第四学期：连接网络 Connecting Networks 1 第4章: 帧中继 Frame Relay Cisco Networking Academy program Connecting Networks Chapter 4: Frame Relay 第四学期：连接网络 Connecting Networks

Chapter 4: Objectives 2 学习目标

Chapter 4 3 第4章 帧中继 4.1 帧中继简介 4.2 配置帧中继 4.3 排除连接故障 4.4 总结

4.1 帧中继简介 Introduction to Frame Relay Cisco Networking Academy program Connecting Networks Chapter 4: Frame Relay

5 帧中继的优点 帧中继简介 4.1.1.1 Introducing Frame Relay 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的某些差错控制过程，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。 特点：1. 使用光纤作为传输介质，因此误码率极低，能实现近似无差错传输，减少了进行差错校验的开销，提高了网络的吞吐量，它的数据传输速率和传输时延比X.25网络要 分别高或低至少一个数量级。2. 因为采用了基于变长帧的异步多路复用技术，帧中继主要用于数据传输，而不适合语音、视频或其他对时延时间敏感的信息传输。3. 仅提供面 向连接的虚电路服务。4. 仅能检测到传输错误，而不试图纠正错误，而只是简单地将错误帧丢弃。5. 帧长度可变，允许最大帧长度在1600B以上。6. 帧中继是一种宽带分组交 换，使用复用技术时，其传输速率可高达44.6Mbps。 帧中继的优点 帧中继简介

与专线或租用线相比，帧中继价 格比较低廉,提供了更高的带宽 、可靠性和弹性。 6 4.1.1.2 Benefits of Frame Relay WAN Technology 帧中继的优点 帧中继WAN技术的优点 与专线或租用线相比，帧中继价 格比较低廉,提供了更高的带宽 、可靠性和弹性。

7 这种方式效率不高： 在T1连接的24个DS0信道中， 芝加哥站点只使用其中7个。 同样，纽约站点只使用了24个可 用DS0中的5个。 4.1.1.3 Dedicated Line Requirements The leased-line design also limits flexibility. Unless circuits are already installed, connecting new sites typically requires new circuit installations and takes considerable time to implement. From a network reliability point of view, imagine the additional costs in money and complexity of adding spare and redundant circuits. 帧中继的优点 租用线需求 这种方式效率不高： 在T1连接的24个DS0信道中， 芝加哥站点只使用其中7个。  同样，纽约站点只使用了24个可 用DS0中的5个。 由于达拉斯分部需要同时连接到 芝加哥和纽约，因此有两条线路 通过中心局连接到每个站点。 租用线设计还限制了灵活性： 新站点通常需要安装新电路。 增加了成本和复杂性

8 帧中继网络使用永久虚电路 (PVCs)。 成本效益 灵活性 客户只需为本地环路以及带宽付费。 节点之间的距离无关紧要。 4.1.1.4 Cost Effectiveness and Flexibility of Frame Relay Frame Relay is a more cost-effective option for two reasons. First, with dedicated lines, customers pay for an end-to-end connection, which includes the local loop and the network link. With Frame Relay, customers only pay for the local loop, and for the bandwidth they purchase from the network provider. Distance between nodes is not important. While in a dedicated-line model, customers use dedicated lines provided in increments of 64 kb/s, and Frame Relay customers can define their virtual circuit needs in far greater granularity, often in increments as small as 4 kb/s. The second reason for Frame Relay’s cost effectiveness is that it shares bandwidth across a larger base of customers. Typically, a network provider can service 40 or more 56 kb/s customers over one T1 circuit. Using dedicated lines would require more CSU/DSUs (one for each line) and more complicated routing and switching. Network providers save because there is less equipment to purchase and maintain. 帧中继的优点 帧中继兼有成本效益和灵活性 帧中继网络使用永久虚电路 (PVCs)。 成本效益  客户只需为本地环路以及带宽付费。 节点之间的距离无关紧要。 使用专用线 时，客户需要为端到端连接付 费。 支持众多用户共享带宽。 使用专用线时，需要更多的CSU/DSU(每条线 路一个)和管理。 灵活性 数据链路连接标识符 (DLCI)

9 有两种方法建立虚电路： 交换虚电路 (SVC) 永久虚电路 (PVC) 虚电路用DLCI唯一标识。 DLCI只在本地有意义。 4.1.2.1 Virtual Circuits Switched virtual circuits (SVC) – Established dynamically by sending signaling messages to the network. Permanent virtual circuits (PVCs) – Preconfigured by the carrier, and after they are set up, only operate in DATA TRANSFER and IDLE modes. VCs are identified by DLCIs. Frame Relay DLCIs have local significance, which means that the values are not unique in the Frame Relay WAN. A DLCI identifies a VC to the equipment at an endpoint. A DLCI has no significance beyond the single link. 帧中继操作 虚电路 有两种方法建立虚电路： 交换虚电路 (SVC) 永久虚电路 (PVC) 虚电路用DLCI唯一标识。 DLCI只在本地有意义。

