浅谈帧中继技术

http://www.wapease.com/network/ 2004-7-21 浏览次数： [专题阅读]

　　　帧中继是一种工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层的高性能广域网协议。最初，帧中继技术主要应用于ISDN网络，现在，可以在多种网络平台上使用。本文将主要介绍广域网环境下，帧中继技术的规范和应用。为了方便本文的讲解，在文中我们将帧中继略作FR（英文Frame Relay的首字母缩写）表示。</P><P>　　FR是一种典型的包交换技术。包交换技术能够使网络节点工作站动态的分享网络介质和可用带宽。包交换网络支持可变长度数据包，数据的传输更加有效和灵活。所有的数据包基于交换机制在不同的网段之间进行传递，直到到达最终的目的地。包交换网络使用统计复用技术控制网络接入，使网络带宽的使用更加灵活和高效。目前流行的绝大多数局域网应用，包括以太网和令牌环在内，都属于包交换网络。</P><P>　　FR可以看做是X.25协议的简化版本，它省略了X.25协议所具有的一些强健功能，例如窗口技术和丢失数据重发技术等。这主要是因为目前FR技术所使用的广域网环境比起七、八十年代X.25协议普及时所存在的网络基础设施，无论在服务的稳定性还是质量方面都有了很大的提高和改进。此外，FR与X.25不同，是一种严格意义上的第二层协议，所以可以把一些复杂的控制和管理功能交由上层协议完成。这样就大大提高了FR的性能和传输速度，使其更加适合广域网环境下的各种应用。</P><P>　　早在1984年，关于FR技术的标准化协议就已经提交到国际电话与电报委员会（CCITT）。但是，由于当时的标准并不完善，而且缺乏互操作性，所以在随后的几年当中FR并没有迅速普及开来。</P><P>　　FR发展史上最重要的转折点出现在1990年。当时，由Cisco，Digital Equipment以及北电等几家业界著名厂商共同组建起专业联盟致力于FR技术的开发。该联盟所推出的新规范在CCITT协议的基础之上对FR的功能进行了扩展，增加了许多面向复杂网络环境的新功能。通常，我们把这些FR扩展功能统称为本地管理接口（LMI）。</P><P>　　新规范推出之后受到了业界厂商的广泛支持。ANSI和CCITT也根据新规范中的LMI定义对各自的技术标准进行的调整和改进，直到今天，这些协议和标准仍然被人们广泛的使用。</P><P>FR设备 </P><P>　　帧中继网络环境下的设备可以分为两大类，即数据终端设备（DTE）和数据电路终端设备（DCE）。DTE可以被理解成是网络的末端设备，通常被放置在用户区域，直接由用户所有和控制。DTE设备包括网络终端，个人计算机，路由器和网桥等。</P><P>　　DCE是由运营商所有的网络互联设备，主要用来提供网络的时钟和交换服务，可以通过广域网对数据进行传输。通常，DCE设备主要是指包交换机。</P><P>　　FR网络环境下，DTE和DCE设备之间的关系如图所示：</P><img src="myimages/wl01.gif"><P></P><P></P><P>　　图中，DTE和DCE设备之间的连接由物理层组件和数据链路层组件两部分组成。其中，物理层组件定义设备连接的机械，电气，功能和程序规范；而数据链路层组件则主要定义设备之间的连接协议。 FR虚拟电路 </P><P>　　FR提供的是一种面向连接的数据链路层通信，任何两台设备之间都存在一条预先定义的通信通道，由连接标识符进行识别。FR通过使用虚拟电路实现上述功能。所谓虚拟电路，就是指跨越FR包交换网络，在两台数据终端设备之间创建的逻辑连接。</P><P>虚拟电路可以提供DTE设备之间的双向通信，使用唯一的数据链路层连接标识（DLCI）识别虚拟连接。一条物理电路可以被复用为多条虚拟电路，从而降低了网络和设备的复杂程度。</P><img src="myimages/wl02.gif"><P>　　FR虚拟电路包括交换性虚拟电路（SVC）和永久性虚拟电路（PVC）两种。下面，我们就来对其进行一一介绍。</P><P>
交换性虚拟电路（SVC） </P><P>　　交换性虚拟电路是一种临时性的连接，主要适用于数据传输量较少的DTE设备之间的网络连接。通过SVC建立的通信会话包括以下4种运行状态：</P><P>　　呼叫建立</P><P>　　在两台FR DTE设备之间创建虚拟电路。</P><P>　　数据传输</P><P>　　通过虚拟电路在两台DTE设备之间传输数据。</P><P>　　空闲状态</P><P>　　DTE设备之间的连接仍然存在，但是没有数据进行传输。当SVC处于空闲状态超过预定时间之后，当前呼叫将被自动终止。</P><P>　　呼叫终止</P><P>　　终止两台DTE设备之间的虚拟电路。</P><P>　　当虚拟电路被终止后，如果DTE设备之间还需要进行数据交换的话，必须重新创建一条新的SVC。由于很少有厂商提供支持SVC的DCE设备，所以交换性虚拟电路在今天的帧中继网络中的实际应用很少。</P><P>永久性虚拟电路（PVC） </P><P>　　顾名思义，永久性虚拟电路创建的是一种永久性的连接，主要用于经常需要进行持续性的数据传输的DTE设备之间的网络连接。与SVC相比，通过PVC进行的通信不包含呼叫建立和终止状态。PVC总是在以下两种状态下运行：</P><P>　　数据传输</P><P>　　通过虚拟电路在DTE设备之间传输数据。</P><P>　　空闲状态</P><P>　　DTE设备之间的连接仍然存在，但是没有数据进行传输。不同于SVC，PVC不会在任何环境下因为处于空闲状态而自动被终止。 　　因为PVC创建的是永久性的连接，所以DTE设备可以在任何需要进行通信的时候传输数据。</P><P>
数据链路层连接标识（DLCI）
　　FR虚拟电路由数据链路层连接标识进行识别，该标识通常由帧中继服务商提供。DLCI具有本地适用行，所以并不要求整个广域网范围内的唯一性。举例来说，通过一条虚拟电路连接的两台DTE设备可能使用不同的DLCI标识同一条连接。下图可以说明一条虚拟电路可以在连接的两端被赋予不同的DLCI值。</P><P></P><P>
数拥塞控制机制 </P><P>　　在网络控制方面，为了降低系统

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