Frame-Relay 幀中繼 全部資料 學(xué)習(xí)指南

Frame-Relay 技術(shù)詳解與其技術(shù)講解45.1.1 Frame-Relay技術(shù)背景 Frame-Relay 技術(shù)創(chuàng)立于 80 年代，到 90 年代獲得了巨大的發(fā)展。它結(jié)合了 X.25 統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用和端口共享技術(shù)，以及 TDM 電路交換的高速度低延遲的特點(diǎn)。  幀中繼思想源于 X.25，但是為了更好的實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，去掉了 X.25 的第 3 層協(xié)議，并將尋址和多路復(fù)用集中在第二層。這樣和 OSI 模型更加兼容，同時(shí)在2 層實(shí)現(xiàn)了 PVC 的控制，并且在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，僅檢查是不是無(wú)錯(cuò)的有效幀，而不要求重發(fā)，從而丟棄了順序，窗口，應(yīng)答以及監(jiān)督幀等高層協(xié)議功能。 在幀中繼結(jié)構(gòu)中主要包括幀模式承載服務(wù)的連接訪問(wèn)過(guò)程(LAPF的核心和控制協(xié)議。 幀中繼使用可變長(zhǎng)度的幀結(jié)構(gòu)，該特點(diǎn)會(huì)影響延遲敏感用戶，因?yàn)榉纸M大小是延遲的一個(gè)決定性因素，盡管在幀中繼壓縮中起重要作用，但處理語(yǔ)音傳輸時(shí)會(huì)成為一個(gè)缺點(diǎn)。盡管如此，幀中繼依然是作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)很好選擇，因?yàn)閹欣^僅在數(shù)據(jù)傳送時(shí)占用帶寬，帶寬利用率較高，同時(shí)對(duì)于通信線路的可靠性加強(qiáng)以及在端系統(tǒng)增加錯(cuò)誤處理機(jī)制使得幀中繼可以丟棄幀，使得錯(cuò)誤處理過(guò)程加快。 幀中繼實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有ANSI和 ITU-T兩種標(biāo)準(zhǔn)，  后期為了幀中繼發(fā)展，創(chuàng)立了FRF(Frame-Relay Forum)來(lái)改進(jìn)已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)，使不同發(fā)行商產(chǎn)品間的互操作更為容易。  45.1.2 Frame-Relay體系結(jié)構(gòu) 幀中繼協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，它包括兩個(gè)操作平面： 控制平面：用于建立和釋放邏輯連接。控制平面使用Q.921/Q.931協(xié)議，在用戶和網(wǎng)絡(luò)之間操作。        用戶平面：用于傳送用戶數(shù)據(jù)。用戶平面協(xié)議則提供端到端的功能，并處理64kbit/s 信道B，16 或64kbit/s的信道D或者信道 H(384,1472,1536kbit/s)  45.1.3 DLCI尋址 幀中繼是一個(gè)第二層的面向鏈接的協(xié)議，兩個(gè)端點(diǎn)之間的幀中繼鏈路可以是永久的或可交換的。一個(gè)永久的幀中繼虛鏈路稱為PVC，而一個(gè)可交換的幀中繼虛鏈路稱為SVC。 一條點(diǎn)到點(diǎn)的PVC連接兩個(gè)端點(diǎn)，每一個(gè)端點(diǎn)通過(guò)一個(gè)DLCI 使用PVC。這些 DLCI的值是局部有效的，也就是說(shuō)在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，不同的端口的DLCI值是無(wú)需不同的。幀中繼網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)工作是從一個(gè)端口接收業(yè)務(wù)，檢測(cè)與這個(gè)業(yè)務(wù)相連的DLCI值，并以適當(dāng)?shù)腄LCI 值將這個(gè)業(yè)務(wù)從適當(dāng)?shù)亩丝诎l(fā)送到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)去。在這個(gè)電路兩旁的前后兩個(gè)DLCI值可以相同，亦可不同。如果不同，幀中繼交換網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)DLCI 標(biāo)志的轉(zhuǎn)換。   45.1.4 LAPF核心及T1.618幀格式 LAPF(Link Access  Procedures  to  Frame Mode Bearer  Services)是幀方式承載業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和規(guī)程，包含在 ITU-T 建議 Q.922 中。LAPF 的作用是在用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的 B、D 或 H 通路上為幀方式承載業(yè)務(wù)，在用戶平面上的數(shù)據(jù)鏈路(DL)業(yè)務(wù)用戶之間傳遞數(shù)據(jù)鏈路層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)。 LAPF 使用 I.430和 I.431 支持的物理層服務(wù)，并允許在 ISDN  B/D/H 通路上統(tǒng)計(jì)復(fù)用多個(gè)幀方式承載連接。LAPF也可以使用其它類型接口支持的物理層服務(wù)。 LAPF的一個(gè)子集，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)鏈路層核心子層，用來(lái)支持幀中繼承載業(yè)務(wù)。這個(gè)子集稱為數(shù)據(jù)鏈路核心協(xié)議(DL-CORE)。LAPF 的其余部分稱為數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(DL-CONTROL)。APF 核心用于幀中繼，它在一個(gè)單獨(dú)的信道上，使用DLCI實(shí)現(xiàn)了多個(gè)連接的統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用。并且實(shí)現(xiàn)了幀的界定，順序控制，端到端的錯(cuò)誤控制和流控。  幀中繼吸引人的原因之一就是它的高效性。用戶的數(shù)據(jù)最多可以達(dá)到  8K，其中只有 2 個(gè)節(jié)的地址額外開銷。下圖給出了幀中繼的幀格式。  網(wǎng)絡(luò)層LAPF控制DTEFCS Flags用戶-網(wǎng)絡(luò)LAPF核心標(biāo)志(Flag)：幀中繼幀的開頭和結(jié)尾必須包含至少一個(gè)7Eh分隔符。這個(gè)比特序列使得接收方能夠與幀的開始、結(jié)束保持同步。