10 201 579 119 432 102 帧中继操作 虚电路 4.1.2.1 Virtual Circuits Switched virtual circuits (SVC) – Established dynamically by sending signaling messages to the network. Permanent virtual circuits (PVCs) – Preconfigured by the carrier, and after they are set up, only operate in DATA TRANSFER and IDLE modes. VCs are identified by DLCIs. Frame Relay DLCIs have local significance, which means that the values are not unique in the Frame Relay WAN. A DLCI identifies a VC to the equipment at an endpoint. A DLCI has no significance beyond the single link. 帧中继操作 虚电路 201 579 119 432 102

11 4.1.2.2 Multiple Virtual Circuits 帧中继操作 多条虚电路 帧中继采用统计复用技术。

12 DLCI - 10 位 DLCI 是帧中继报头中最重要的字段之一。 C/R -当前没有定义。 4.1.2.3 Frame Relay Encapsulation DLCI - The 10-bit DLCI is one of the most important fields in the Frame Relay header. This value represents the virtual connection between the DTE device and the switch. Each virtual connection that is multiplexed on to the physical channel is represented by a unique DLCI. The DLCI values have local significance only, which means that they are unique only to the physical channel on which they reside. Therefore, devices at opposite ends of a connection can use different DLCI values to refer to the same virtual connection. C/R - The bit that follows the most significant DLCI byte in the Address field. The C/R bit is not currently defined. Extended Address (EA) - If the value of the EA field is 1, the current byte is determined to be the last DLCI octet. Although current Frame Relay implementations all use a two-octet DLCI, this capability does allow longer DLCIs in the future. The eighth bit of each byte of the Address field indicates the EA. Congestion Control - Consists of three Frame Relay congestion-notification bits. These three bits are specifically referred to as the Forward Explicit Congestion Notification (FECN), Backward Explicit Congestion Notification (BECN), and Discard Eligible bits. 帧中继操作 帧中继封装 DLCI - 10 位 DLCI 是帧中继报头中最重要的字段之一。 C/R -当前没有定义。 扩展地址 (EA) - 如果 EA 字段的值为 1，则可确定当前字节为 DLCI 的最后一个二进制八位数。 拥塞控制 - 包括三个帧中继拥塞通知位。 这三个位具体称为前向显式拥塞通知 (FECN)、后向显式拥塞通知 (BECN) 和丢弃资格指示位 (DE)。

13 星型拓扑 (中央-分支拓扑) 帧中继操作 帧中继拓扑 4.1.2.4 Frame Relay Topologies 4.1.2.5 Frame Relay Topologies (Cont.) 帧中继操作 帧中继拓扑 星型拓扑 (中央-分支拓扑)

全 (部分) 互连 拓扑 14 帧中继操作 帧中继拓扑 4.1.2.4 Frame Relay Topologies 4.1.2.5 Frame Relay Topologies (Cont.) 帧中继操作 帧中继拓扑 全 (部分) 互连 拓扑

类似于以太网中的ARP 15 …… Frame Relay Map Next Router DLCI 10.1.1.1 301 4.1.2.6 Frame Relay Address Mapping 15 帧中继操作 帧中继地址映射 Frame Relay Map Next Router DLCI 10.1.1.1 301 10.1.1.2 302 Routing Table Network Interface 10.1.1.0/24 S0/0/0 …… 类似于以太网中的ARP

1 2 2 3 动态映射 依靠逆向地址解析协议 (Inverse ARP) 。在Cisco路由器中， 默认启用逆向 ARP 。 帧中继云 帧中继操作 帧中继地址映射 动态映射 依靠逆向地址解析协议 (Inverse ARP) 。在Cisco路由器中， 默认启用逆向 ARP 。 1 帧中继云 172.168.5.5 172.168.5.7 DLCI=100 DLCI=400 状态请求 状态请求 2 2 Local DLCI 100 = Active Local DLCI 400 = Active 3

4 4 5 帧中继映射 172.168.5.7 DLCI 100 Active 帧中继映射 172.168.5.5 DLCI 400 If the router needs to map the VCs to network layer addresses, it sends an Inverse ARP message on each VC. 17 帧中继操作 帧中继地址映射 帧中继云 172.168.5.5 172.168.5.7 DLCI=100 DLCI=400 Hello, I am 172.168.5.5 4 Hello, I am 172.168.5.7 4 帧中继映射 172.168.5.7 DLCI 100 Active 帧中继映射 172.168.5.5 DLCI 400 Active 5

