幀中繼技術介紹


幀中繼

幀中繼協議簡介

幀中繼協議是一種簡化的X.25廣域網協議。幀中繼協議是一種統計複用的協議,它在單一物理傳輸線路上能夠提供多條虛電路。每條虛電路用數據鏈路連接標識(Data Link Connection IdentifierDLCI)來標識,DLCI隻在本地接口和與之直接相連的對端接口有效,不具有全局有效性,即在幀中繼網絡中,不同的物理接口上相同的DLCI並不表示是同一個虛電路。

幀中繼網絡既可以是公用網絡或者是某一企業的私有網絡,也可以是數據設備之間直接連接構成的網絡。

概念介紹

DTE:幀中繼網絡提供了用戶設備(如路由器和主機等)之間進行數據通信的能力,用戶設備被稱作數據終端設備(Data Terminal EquipmentDTE);

DCE:為用戶設備提供接入的設備,屬於網絡設備,被稱為數據電路終接設備(Data Circuit-terminating EquipmentDCE);

UNIDTEDCE之間的接口被稱為用戶網絡接口(User Network InterfaceUNI);

NNI:網絡與網絡之間的接口被稱為網間網接口(Network-to-Network InterfaceNNI)。

虛電路介紹

根據虛電路建立方式的不同,虛電路分為兩種類型:永久虛電路(Permanent Virtual CircuitPVC)和交換虛電路(Switched Virtual CircuitSVC)。手工設置產生的虛電路稱為永久虛電路。通過協議協商產生的虛電路稱為交換虛電路,這種虛電路由幀中繼協議自動創建和刪除。目前在幀中繼中使用最多的方式是永久虛電路方式。

在永久虛電路方式下,需要檢測虛電路是否可用。本地管理接口(Local Management InterfaceLMI)協議就是用來檢測虛電路是否可用的。LMI協議用於維護幀中繼協議的PVC表,包括:通知PVC的增加、探測PVC的刪除、監控PVC狀態的變更、驗證鏈路的完整性。係統支持三種本地管理接口協議:ITU-TQ.933附錄AANSIT1.617附錄D以及非標準兼容協議。

LMI協議的基本工作方式是:DTE設備每隔一定的時間間隔發送一個狀態請求報文(Status Enquiry報文)去查詢虛電路的狀態,DCE設備收到狀態請求報文後,立即用狀態報文(Status報文)通知DTE當前接口上所有虛電路的狀態。

對於DTE側設備,永久虛電路的狀態完全由DCE側設備決定;對於DCE側設備,永久虛電路的狀態由網絡來決定。在兩台網絡設備直接連接的情況下,DCE側設備的虛電路狀態是由設備管理員來設置的。

幀中繼協議參數

幀中繼協議的參數以及含義如1所示。

表1 幀中繼協議參數含義

工作方式

參數含義

取值範圍

缺省值

DTE

請求PVC狀態的計數器(N391

1255

6

錯誤門限(N392

110

3

事件計數器(N393

110

4

用戶側輪詢定時器(T391),當為0時,表示禁止LMI協議

032767

(單位:秒)

10

(單位:秒)

DCE

錯誤門限(N392

110

3

事件計數器(N393

110

4

網絡側輪詢定時器(T392

530

(單位:秒)

15

(單位:秒)

 

這些參數由Q.933的附錄A規定,各參數的含義如下:

DTE工作方式相關的參數含義:

l              N391:用來定義鏈路完整性驗證報文和鏈路狀態查詢報文的發送比例,即(鏈路狀態查詢報文數:鏈路完整性驗證報文數) = 1N391-1

l              N392:表示在被觀察的事件總數中發生錯誤的門限。

l              N393:表示被觀察的事件總數。

l              T391:這是一個時間變量,它定義了DTE設備發送狀態請求報文的時間間隔。

DTE設備每隔一定的時間間隔(由T391決定)要發送一個狀態請求報文去查詢鏈路狀態,DCE設備收到該報文後應立即發送狀態響應報文。(狀態請求報文有兩種類型:鏈路完整性驗證報文和鏈路狀態查詢報文。)如果DTE設備在規定的時間內沒有收到響應,就記錄該錯誤。如果錯誤次數超過門限,DTE設備就認為物理通路不可用,所有的虛電路都不可用。上麵兩個參數一起定義了“錯誤門限”。即:如果DTE設備發送N393個狀態請求報文中,發生錯誤數達到N392DTE設備就認為錯誤次數達到門限,並認為物理通路不可用,所有的虛電路都不可用。

