換機(jī)的開銷，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低了通信時(shí)延。一般幀中繼用戶的接入速率在64kbps-2Mbps。?交換單元一一幀的信息長(zhǎng)度比X.25分組長(zhǎng)度要長(zhǎng)，預(yù)約的最大幀長(zhǎng)度至少要達(dá)到1600字節(jié)/幀，適合封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元。?提供一套合理的帶寬管理和防止擁塞的機(jī)制，用戶有效的利用預(yù)約的寬帶，即承諾的信息速率（CIR），還允許用戶的突發(fā)數(shù)據(jù)占用未預(yù)定的帶寬，以提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。?與分組交換一樣，幀中繼采用面向連接的交換技術(shù)，可以提供SVC和PVC業(yè)務(wù)，但目前已應(yīng)用的幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一般只采用PVC業(yè)務(wù)。幀中繼術(shù)語(yǔ)DLCI：Data-LinkConnectionIdentifier，數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符。用來(lái)標(biāo)識(shí)幀中繼本地虛電路。DLCI只在本地有意義。LMI：LocalManagementInterface，本地管理接口。用來(lái)建立與維護(hù)路由器和交換機(jī)之間的連接。LMI協(xié)議還用于維護(hù)虛電路，包括虛電路的建立、刪除和狀態(tài)改變。InverseARP：逆向地址解析協(xié)議（ARP）。逆向幀中繼網(wǎng)中的路由器通過(guò)逆向ARP可以自動(dòng)建立幀中繼映射，從而實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議和DLCI之間的映射。FECN：前向擁塞通知。FECN是幀中繼幀頭中地址字段的一個(gè)比特，用于網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)的標(biāo)志。BECN:后向擁塞通知。BECN也是幀中繼幀頭中地址字段的一個(gè)比特，用于網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)的標(biāo)志。CIR：承諾信息速率。指服務(wù)提供商承諾提供的有保證的速率。二、DLCI地址映射、LMI信令與逆向ARPDLCI地址映射幀中繼是一種統(tǒng)計(jì)復(fù)用協(xié)議，每條虛電路用數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)DLCI來(lái)標(biāo)識(shí)。通過(guò)幀中繼中的地址字段的DLCI，可區(qū)分出該幀屬于哪一條虛電路。DLCI只在本地接口和與之直接相連的對(duì)端接口有效，不具有全局有效性，即在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，不同物理接口上相同的電路，其中用戶可用的DLCI范圍是16~1007。由于幀中繼虛電路是面向連接的，本地不同的DLCI連接到不同對(duì)端設(shè)備，所以可認(rèn)為本地DLCI就是對(duì)端設(shè)備的“幀中繼地址”。本地管理接口LMI本地管理接口LMI協(xié)議是用來(lái)建立與維護(hù)路由器和交換機(jī)之間的連接。LMI協(xié)議還用于維護(hù)虛電路，包括虛電路的建立、刪除和狀態(tài)改變。主要有3種LMI協(xié)議：Q933A：遵從ITU-TQ.933建議附錄A的LMI協(xié)議；ANSI：遵從ANSIT1.617建議附錄D的LMI協(xié)議；CISCO：與CISCO“GangofFour”標(biāo)準(zhǔn)兼容的LMI協(xié)議。它們的基本工作方式是:DTE設(shè)備每隔一定的時(shí)間間隔發(fā)送以一個(gè)狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文（StatusEnquiry報(bào)文）去查詢虛電路的狀態(tài)，DCE設(shè)備收到狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文后，立即用狀態(tài)報(bào)文（Status報(bào)文）通知DTE當(dāng)前接口上所有虛電路的狀態(tài)。虛電路的狀態(tài)有3種：?活動(dòng)狀態(tài)：連接處于活動(dòng)狀態(tài)，路由器可以交換數(shù)據(jù)；?非活動(dòng)狀態(tài)：到幀中繼交換機(jī)的本地連接正常運(yùn)行，但遠(yuǎn)程路由器到幀中繼交換機(jī)的連接不正常。?