發(fā)送方檢查數(shù)據(jù)流中的011111 串，如果發(fā)現(xiàn)該串，則在第五個(gè)1后面插入0，在接收方去掉這個(gè)0，這樣就保證7Eh字符不會(huì)出現(xiàn)在用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中； 地址(Address)：地址域可以為2.3或 4字節(jié)。常用的為2 字節(jié)。在2字節(jié)的地址域中包含如下子域：   DLCI：缺省情況下這個(gè)域 10 比特長(zhǎng)，包含了標(biāo)志虛鏈路的 DLCI 值。擴(kuò)展的地址幀格式可以為3字節(jié)(16 或17位)或者 4字節(jié)(23位)， 在幀中繼中DLCI值得使用情況如下： 0         保留給呼叫控制信令 1-15      保留 16-1007    用于PVC 1008-1022    有些發(fā)行商用于組播 1023      開始時(shí)被定義用于LMI，在T1.618中用于統(tǒng)一的連接層管理消息 對(duì)于Cisco LMI 可以提供992 個(gè)虛擬信道，而對(duì)于ANSI可以提供976個(gè)虛擬信道。 3字節(jié)和 4字節(jié)的地址域如下圖所示：     C/R：這一位是命令響應(yīng)位，在一般的幀中繼中并不使用。   EA：這一位是地址擴(kuò)展位，用來(lái)指示報(bào)頭是 2 字節(jié)還是 3 字節(jié)、4 字節(jié)的，在報(bào)頭的最后一字節(jié)中將其置1(如上圖所示)。   FECN：這個(gè)比特是向前阻塞標(biāo)志位，它用來(lái)告訴接收幀中繼幀的用戶方在發(fā)送方向上發(fā)生了幀阻塞。   BECN：這一位是向后直接阻塞標(biāo)志位。它用來(lái)告訴接收方在幀發(fā)送相反的方向上出現(xiàn)了直接阻塞。   DE：這一位是可丟棄位。這一位可由幀中繼 DTE 設(shè)備(如路由器)或幀中繼交換網(wǎng)絡(luò)來(lái)設(shè)置。當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，如果 DE 位為 1，分組是適合丟棄的，在擁塞情況下，  它會(huì)被丟棄而不進(jìn)行任何通知。   有效載荷(Payload)：有效載荷包含了封裝好的上層數(shù)據(jù)，用于將高層的PDU通過(guò)幀中繼網(wǎng)絡(luò)傳輸，該字段為可變長(zhǎng)度，最大長(zhǎng)度為16000字節(jié)， 幀檢查序列域(FCS)： 該字段用于數(shù)據(jù)偵錯(cuò)，它是一個(gè)發(fā)送方CRC校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)，當(dāng)接受方收到該幀后，再做一次CRC 校驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不同，則認(rèn)為該幀為錯(cuò)誤幀。但是這個(gè)字段僅有2個(gè)字節(jié)，采用CRC-16多項(xiàng)式，僅能對(duì)4096個(gè)字節(jié)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于有效載荷的最大長(zhǎng)度。  45.1.5 LAPF控制協(xié)議 為了提供幀交換服務(wù)，LAPF 控制協(xié)議和 LAPF 核心協(xié)議配合使用，這個(gè)協(xié)議就是完整個(gè)的 Q.922,它既在用戶的系統(tǒng)也在網(wǎng)絡(luò)(幀處理器)中實(shí)現(xiàn)，控制協(xié)議提供粗無(wú)控制和流控功能，如下圖所示：  LAPF幀結(jié)構(gòu)如下：  地址段，標(biāo)志段和 FCS 和 LAPF 核心完全相同。信息域用于攜帶高層的 PDU。控制域與 D 信道鏈路接入過(guò)程(LAPD)有相同的格式和功能，Q.922有兩種格式，其區(qū)別為控制域的位置， 幀中繼控制域是信息域的一部分，因?yàn)閹欣^不監(jiān)視信息域，使端對(duì)端的流控和錯(cuò)誤控制成為可能。同時(shí)信息域可以包含網(wǎng)絡(luò)和傳輸層PDU。   用于交換承載服務(wù)的幀結(jié)構(gòu)如下，控制域不是信息域的一部分，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)層可見，錯(cuò)誤控制放在用戶-網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)中，不管這第二層控制特性，錯(cuò)誤控制和流控功能仍然在高層協(xié)議中能夠采用。   對(duì)于控制字段可以分為3種類型的幀。 信息傳輸幀(I 幀)用來(lái)傳送用戶數(shù)據(jù)，但在傳用戶數(shù)據(jù)的同時(shí)，I 幀還捎帶傳送流量控制和差錯(cuò)控制信息，以保證用戶數(shù)據(jù)的正確傳送，幀格式如下,P/F 為Polling/Final位。  監(jiān)視幀(S幀)專門用來(lái)傳送控制信息，當(dāng)流量和差錯(cuò)控制信息沒有I幀可以“搭乘”時(shí)，需要用S幀來(lái)傳送，幀格式如下，S為監(jiān)督功能位。  無(wú)編號(hào)幀(U 幀)，有兩個(gè)用途：傳送鏈路控制信息以及按非確認(rèn)方式傳送用戶數(shù)據(jù)。幀格式如下，M為修改功能位。  一般而言信息域有兩種格式，圖中的IE指信息元素：  IE域攜帶了高層的協(xié)議信息，例如用戶數(shù)據(jù)，高層開銷以及路由更新等，它們對(duì)幀中繼網(wǎng)絡(luò)是透明的。對(duì)這個(gè)與并不做檢查和改變。而4種信令消息都是用Q.931消息頭攜帶。  45.1.6 LAPF幀交換 LAPF的幀交換過(guò)程是對(duì)等實(shí)體之間在D/B/H通路或其它類型物理通路上傳送和交換信息的過(guò)程，進(jìn)行交換的幀就是I 幀、S幀和 U 幀。 采用非確認(rèn)信息傳送方式時(shí)，LAPF的工作方程十分簡(jiǎn)單，用到的幀只有一種，即無(wú)編號(hào)幀。U幀的信息字段包含了用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，U 幀到達(dá)接收端后，LAPF 實(shí)體按 FCS 字段的內(nèi)容檢查傳輸錯(cuò)誤，如沒有錯(cuò)誤，則將信息字段的內(nèi)容送到第 3 層實(shí)體，如有錯(cuò)誤，則將該幀丟棄，但不論接收是否正確，接收端都不給發(fā)送端任何回答。 采用確認(rèn)信息傳送方式時(shí)，LAPF的幀交換分為3個(gè)階段：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。 1)連接建立   任何一端都可以通過(guò)發(fā)送一個(gè)SABME幀來(lái)申請(qǐng)一條邏輯連接，這通常是對(duì)來(lái)自一個(gè)第3層實(shí)體的申請(qǐng)的響應(yīng)。