DCE工作方式相關的參數含義:

l              N392N393兩個參數與“DTE工作方式相關的參數”一節中意義相似,區別在於:DCE設備要求DTE設備發送狀態請求報文的固定時間間隔由T392決定,不同於DTET391決定,若DCET392時間間隔內沒有收到DTE的狀態請求報文,則記錄錯誤數。

l              T392:這是一個時間變量。它定義了DCE設備等待一個狀態請求報文的最長時間,它應該比T391值大。

幀中繼地址映射

幀中繼地址映射是把對端設備的協議地址與對端設備的幀中繼地址(本地的DLCI)關聯起來,使高層協議能通過對端設備的協議地址尋址到對端設備。

幀中繼主要用來承載IP協議,在發送IP報文時,根據路由表隻能知道報文的下一跳地址,發送前必須由該地址確定它對應的DLCI。這個過程可以通過查找幀中繼地址映射表來完成,因為地址映射表中存放的是下一跳IP地址和下一跳對應的DLCI的映射關係。

地址映射表可以由手工配置,也可以由Inverse ARP(逆向地址解析協議)動態維護。

如下圖所示,通過幀中繼網絡可以實現局域網互聯。

圖1 通過幀中繼網絡實現局域網互聯

幀中繼壓縮

幀中繼壓縮技術可以對幀中繼報文進行壓縮,從而能夠節約網絡帶寬,降低網絡負載,提高數據在幀中繼網絡上的傳輸效率。

設備支持FRF.9FRF.9 stac壓縮)功能和FRF.20FRF.20 IPHC)功能。

l              FRF.9FRF.9 stac壓縮)

FRF.9把報文分為控製報文和數據報文兩類。控製報文用於配置了壓縮協議的DLCI兩端的狀態協商,協商成功後才能交換FRF.9數據報文。如果FRF.9控製報文發送超過10次,仍無法協商成功,將停止協商,壓縮配置不起作用。

FRF.9隻壓縮數據報文和逆向地址解析協議報文,不壓縮LMI報文。

l              FRF.20FRF.20 IPHC

幀中繼IPHCIP Header CompressionIP報文頭壓縮)技術可以對幀中繼承載的IP報文進行頭部壓縮,主要用於語音報文的傳送,從而能夠節約網絡帶寬,降低網絡負載,提高數據在幀中繼網絡上的傳輸效率。

FRF.20把報文分為控製報文和數據報文兩類。控製報文用於配置了壓縮協議的端口兩端的狀態協商,協商成功後才能交換FRF.20數據報文。如果FRF.20控製報文發送超過10次,仍無法協商成功,將停止協商,壓縮配置不起作用。

FRF.20隻壓縮RTP報文和TCP ACK報文。

多鏈路幀中繼

多鏈路幀中繼(Multilink Frame RelayMFR)是為幀中繼用戶提供的一種性價比比較高的帶寬解決方案,它基於幀中繼論壇的FRF.16協議,實現在DTE/DCE接口下的多鏈路幀中繼功能。

多鏈路幀中繼特性提供一種邏輯接口:MFR接口,由多個幀中繼物理鏈路捆綁而成,從而可以在幀中繼網絡上提供高速率、大帶寬的鏈路。

配置MFR接口時,為使捆綁後的接口帶寬最大,建議對同一個MFR接口捆綁速率一致的物理接口,以減少管理開銷。

1. BundleBundle link

捆綁(bundle)和捆綁鏈路(bundle link)是多鏈路幀中繼的兩個基本概念。

一個MFR接口對應一個捆綁,一個捆綁中可以包含多個捆綁鏈路,一個捆綁鏈路對應著一個物理接口。捆綁對它的捆綁鏈路進行管理。二者的關係如下圖所示:

圖1 BundleBundle link示意圖

對於實際的物理層可見的是捆綁鏈路;對於實際的數據鏈路層可見的是捆綁。

2. MFR接口和物理接口

MFR接口是邏輯接口,多個物理接口可以捆綁成一個MFR接口。一個MFR接口對應一個捆綁,一個物理接口對應一個捆綁鏈路。對捆綁和捆綁鏈路的配置實際就是對MFR接口和物理接口的配置。

MFR接口的功能和配置與普通意義上的FR接口相同,也支持DTEDCE接口類型,並支持QoS隊列機製。當物理接口捆綁進MFR接口後,它原來配置的網絡層和幀中繼鏈路層參數將不再起作用,而是使用此MFR接口的參數。

PPPoFR

PPPoFRPPP over Frame Relay)提供了幀中繼站點間利用PPP特性(諸如LCPNCP、驗證、MP分片等)的一種方法,PPPoFR允許路由器在幀中繼網上建立一個端到端的PPP會話。

MPoFR

MPoFRMultilink PPP over Frame Relay)實際上就是PPPoFR利用MP分片的一種情形,使得在幀中繼站點間能夠承載MP分片。

配置MPoFR,需要分別在兩個(或者多個)虛擬模板上配置好PPPoFR(注意不需要在虛擬模板上配置IP地址),然後將這些虛擬模板綁定到另外一個配置了PPP MP的虛擬模板上。

 

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