不能对同一个DLCI和协议同时使用逆向ARP 和MAP语句。 If the router needs to map the VCs to network layer addresses, it sends an Inverse ARP message on each VC. 18 帧中继操作 帧中继地址映射 静态帧中继映射： 手工配置帧中继映射。 不能对同一个DLCI和协议同时使用逆向ARP 和MAP语句。 下列情况下需要使用静态映射： 路由器不支持动态逆向ARP。 在分支路由器中使用静态映射提供分支到分支的可达性。

If the router needs to map the VCs to network layer addresses, it sends an Inverse ARP message on each VC. 19 帧中继操作 帧中继地址映射

20 4.1.2.7 Local Management Interface (LMI) 帧中继操作 本地管理接口(LMI)

每条LMI消息都依据出现在LMI帧中的DLCI进行了分类。 21 4.1.2.8 LMI Extensions 帧中继操作 LMI扩展 LMI用来管理帧中继链路。 每条LMI消息都依据出现在LMI帧中的DLCI进行了分类。

frame-relay lmi-type [cisco |ansi | q933a] 4.1.2.8 LMI Extensions set the LMI type 22 帧中继操作 LMI 扩展 Cisco路由器支持三种类型的LMI： CISCO - 原始 LMI 扩展 ANSI - 对应于ANSI标准的T1.617 Annex D Q933A - 对应于ITU标准的Q933 Annex A 默认的 LMI 自动感应功能可以检测直接连接 的帧中继交换机所支持的 LMI 类型。 (IOS 11.2之后) 路由器接口和交换机之间的LMI类型必须匹配 设置LMI类型 (接口命令) frame-relay lmi-type [cisco |ansi | q933a]

23 4.1.3.1 Access Rate and Committed Information Rate Access rate - Access rate refers to the port speed. From a customer’s point of view, the service provider provides a serial connection or access link to the Frame Relay network over a leased line. The access rate is the rate at which your access circuits join the Frame Relay network. These may be 56 kb/s, T1 (1.544 Mb/s), or Fractional T1 (a multiple of 56 kb/s or 64 kb/s). Access rates are clocked on the Frame Relay switch. It is not possible to send data at higher than the access rate. 接入速率 - 访问率是指端口速度。从客户的角度来看，服务提供商提供对租用线路的串行连接或接入链路的帧中继网络。接入速率是指接入电路连接帧中继网络的速率。这些 可能是56 kb /秒，T1（1.544 MB/秒），或部分T1（56 KB/ s或64 kb / s的倍数）。接入速率的时钟帧中继交换机上。它不可能在比访问速率更高的数据传送。 Committed Information Rate (CIR) - Customers negotiate CIRs with service providers for each PVC. The CIR is the amount of data that the network receives from the access circuit. The service provider guarantees that the customer can send data at the CIR. All frames received at or below the CIR are accepted. 承诺信息速率（CIR） - 客户协商的CIR与服务提供商为每条PVC。该CIR是网络接收来自所述接入电路中的数据的量。服务提供商保证了客户可以在CIR发送数据。等于或低 于CIR接收到的所有帧被接受。 该CIR指定该网络承诺在正常条件下，提供最大的平均数据速率。当订阅帧中继服务，指定的本地接入速率，例如56 Mb /秒或T1。通常，提供者询问顾客指定的CIR对于每个 DLCI。 如果客户发送一个给定的DLCI信息比CIR更快，网络痕有些框架与丢弃资格（DE）位。网络会尽力提供所有的数据包，但是它丢弃DE分组第一，如果有拥塞。 高级帧中继概念 接入速率和承诺信息速率

24 客户需要支付如下三种费用： 接入速率或端口速度 PVC CIR 高级帧中继概念 帧中继示例 4.1.3.2 Frame Relay Example 高级帧中继概念 帧中继示例 客户需要支付如下三种费用： 接入速率或端口速度 PVC CIR

25 4.1.3.3 Bursting 高级帧中继概念 突发

26 当DCE设置BECN位为时，它通知源站（上行）网络 中发生拥塞。 4.1.3.4 Frame Relay Flow Control 高级帧中继概念 帧中继流量控制 当DCE设置BECN位为时，它通知源站（上行）网络 中发生拥塞。 当DCE设置FECN位为1时， 它通知目的站(下行)网 络中发生拥塞。 DTE设备可以将DE位的值设置为1，用来表明该帧 相比于其他帧而言重要性更低。 当网络发生拥塞时，DCE设备首先丢弃DE位为1的 帧，然后再丢弃DE位不是1的帧。