SABME 幀含有數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符(DLCI)。LAPF 實(shí)體接收該 SABME 幀，并發(fā)送一個(gè)連接申請(qǐng)指示給合適的第 3 層實(shí)體；如果該第 3 層實(shí)體以接受連接來(lái)響應(yīng)，則該 LAPF實(shí)體發(fā)送一個(gè)UA幀返回給對(duì)方。當(dāng)對(duì)方的LAPF實(shí)體收到表示接受的UA幀時(shí)，就向上送一個(gè)證實(shí)信息給提出申請(qǐng)的用戶。如果終點(diǎn)用戶拒絕該連接申請(qǐng)，其 LAPF 實(shí)體就回送一個(gè) DM 幀，接收DM的LAPF 實(shí)體則通知其用戶對(duì)方拒絕建立連接。 2)數(shù)據(jù)傳遞   當(dāng)連接請(qǐng)求已被接受和證實(shí)，就建立起該連接，雙方就可以在 I 幀中發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，并以序號(hào)0開始，I 幀中的N(S)及 N(R)兩個(gè)字段用于流量控制和差錯(cuò)控制，一個(gè)發(fā)送I幀序列的LAPF將對(duì)這些幀編制序號(hào)(mod 128)，并將順序號(hào)放進(jìn)N(S)中，N(R)是已接收的 I 幀的捎帶確認(rèn)，它使LAPF實(shí)體能夠指示它期望接收的下一個(gè)I 幀的序號(hào)。 3)連接釋放 任何一方LAPF實(shí)體均可啟動(dòng)一次切斷(操作)，可以是出于它本身的原(例如出了某種故障)，或者根據(jù)它的第3層用戶的請(qǐng)求。LAPF實(shí)體通過(guò)發(fā)送一個(gè)DISC幀給對(duì)等的實(shí)體來(lái)切斷連接。對(duì)方的 LAPF 實(shí)體必須通過(guò)回答一個(gè) UA 而接受該切斷，并通知第 3 層用戶連接已經(jīng)終止。在途中的任何還未被確認(rèn)的I幀均會(huì)被丟失，由較高層負(fù)責(zé)恢復(fù)。 IE2 IE.45.1.7 LMI 幀中繼提供了一個(gè)在幀中繼交換機(jī)和幀中繼 DTE(路由器)之間的簡(jiǎn)單的信令協(xié)議。這個(gè)信令協(xié)議就是本地管理接口(Local Management Interface  ，LMI)協(xié)議。LMI 消息提供了關(guān)于當(dāng)前DLCI值，虛電路狀態(tài)等信息。 LMI信令協(xié)議可通告PVC 的增加和刪除，也使幀中繼交換機(jī)和幀中繼數(shù)據(jù)終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)不被破壞。 LMI包括以下機(jī)制：   Keepalive機(jī)制-用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)正在流動(dòng)。   狀態(tài)機(jī)制-用于提供網(wǎng)絡(luò)和用戶設(shè)備間的通信和同步，它們定期報(bào)告新的PVC存在和已 有 PVC 刪除。通常還提供關(guān)于 PVC 完整性的信息，VC 狀態(tài)消息可以防止數(shù)據(jù)發(fā)送到黑洞。   多播機(jī)制-允許發(fā)送者發(fā)送一個(gè)單一幀，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給多個(gè)接收者。   全局尋址-它使幀中繼網(wǎng)絡(luò)在尋址方面類似于一個(gè)LAN，給予連接標(biāo)識(shí)符全局意義。 LMI 分為三種，在幀中繼交換機(jī)和相連的 DTE 中，LMI 必須是同一種。幀中繼提供商一般會(huì)告訴用戶他們使用的是哪種LMI，三種LMI分別如下：   ANSI附件D：ANSI AnnexD的DLCI值為 0，在幀中繼交換機(jī)和幀中繼DTE 之間傳輸狀態(tài)信息，在Cisco中稱這種LMI 為 ANSI。   ITU-T附件A：附件A的 DLCI 值也為0，也是在幀中繼交換機(jī)和幀中繼DTE之間傳輸狀態(tài)信息。附件 A 信令也提供每條 PVC 的 CIR 值，也是由幀中繼交換機(jī)的端口提供的狀態(tài)規(guī)定的。在Cisco 中稱這種LMI 為Q933A。   LMI： LMI的 DLCI值為1023，它在幀中繼交換機(jī)和幀中繼DTE之間傳輸狀態(tài)信息。在Cisco中，這種LMI 稱為Cisco。 Q933A LMI 目前幀中繼解決方案絕大部分基于PVC,但是對(duì)于SVC可以使用ITU Q933A  LMI。同時(shí)對(duì)于不同廠商之間的設(shè)備，可以通過(guò)Q933A LMI很好的兼容。  Cisco LMI Cisco LMI協(xié)議主要用于完成如下功能：   允許網(wǎng)絡(luò)通知FRAD(frame relay access device)活動(dòng)的DLCI和當(dāng)前的DLCI   如果DLCI被刪除或失敗，允許網(wǎng)絡(luò)通知FRAD   通過(guò)Keepalive消息，實(shí)時(shí)監(jiān)視路由器到網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài) Cisco  LMI定義了兩種消息：狀態(tài)查詢和狀態(tài)。這兩種消息都以HDLC  UI 幀發(fā)送，控制字段為03H，3字節(jié)消息頭基于 Q.931 并且包含一個(gè)協(xié)議鑒別字節(jié)(09H)，一個(gè)呼叫參考值(00H)以及一個(gè)消息類型鑒別符，消息類型值為75H(01110101)是狀態(tài)查詢，7DH(01111101)是狀態(tài)。  這種LMI 類型的格式如下圖所示：  在如上的 IE 字段中，IE1 為報(bào)告類型，當(dāng)值為 00H 時(shí)，表示全狀態(tài)消息。IE2 為 Keepalive 序列。最后為PVC狀態(tài)IE，用于表示PVC的DLCI，鏈路狀態(tài)和可分配帶寬等參數(shù)。  ANSI LMI T1.617Annex D定義了一個(gè)輪詢協(xié)議，用于在路由器和網(wǎng)絡(luò)之間交換接口狀態(tài)信息和定義PVC信息。     通知PVC的增加   通知PVC的刪除   通知配置的PVC是否可用   鏈路完整性驗(yàn)證 路由器周期性的輪詢網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送狀態(tài)查詢消息，而網(wǎng)絡(luò)用狀態(tài)消息響應(yīng)。缺省輪詢周期為 10s。第一次輪詢請(qǐng)求鏈路的完整性，來(lái)決定信道內(nèi)信令鏈路的狀態(tài)  。另外輪詢周期(默認(rèn)為每 6 個(gè)輪訓(xùn)周期)發(fā)生于用戶在接口上請(qǐng)求所有PVC 狀態(tài)。響應(yīng)是一個(gè)狀態(tài)消息，包含配置在物理信道上的每個(gè)PVC信息。信息包括PVC最近的歷史和它的可用性。