刪除狀態(tài)：沒(méi)有從幀中繼交換機(jī)哪里收到LMI或者路由器與幀中繼交換機(jī)之間沒(méi)有服務(wù)。對(duì)于DTE側(cè)設(shè)備，永久虛電路的狀態(tài)完全由DCE側(cè)設(shè)備決定。對(duì)于DCE側(cè)設(shè)備，永久虛電路的狀態(tài)由網(wǎng)絡(luò)來(lái)決定。在兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接的情況下，DCE側(cè)設(shè)備的虛電路狀態(tài)由設(shè)備管理員來(lái)設(shè)置的。3.逆向地址解析（InverseARP）InverseARP主要功能是用來(lái)發(fā)現(xiàn)每條虛電路連接的對(duì)端設(shè)備的協(xié)議地址，包括IP地址和IPX地址等。三、幀中繼的配置幀中繼的配置主要包括以下內(nèi)容：?配置接口封裝協(xié)議?配置動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)地址映射?配置本地管理接口LMI參數(shù)（可選）?配置幀中繼交換（可選）?配置幀中繼子接口（可選）基本配置（1）封裝幀中繼協(xié)議在同步口上封裝協(xié)議幀中繼請(qǐng)用如下的命令來(lái)指定：router（config-if）#encapsulationframe-relay[ietf]為了和主流設(shè)備兼容，系統(tǒng)缺省封裝的幀中繼的格式是cisco封裝，如果沒(méi)有特殊的使用場(chǎng)合，請(qǐng)配置ietf類型，即使用encapsulationframe-relayietf命令（2）配置幀中繼接口的終端類型router（config-if）#frame-relayintf-type{dteldcelnni}幀中繼接口缺省接口類型為DTE，DCE類型只有在設(shè)備用作幀中繼交換或者模擬幀中繼局方設(shè)備時(shí)才使用的,NNI是用在幀中繼交換機(jī)之間的接口類型。（3）配置LMI類型router（config-if）#frame-relaylmi-type{q933a|ansi|cisco}銳捷系列RGNOS系統(tǒng)支持三種幀中繼的本地管理接口類型：ITU-TQ.933附錄A（Q933A）、ANSIT1.617附錄D（ANSI）和CISCO格式。用戶在配置設(shè)置該參數(shù)時(shí)必須和幀中繼網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備（DCE端）的一致，系統(tǒng)缺省是Q933A,一般局方提供ANSI類型，和工業(yè)主流設(shè)備cisco設(shè)備相連時(shí)，也可以采用和Cisco相一致的管理類型cisco格式。配置幀中繼地址映射（1）配置靜態(tài)地址映射靜態(tài)地址映射反映遠(yuǎn)端設(shè)備的IP地址和本地DLCI的對(duì)應(yīng)關(guān)系，地址映射可以手工配置，命令如下：router（config-if）fame-relaymapipip-addressd[broadcast|active|tcp|ietf1cisco]在對(duì)端設(shè)備不支持反轉(zhuǎn)ARP（動(dòng)態(tài)地址映射）協(xié)議時(shí)，本地端必須配置靜態(tài)地址映射才能通訊，設(shè)置靜態(tài)映射之后，反轉(zhuǎn)ARP自動(dòng)失效。ietf可選關(guān)鍵字指示幀中繼進(jìn)程使用IETF幀中繼RFC1490封裝方法。當(dāng)路由器與一個(gè)幀中繼網(wǎng)絡(luò)上的指定使用cisco封裝的設(shè)備時(shí)，使用cisco關(guān)鍵字。使用cisco或ietf關(guān)鍵字可以覆蓋接口配置命令encapsulationframe-relay所指定的方法。不指定cisco或者關(guān)鍵字將使地址映射繼承接口配置命令encapsulationframe-relay所設(shè)置的屬性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要使用廣播功能時(shí)使用關(guān)鍵字Broadcast，在IP網(wǎng)絡(luò)上使用OSPF或者EIGRP路由協(xié)議時(shí)，使用該關(guān)鍵字尤其重要。(2)配置動(dòng)態(tài)逆向ARP動(dòng)態(tài)地址映射對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議缺省都為啟用狀態(tài)。由于逆向ARP缺省為啟用狀態(tài)，因此不需要為動(dòng)態(tài)尋址而專門指定它，除非反轉(zhuǎn)ARP被禁止。在指定的接口配置下面可以輸入如下的命令啟用逆向ARP：router(config-if)#frame-relayinverse-arp[protocol][dlci]可選的protocol變量允許路由器管理員對(duì)一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議禁止使用逆向ARP，而同時(shí)其他支持的協(xié)議仍能夠使用逆向ARP。