4.2 配置帧中继 Configuring Frame Relay 27 4.2 配置帧中继 Configuring Frame Relay Cisco Networking Academy program Connecting Networks Chapter 4: Frame Relay

28 4.2.1.1 Basic Frame Relay Configuration Commands 配置基本帧中继 基本帧中继配置步骤

29 encapsulation frame-relay [cisco | ietf ] 配置基本帧中继 基本帧中继配置步骤 4.2.1.1 Basic Frame Relay Configuration Commands 配置基本帧中继 基本帧中继配置步骤 encapsulation frame-relay [cisco | ietf ] 

30 4.2.1.1 Basic Frame Relay Configuration Commands 配置基本帧中继 基本帧中继配置步骤

31 4.2.1.2 Configuring a Static Frame Relay Map 配置基本帧中继 配置静态帧中继映射

32 4.2.1.3 Verify a Static Frame Relay Map 配置基本帧中继 查看静态帧中继映射

33 帧中继网络提供使用星型拓扑的NBMA连接。 4.2.2.1 Reachability Issues 帧中继不支持广播，不支持组播，只能发单播，而我们所运行的很多协议是完全使用组播的。（思科设备上可以支持广播和组播：点对点原理是将要广播的数据帧复制N多份 之后再使用单播对各个线路挨个发送，多点方式原理是在多电子接口后面有个broadcast参数，加上就行）  配置子接口 可达性问题 帧中继网络提供使用星型拓扑的NBMA连接。 在NBMA拓扑中， 当一个多点接口需要用来互连多个站点时，就有可能带来路由更新可达性 问题。 水平分割 广播/多播重复,broadcast参数 邻居发现: DR 和BDR (确保中央路由器成为DR)

解决可达性问题: 禁用水平分割 全互连拓扑 子接口 34 配置子接口 解决可达性问题 4.2.2.2 Solving Reachability Issues 配置子接口 解决可达性问题 解决可达性问题: 禁用水平分割 全互连拓扑 子接口

点到点子接口（Point-to-point subinterface） 35 4.2.2.2 Solving Reachability Issues 配置子接口 子接口类型 点到点子接口（Point-to-point subinterface） 星型拓扑 子接口充当租用线路 每个点到点子接口都需要有自己独立的子网。

多点子接口（Multipoint subinterface） 36 4.2.2.2 Solving Reachability Issues 配置子接口 子接口类型 多点子接口（Multipoint subinterface） 在部分互连和全互连拓扑中 子接口充当NBMA的作用，因此无法解决水平分割带来的问题 由于使用单个子网，因此可以节约地址空间

37 4.2.2.3 Configuring Point-to-Point Subinterfaces 配置子接口 配置点到点子接口

38 4.2.2.4 Example: Configuring Point-to-Point Subinterfaces 配置子接口 示例：配置点到点子接口

4.3 连接故障排除 Troubleshooting Connectivity 39 4.3 连接故障排除 Troubleshooting Connectivity Cisco Networking Academy program Connecting Networks Chapter 4: Frame Relay

排除帧中继故障 查看帧中继操作：帧中继接口 40 4.3.1.1 Verifying Frame Relay Operation: Frame Relay Interface 排除帧中继故障 查看帧中继操作：帧中继接口

排除帧中继故障 查看帧中继操作：LMI操作 41 4.3.1.2 Verifying Frame Relay Operation: LMI Operations 排除帧中继故障 查看帧中继操作：LMI操作

排除帧中继故障 查看帧中继操作：PVC状态 42 4.3.1.3 Verifying Frame Relay Operation: PVC Status 排除帧中继故障 查看帧中继操作：PVC状态

排除帧中继故障 查看帧中继操作：逆向ARP 43 4.3.1.4 Verifying Frame Relay Operation: Inverse ARP 排除帧中继故障 查看帧中继操作：逆向ARP

44 Type 0:保活 Type 1: 反向ARP 0x2--Active 0x0--Inactive 0x4—删除 4.3.1.5 Troubleshooting Frame Relay Operation 排除帧中继故障 排除帧中继操作故障 Type 0:保活 Type 1: 反向ARP 0x2--Active 0x0--Inactive 0x4—删除

总结 45 描述帧中继技术的基本概念，包括操作、实施需求、映射以及本地管理接口（ LMI）操作。 Chapter 4 Summary 45 总结 描述帧中继技术的基本概念，包括操作、实施需求、映射以及本地管理接口（ LMI）操作。 配置基本的帧中继永久虚电路（PVC），包括配置和诊断路由器串行接口上的 帧中继，以及配置静态帧中继映射。 描述帧中继技术的高级概念，包括子接口、带宽和流量控制。 配置高级帧中继PVC，包括解决可达性问题、配置子接口，以及检验和诊断帧 中继配置。