ANSI LMI的輪詢也能檢測(cè)錯(cuò)誤狀態(tài)，如DLCI 0的可信性錯(cuò)誤，信號(hào)鏈路協(xié)議錯(cuò)誤或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。    在如上的IE字段中，IE1為報(bào)告類型，當(dāng)值為00H時(shí)，表示全狀態(tài)消息，01H僅鏈路完成性驗(yàn)證，16H為單個(gè)PVC異步狀態(tài)，IE2為鏈路完整性字段。最后為PVC狀態(tài)IE。   在ANSI LMI中， ANSI提供一個(gè)源自LMI協(xié)議的信令模式，其目的是創(chuàng)造一種多廠商LMI類型，而Cisco LMI由Cisco,Digital,Nortelhe 和 StrataCom聯(lián)合推出，使用上具有一定局限性。Q933A LMI由ITU推出，眾多廠商支持這種方式，例如當(dāng)Cisco路由器和 Huawei等路由器進(jìn)行連接時(shí)，LMI類型需要設(shè)置為Q933A。 LMI消息使用Q.931結(jié)構(gòu)，周期性的對(duì)網(wǎng)絡(luò)輪詢，用HDLC UI幀傳送。為了指示LMI消息，Cisco  使用DLCI 值為 1023 的鏈路，而 Q933A 和 ANSI-LMI 使用 DLCI 值為 0 的鏈路。這兩種情況下，F(xiàn)ECN  BECN 和 DE位均為0。在ANSI 消息頭中PD域?yàn)?8H，而Cisco LMI 為 09H。 LMI對(duì)于幀中繼網(wǎng)絡(luò)十分重要，當(dāng)一個(gè)幀中繼鏈路在Cisco DTE設(shè)備上激活并開始工作時(shí)，會(huì)連續(xù)的鄉(xiāng)路由器傳送3 個(gè)LMI消息，這個(gè)3個(gè)消息的順序是ANSI,ITU  Q933A,  Cisco.路由器在DLCI  1023上監(jiān)聽Cisco的消息，在 DLCI  0 上監(jiān)聽 ANSI 和 ITU 消息 i。幀中繼會(huì)對(duì)所配置的 LMI 類型做出響應(yīng)，然后路由器設(shè)定接口的 LMI 類型與所接收的 LMI 類型匹配，如果收到多個(gè)類型 LMI，路由器設(shè)定為最后接受到的 LMI 類型。Cisco采用這種方式實(shí)現(xiàn)了LMI autosense。詳細(xì)工作流程如下圖：  Step  1：在每經(jīng)過(guò) 6 個(gè) LMI 狀態(tài)請(qǐng)求時(shí)，DTE 設(shè)備會(huì)發(fā)出一個(gè)完整狀態(tài)請(qǐng)求，該請(qǐng)求也是一種用于保持連接的信號(hào)，幀中繼交換機(jī)會(huì)以鏈路定義的所有DLCI 列表作為響應(yīng)。 Step  2：幀中繼交換機(jī)接收狀態(tài)請(qǐng)求信號(hào)后，發(fā)送完整的狀態(tài)響應(yīng)消息，該消息包含該接口所有處于工作狀態(tài)的DLCI列表。 Step 3：對(duì)于每個(gè)工作中的DLCI，路由器都會(huì)根據(jù)接口配置的第三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的情況發(fā)送一個(gè)Inverse ARP 請(qǐng)求，例如接口配置了 IP 和 IPX，路由器就會(huì)發(fā)送兩個(gè) InverseARP 請(qǐng)求，請(qǐng)求含有響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層地址的路由器做出應(yīng)答。 Step 4：路由器會(huì)根據(jù)收到的InverseARP信息里所包含的每條DLCI在其幀中繼映射表中建立一個(gè)映射項(xiàng)。這個(gè)映射表包括本地DLCI 和發(fā)出請(qǐng)求的遠(yuǎn)端路由器的網(wǎng)絡(luò)層地址信息。還有PVC 狀態(tài)，PVC狀態(tài)有 3 種：   ACTIVE-表明PVC處于工作狀態(tài)，信息可以進(jìn)行交換   INACTIVE-表明幀中繼的本地連接正常，但遠(yuǎn)端路由器到幀中繼的連接沒有工作   DELETED-表明幀中繼沒有收到LMI或者沒有建立物理層連接 Step  5：路由器繼續(xù)每 10 秒交換一次 Keepalive 數(shù)據(jù)，每 60s 發(fā)送一個(gè)完整的 LMI 狀態(tài)請(qǐng)求，如此循環(huán)。如果3次完整狀態(tài)請(qǐng)求沒有收到LMI 信號(hào)，就表明鏈路斷開了。  45.1.8 InverseARP 對(duì)于 ARP，在 Frame-Relay 網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò) SNAP 中的標(biāo)準(zhǔn) ARP 封裝來(lái)完成，但是 DLCI 具有局部意義。所以全局來(lái)看，ARP 請(qǐng)求和 ARP 回復(fù)的目標(biāo)地址無(wú)法確定?？紤] RARP，RARP 為反向解析，但僅支持將IP地址解析成為MAC地址。所以在FR網(wǎng)絡(luò)中，需要新的協(xié)議來(lái)支持ARP。 InverseARP可以使幀中繼站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與虛電路相關(guān)的站點(diǎn)協(xié)議地址。   它比每一個(gè)虛電路上詳細(xì)同希望解析的每一個(gè)地址都發(fā)送ARP消息有效得多，也比依賴靜態(tài)設(shè)置要靈活得多。 除了InverseARP沒有廣播請(qǐng)求，InverseARP 的基本操作和 ARP 類似。一個(gè)請(qǐng)求站點(diǎn)僅需將硬件地址，協(xié)議地址和所知道的地址插入就形成一個(gè)請(qǐng)求，然后目的協(xié)議地址設(shè)置為0。最后針對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)封裝好分組，然后直接發(fā)送給目的站點(diǎn)。 在支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路管理的幀中繼接口中，使用InverseARP 的接口將發(fā)送一個(gè)InverseARP請(qǐng)求，然后發(fā)給新的虛電路。如果另一方支持 Inverse-ARP,它會(huì)返回一個(gè)提供請(qǐng)求協(xié)議地址的響應(yīng)。在幀中繼環(huán)境中，InverseARP使用NLPID/SNAP 格式封裝。在Cisco路由器中，InvereseARP默認(rèn)開啟。但是如果LMI沒有正常工作，InverseARP將會(huì)無(wú)效。如果DLCI實(shí)效，Cisco路由器仍然處理并映射InverseARP，但并不使用它，直到報(bào)告DLCI 為 Active狀態(tài)。  45.1.9  幀中繼封裝 標(biāo)準(zhǔn)的 FR 頭和尾由 Q.922A 定義，對(duì)于多協(xié)議傳輸，通常將它們封裝成一個(gè)基本的 FR 幀。