第5章 计算机网络实用技术
5.2 帧中继(Frame Relay)
5.2.1 帧中继的基本原理
帧中继是继X.25后发展起来的数据通信方式。从原理上看,帧中继与X.25及ATM都同属分组交换一类。但由于X.25带宽较窄,而帧中继和ATM带宽较宽,所以常将帧中继和ATM称为快速分组交换。
帧中继保留了X.25链路层的HDLC帧格式但不采用HDLC的平衡链路接入规程LAPB(Link Access Procedure - Balanced),而采用D通道链路接入规程LAPD(Link Access Procedure on the D-Channel)。LAPD规程能在链路层实现链路的复用和转接,所以帧中继的层次结构中只有物理层和链路层。
与X.25相比,帧中继在操作处理上做了大量的简化。帧中继不考虑传输差错问题,其中节点只做帧的转发操作,不需要执行接收确认和请求重发等操作,差错控制和流量控制均交由高层端系统完成,所以大大缩短了节点的时延,提高了网内数据的传输速率。
5.2.2 帧中继的帧格式
帧中继的帧结构如图5.6所示,它类似与HDLC的帧格式,不过没有控制字段。
帧中继的帧格式中,标志字段F和帧校验序列FCS的作用与HDLC中的类似。F字段用以标志帧的起始和结束,其比特模式为01111110,可采用0比特插入法实现数据的透明传输。FCS字段用于帧的验错,若传输中出错,则有接收端将之丢弃并通知发送端重发。
帧格式中的地址字段的主要作用是路由寻址,也兼管阻塞控制。地址字段一般由2个字节组成,在需要时也可扩展到3或4个字节。地址字段的组成如下(参见图5.6):
数据链路连接标识符DLCI由高、低两部分共10比特组成,用于唯一表示一个虚连接。
命令/相应位C/R与高层应用有关,帧中继本身并使用。
扩展地址位EA为“0”表示下一字节仍为地址,为“1” 表示地址结束,用于对地址字段进行扩展。对于2字节地址,其EA0为“0”、EA1为“1”。
发送方将前向显示阻塞通知位FECN置为"1",用于通知接收方网络出现阻塞;接收方将反向显示阻塞通知位PECN置"1",用于通知发送方网络出现阻塞。
可丢弃位DE由用户设置,若置“1”,表示当网络发生阻塞时,该帧可被伏先丢弃。
5.2.3 帧中继的应用
帧中继既可作为公用网络的接口,也可作为专用网络的接口。专用网络接口的典型实现方式是,为所有的数据设备安装带有帧中继网络接口的T1多路选择器,而其它如语音传输、电话会议等应用则仅需安装非帧中继的接口。这两类网络中,连接用户设备和网络装置的电缆可以用不同速率传输数据,一般速率在56Kbps到E1速率(2.048Mbps)间。
帧中继的常见应用简介如下:
(1)局域网的互连。由于帧中继具有支持不同数据速率的能力,使其非常适于处理局域网-局域网的突发数据流量。传统的局域网互连,每啬一条端-端线路,就要在用户的路由器上增加一个端口。基于帧中继的局域网互连,只要局域网内每个用户至网络间有一条带宽足够的线路,则既不用增加物理线路也不占用物理端口,就可增加端-端线路,而不致对用户性能产生影响。
(2)语音传输。帧中继不仅适用于对时延不敏感的局域网的应用,还可以进行对时延要求较高的低档语音(质量伏于长途电话)的应用。
(3)文件传输。帧中继既可保证用户所需的带宽,又有实满意的传输时延,非常适合大流量文件的传输。