protocol變量的取值可以是下面的關(guān)鍵字之一：Ip，bridge，LLC2dlci變量的取值是一個(gè)合法的接口號(hào)，范圍為16?1007。同時(shí)指定protocol和dlci變量可以確定一個(gè)特定的DLCI協(xié)議。這允許運(yùn)行相同協(xié)議的另一個(gè)DLCI繼續(xù)使用動(dòng)態(tài)地址映射。當(dāng)使用用noframe-relayinverse-arp不特定指定哪個(gè)協(xié)議和哪個(gè)DLCI號(hào)時(shí)，是使所有的協(xié)議和接口上所有的DLCI都禁止使用逆向ARP。配置幀中繼本地虛電路幀中繼本地DLCI號(hào)使用如下命令指定：router(config-if)#frame-relaylocal-dlcidlci注意：只有當(dāng)本地接口類型為DCE或者是NNI類型時(shí)，才可以在接口上配置本地虛電路號(hào)。配置幀中繼交換RGNOS系列路由器支持幀中繼的交換功能，用此功能可以將路由器模擬成局方網(wǎng)絡(luò)側(cè)的交換機(jī)，配置幀中繼的交換必須注意以下幾點(diǎn)：?設(shè)定幀中繼交換使能命令(打開幀中繼交換功能)?設(shè)定接口的intf-type是DCE或者NNI類型?幀中繼交換路由器必須兩個(gè)以上的接口配置了交換才可以起作用?必須配置幀中繼交換路由允許幀中繼進(jìn)行PVC交換Router(config)#frame-relayswitching使用這條命令打開幀中繼交換功能時(shí)，必須將該路由器配置成DCE設(shè)備。設(shè)置幀中繼接口類型router(config-if)#frame-relayintf-type{dteldcelnni}配置幀中繼PVC交換的路由Red-Giant(config)#frame-relayroutein-dlciinterfaceserialnumberout-dlci將本地地接口上DCE上的DLCI設(shè)定為in-dlci，而另外一個(gè)同步接口serialnumber上的DCE的DLCI設(shè)定為out-dlcio幀中繼典型配置舉例【例6-6】配置幀中繼IETFDTE:如圖6-5,通過(guò)公用幀中繼網(wǎng)絡(luò)互連局域網(wǎng)，在這種方式下，路由器只能作為用戶設(shè)備工作在幀中繼的DTE方式，假設(shè)路由器R1的DLCI號(hào)16，路由器R2的DLCI號(hào)17。DLCI=16局域網(wǎng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)DLCI=17?:?一二局域網(wǎng)R1：1.1.1.1/30…R2：1.1.1.2/30圖6-5配置幀中繼DTE示例圖配置步驟如下：配置路由器R1：！配置接口IP地址router(config)#interfaceserial0router(config-if)#ipaddress1.1.1.1255.255.255.252！配置接口封裝為幀中繼IETF報(bào)文格式router(config-if)#encapsulationframe-relayietf！配置靜態(tài)地址映射router(config-if)#frame-relaymapip1.1.1.216配置路由器R2：！配置接口IP地址router(config)#interfaceserial0router(config-if)#ipaddress1.1.1.2255.255.255.252！配置接口封裝為幀中繼IETF報(bào)文格式router(config-if)#encapsulationframe-relayietf！配置靜態(tài)地址映射router(config-if)#frame-relaymapip1.1.1.117【例6-7】配置幀中繼IETFDCE:如圖6-6，兩臺(tái)路由器通過(guò)V.35電纜線背靠背直連，R1物理層和幀中繼鏈路層都作為DTE工作方式、R2在物理層和幀中繼鏈路層都作為DCE工作方式。局域網(wǎng)局域網(wǎng)R1：1.1.1.1/30DLCI=16R2：1.1.1.2/30圖6-6配置幀中繼電纜線背靠背直連一DCE示例圖配置步驟如下：配置路由器R1：！配置接口IP地址Router(config)#interfaceserial0Router(config-if)#ipaddress1.1.1.1255.255.255.252！配置接口封裝為幀中繼IETF報(bào)文格式Router(config-if)#encapsulationframe-relayietf！配置靜態(tài)地址映射Router(config-if)#frame-relaymapip1.1.1.216配置路由器R2：!配置幀中繼交換功能Router(config)#frame-relayswitching!配置接口IP地址Router(config)#interfaceserial0Router(co