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可以使用Cisco私有的封裝協(xié)議也可以使用ITEF RFC1490的方式。如下圖：  FCS Flags他們都能夠支持Frame-Relay的多協(xié)議擴(kuò)展。區(qū)別在于， RFC1490插入的為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議ID(NLPID)而Cisco私有封裝插入的為Protocol  Type。對(duì)于Cisco路由器支持這兩種封裝。默認(rèn)使用Cisco私有封裝方式。同時(shí)封裝后的報(bào)文為透明傳輸。所以對(duì)于一條VC,端到端的封裝類型應(yīng)該相同。 對(duì)于封裝，可以使用IP封裝，Q.933封裝以及SNAP封裝。以RFC1490為例，當(dāng)使用IP封裝時(shí)，NLPID字段的值為0xCC,CLNP為0x81，SNAP為0x80。當(dāng)沒有制定具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，要使用Q.933封裝格式。 SNAP常用來(lái)封裝供路由和橋接分組使用的  IEEE802.3橋接幀，分組含局域網(wǎng)間的流量，NLPID設(shè)置為0x80，然后跟一個(gè)5字節(jié)的SNAP頭，其中包含3字節(jié)的 OUI 和2字節(jié)的PID，路由分組使用OUI 0x000000，而橋接分組使用OUI 0x0080C2。而PID用于標(biāo)示協(xié)議和是否使用FCS， 802.3橋接幀在使用FCS時(shí)PID為0x0001,而不使用時(shí)為0x0007，IPX也采用SNAP封裝，OUI為0x000000，而PID使用0x8137。 下圖顯示了Q.933,IP和SNAP的封裝格式：    在封裝前，一般需要對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，分段頭包括一個(gè) 2 字節(jié)順序(Seq)域  ，該域每段遞增。然后是一個(gè)4位的保留(Rsvd)域，然后是一個(gè)最終位(F)，當(dāng)表示為0時(shí)為第一個(gè)分段，為1時(shí)表示為最后一個(gè)分段。分段頭的最后一個(gè)字段是一個(gè) 11 位的偏移(Offset)域，該值為 32 的倍數(shù)，第一個(gè)分段偏移量為 0。Frame-Relay對(duì)IP分組的分段方式如下圖所示  針對(duì)不同端口訪問(wèn)速率和延遲要求，Cisco 對(duì)于分段大小做了如下推薦：   Frame-Relay技術(shù)與其配置講解FCS Flags45.2.1  接口封裝 在cisco路由器上，僅有部分類型的接口可以配置Frame-Relay,例如同步串行接口，HSSI以及GSR上的POS口。而以太口以及ATM接口無(wú)法配置。以同步串口為例，默認(rèn)情況下它的封裝類型為HDLC。此時(shí)可以在接口上配置如下命令，完成Frame-Relay 封裝 R1(config)#interface serial4/2 R1(config-if)#encapsulation frame-relay ietf 其中，封裝類型默認(rèn)為Cisco 的封裝方式，如果需要與其它非Cisco設(shè)備相連接，則需要在命令后面加入可選參數(shù)ietf。 Cisco 和 Ietf 的 Frame-Relay 封裝也可以在每個(gè) VC 上配置，這樣就可以一個(gè)多設(shè)備提供商的幀中繼網(wǎng)絡(luò)中在一個(gè)接口上，對(duì)端為Cisco設(shè)備的VC 采用Cisco封裝，對(duì)端為非Cisco設(shè)備采用ietf 封裝。 R1(config)#interface serial 4/2 R1(config-if)#encapsulation frame-relay R1(config-if)#frame-relay map ip 172.16.1.1 102 broadcast ietf R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.1 103 broadcast cisco  當(dāng)使用no encapsulation frame-relay命令后，接口上所有與幀中繼有關(guān)的配置將會(huì)清除。配置完封裝類型后，需要使用no shut命令打開接口。 R1(config)#inter serial4/2 R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)# 02:46:09: %LINK-3-UPDOWN: Interface Serial4/2, changed state to up 02:46:10: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial4/2, changed state to up  可以使用show interface命令查看接口狀態(tài)封裝類型， FRAME-RELAY代表Cisco封裝，而FRAME-RELAY IETF代表IETF 封裝。 R1#show interface serial 4/2 Serial4/2 is up, line protocol is up    Hardware is M4T    Internet address is 172.16.1.1/24    MTU 1500 bytes, BW 2048 Kbit, DLY 20000 usec,       reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255    Encapsulation FRAME-RELAY, crc 16, loopback not set    Keepalive set (10 sec)    LMI enq sent    76, LMI stat recvd 78, LMI upd recvd 0, DTE LMI up    LMI enq recvd 0, LMI stat sent    0, LMI upd sent    0    LMI DLCI 1023    LMI type is CISCO    frame relay DTE    FR SVC disabled, LAPF state down    Broadcast queue 0/64, broadcasts sent/dropped 9/0, interface broadcasts 0    Last input 00:00:09, output 00:00:09, output hang never    Last clearing of "show interface" counters 00:14:03    Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0    Queueing strategy: weighted fair    Output queue: 0/1000/64/0 (size/max total/threshold/drops)         Conversations    0/1/256 (active/max active/max total)       Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated)       Available Bandwidth 1536 kilobits/sec    5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec    5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 79 packets input, 1163 bytes, 0 no buffer       Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles       0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort       101 packets output, 1525 bytes, 0 underruns       0 output errors, 0 collisions, 4 interface resets       0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out       4 carrier transitions          DCD=up    DSR=up    DTR=up    RTS=up CTS=up 45.2.2  配置LMI Cisco 支持 3 種 LMI，并且可以采用 LMI 自適應(yīng)的特性，免去了人工配置 LMI 類型帶來(lái)的問(wèn)題， 。當(dāng)使用 no  shutdown 激活端口后，該端口會(huì)按順序向外發(fā)出 3 個(gè) LMI 請(qǐng)求。然后，幀中繼交換機(jī)根據(jù)支持的類型，在收到最后一個(gè)  請(qǐng)求幀后，再做出回復(fù)?？梢杂胐ebug frame-relay lmi看到這個(gè)過(guò)程 R1#debug frame-relay lmi 02:51:41: %LINK-3-UPDOWN: Interface Serial4/2, changed state to up *Jul    5 00:20:53.535: Annex D LMI requestßSerial4/2(out): StEnq, myseq 1, yourseen 0, DTE up *Jul    5 00:20:53.535: datagramstart = 0x7000214, datagramsize = 14 *Jul    5 00:20:53.535: FR encap = 0x00010308 *Jul    5 00:20:53.535: 00 75 95 01 01 00 03 02 01 00   *Jul    5 00:20:53.535: *Jul    5 00:20:53.535: Serial4/2(out): StEnq, Annex A LMI requestßmyseq 1, yourseen 0, DTE up *Jul    5 00:20:53.535: datagramstart = 0x70000D4, datagramsize = 13 *Jul    5 00:20:53.535: FR encap = 0x00010308 *Jul    5 00:20:53.535: 00 75 51 01 00 53 02 01 00 *Jul    5 00:20:53.535: *Jul    5 00:20:53.535: Serial4/2(out): StEnq, Cisco LMI requestßmyseq 1, yourseen 0, DTE up *Jul    5 00:20:53.535: datagramstart = 0x7000214, datagramsize = 13 *Jul    5 00:20:53.535: FR encap = 0xFCF10309 *Jul    5 00:20:53.535: 00 75 01 01 00 03 02 01 00 *Jul    5 00:20:53.535: *Jul    5 00:20:53.547: Serial4/2(in): Status, Frame Switch reply to Cisco LMI status requestßmyseq 1 *Jul    5 00:20:53.547: RT IE 1, length 1, type 0 *Jul    5 00:20:53.547: KA IE 3, length 2, yourseq 1 , myseq 1 *Jul    5 00:20:53.547: PVC IE 0x7 , length 0x6 , dlci 100, status 0x0 , bw 0 *Jul    5 00:21:03.535: Serial4/2(out): StEnq, myseq 2, yourseen 1, DTE up *Jul    5 00:21:03.535: datagramstart = 0x7000214, datagramsize = 13 *Jul    5 00:21:03.535: FR encap = 0xFCF10309 *Jul    5 00:21:03.535: 00 75 01 01 01 03 02 02 01 *Jul    5 00:21:03.535: *Jul    5 00:21:03.539: Serial4/2(in): Status, myseq 2 *Jul    5 00:21:03.539: RT IE 1, length 1, type 0 *Jul    5 00:21:03.539: KA IE 3, length 2, yourseq 2 , myseq 2 *Jul    5 00:21:03.539: PVC IE 0x7 , length 0x6 , dlci 100, status 0x2 , bw 0 *Jul    5 00:21:03.543: Serial4/2(o): dlci 100(0x1841), pkt encaps 0x0300 0x8000 0x0000   0x806 (ARP), datagramsize 34 *Jul    5 00:21:03.543: FR: Sending INARP Request on interface Serial4/2 dlci 100 for link 7(IP)  完成LMI自適應(yīng)過(guò)程后，可以使用show frame-relay lmi R1#show frame-relay lmi LMI Statistics for interface Serial4/2 (Frame Relay DTE) LMI TYPE = CISCO    Invalid Unnumbered info 0                            Invalid Prot Disc 0    Invalid dummy Call Ref 0                              Invalid Msg Type 0    Invalid Status Message 0                              Invalid Lock Shift 0    Invalid Information ID 0                               Invalid Report IE Len 0    Invalid Report Request 0                              Invalid Keep IE Len 0    Num Status Enq. Sent 144                              Num Status msgs Rcvd 145    Num Update Status Rcvd 0                              Num Status Timeouts 0  相對(duì)于幀中繼封裝，LMI僅能在接口上配置，而不能對(duì)不同的VC使用不同的LMI。LMI 類型應(yīng)該和鄰接的交換機(jī)所支持的 LMI 類型相匹配，而幀中繼封裝則需要與遠(yuǎn)端的幀中繼設(shè)備的封裝類型相匹配。LMI也可以不使用自適應(yīng)過(guò)程，使用命令配置。 R1(config)#interface serial4/2 R1(config-if)#frame-relay lmi-type ?    cisco    ansi    q933a R1(config-if)#frame-relay lmi-type q933a R1(config-if)#no shutdown  當(dāng)手動(dòng)指定 LMI 類型后，則需要設(shè)置 Keepalive 消息的間隔時(shí)間，默認(rèn)時(shí)間為 10s，但路由器上的keepalive 消息的間隔時(shí)間必須小于等于幀中繼交換機(jī)設(shè)置的間隔時(shí)間， R1(config)#interface serial4/2 R1(config-if)#keepalive 30 當(dāng) Keepalive 消息時(shí)間間隔不匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生接口振蕩，在幀中繼交換機(jī)上，使用如下命令，可以查看到相應(yīng)的接口狀態(tài)。 SW#show frame-relay route Input Intf            Input Dlci            Output Intf          Output Dlci            Status Serial1/0              102                          Serial1/1              201                          active Serial1/1              201                          Serial1/0              102                          inactive  LMI還有多個(gè)用于調(diào)整LMI信令的可選配置參數(shù)。   T391   用于定義短狀態(tài)查詢幀的時(shí)間間隔，以秒為單位，默認(rèn)10秒   N391    用于定義一個(gè)倍數(shù)，用于計(jì)算狀態(tài)查詢的頻度，默認(rèn)值為6如果T391 設(shè)置為 10，  那么使得長(zhǎng)狀態(tài)查詢幀每60 秒發(fā)送一次  。 Router(config-if)#frame-relay lmi-n391dte keep-exchange   T392   用于定義預(yù)期的狀態(tài)查詢之間的時(shí)間間隔，默認(rèn)為15秒。這個(gè)值應(yīng)該大于FRAD 上定義的T391。如果T392計(jì)時(shí)器超時(shí)且未收到狀態(tài)查詢幀，則計(jì)算一次超時(shí)。   N392    設(shè)置DCE或者 DTE 和NNI接口錯(cuò)誤的閥值，默認(rèn)值DCE 為2，DTE為3 Router(config-if)#frame-relay lmi-n392dce threshold Router(config-if)#frame-relay lmi-n392dte threshold   N393    設(shè)置DTE/DCE 和NNI監(jiān)視事件計(jì)數(shù)，默認(rèn)值DCE 為2，DTE為4 Router(config-if)#frame-relay lmi-n393dce events Router(config-if)#frame-relay lmi-n393dte events   T392   用于NNI接口上的循環(huán)認(rèn)證計(jì)時(shí)器，默認(rèn)為15s Router(config-if)#frame-relay lmi-t392dce seconds   N200    幀重傳的最大次數(shù)，默認(rèn)為3次 Router(config-if)#frame-relay lapf n200 retries   T200   最大重傳計(jì)時(shí)器，默認(rèn)15s Router(config-if)#frame-relay lapf t200 seconds   T203   空閑計(jì)時(shí)器值(必須T203>T200) Router(config-if)#frame-relay lapf t203 seconds 45.2.3  配置幀中繼映射 幀中繼地址映射可以使用InverseARP協(xié)議自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。使用命令show fram-relay map可以看到映射的結(jié)果，對(duì)于IP/IPX協(xié)議，還需要在全局模式下輸入ip/ipx routing  激活I(lǐng)P/IPX 路由功能。 R1#show frame-relay map Serial4/2 (up): ip 172.16.1.2 dlci 102(0x64,0x1840), dynamic,                broadcast, status defined, active  在很多情況下為了網(wǎng)絡(luò)安全等需求，需要禁止一些 DLCI 的接入。此時(shí)，我們需要關(guān)閉 Inverse-ARP。關(guān)閉InverARP可以在接口模式下輸入no frame-relay inverse-arp。同時(shí)也可以對(duì)某些協(xié)議禁用Inverse-ARP，同時(shí)也可以對(duì)某些DLCI所對(duì)應(yīng)的PVC禁止InverseARP。 R1(config)#interface serial4/2 R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp ?    <cr>    apollo           Apollo Domain    appletalk      AppleTalk    bridge            Bridging    decnet          DECnet    interval        Set inarp time interval on an interface    ip                  IP    ipx                Novell IPX    pppoe            PPP over Ethernet    qllc               qllc protocol    vines              Banyan VINES    xns               Xerox Network Services R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp ip ?     <16-1007>    Set DLCI for inverse ARP R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp ip 102 在執(zhí)行no frame-relay inversearp的同時(shí)，通常一起執(zhí)行no arp frame-relay。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變或者需要重新分配DLCI值以及需要改變協(xié)議層地址時(shí)，可以在特權(quán)模式下使用 clear frame-relay inarp來(lái)清除。當(dāng)該命令被執(zhí)行時(shí)，路由器的動(dòng)態(tài)地址映射表會(huì)被清空，同時(shí)強(qiáng)制要求路由器立即發(fā)送InverseARP查詢消息。在清除動(dòng)態(tài)映射DLCI 時(shí)，還可以僅對(duì)某些接口，或者某些PVC清除，清除方式clear frame-relay inarp interface type/num dlci dlci_number 在清除動(dòng)態(tài)映射，首先需要no  frame-relay  inverse-arp 關(guān)閉inverse-ARP，然后clear  frame-relay inarp 清除 inarp 動(dòng)態(tài)映射的地址。但是有些設(shè)備上，需要 shutdown 端口，然后重新配置幀中繼封裝，并對(duì)無(wú)用的DLCI 進(jìn)行DLCI關(guān)閉的操作，然后再打開接口，才能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)還有一個(gè)命令為clear frame-relay counter清除計(jì)數(shù)器。  當(dāng)然，在幀中繼環(huán)境中也可以使用靜態(tài)映射的方法來(lái)配置： Router(config-if)#frame-relay map protocol protocol-addr dlci broadcast ietf | cisco 靜態(tài)映射支持的協(xié)議有ip/DECnet/AppleTalk/XNS/IPX/vines/clns 例如： R2(config)#interface serial3/0 R2(config-if)#frame-relay map ip 172.16.1.1 201 broadcast cisco R2#show frame-relay map Serial3/0 (up): ip 172.16.1.1 dlci 201(0xC8,0x3080), static,          broadcast,          CISCO, status defined, active 45.2.4  配置幀中繼接口 對(duì)于支持幀中繼的接口，可以使用子接口的模式，進(jìn)行配置，子接口類型分為兩類，點(diǎn)到點(diǎn)子接口和點(diǎn)到多點(diǎn)子接口，點(diǎn)到多點(diǎn)子接口通常使用frame-relay map命令進(jìn)行靜態(tài)尋址，而點(diǎn)到點(diǎn)子接口通常使用  frame-relay interface-dlci命令進(jìn)行動(dòng)態(tài)尋址。下圖拓?fù)渲懈鱾€(gè)路由器的配置如下  R1 interface Serial4/2   ip address 172.16.1.1 255.255.255.248   encapsulation frame-relay   frame-relay map ip 172.16.1.2 103 broadcast   R2 interface Serial3/0   ip address 172.16.1.2 255.255.255.248   encapsulation frame-relay frame-relay map ip 172.16.1.1 203 broadcast R3 interface Serial3/1   no ip address   encapsulation frame-relay ! interface Serial3/1.304 point-to-point   ip address 192.168.1.1 255.255.255.252   frame-relay interface-dlci 304 ! interface Serial3/1.301 multipoint   ip address 172.16.1.3 255.255.255.248   frame-relay map 172.16.1.1 301 broadcast   frame-relay map 172.16.1.2 302 broadcast    R4 interface Serial1/2   no ip address   encapsulation frame-relay ! interface Serial1/2.403 point-to-point   ip address 192.168.1.2 255.255.255.252   frame-relay interface-dlci 403  注意：對(duì)于DV 路由協(xié)議，RIP需要使用no  ip  split-horizon關(guān)閉水平分割。對(duì)于IGRP/EIGRP則需要在接口模式下使用no ip splithorizon eigrp as-num  來(lái)關(guān)閉，同時(shí)要需要加入bandwidth命令。對(duì)于OSPF路由協(xié)議，則需要使用ip ospf network type或者使用neighbor進(jìn)行單播通告。對(duì)于點(diǎn)到多點(diǎn)接口所在的路由器還需要將其優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1使其成為  DR路由器。 在點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)中，對(duì)于Hub接口，還可以使用動(dòng)態(tài)地址映射來(lái)配置，R3的配置方式如下： interface Serial3/1   no ip addre