2024年1月18日发(作者：)

帧中继

帧中继(Frame Relay)是一种网络与数据终端设备(DTE)接口标准。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多,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。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联,特别是在局域网通过广域网进行互联时,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。

帧中继的主要特点是: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；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。但是,帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息,它仅限于传输数据。

帧中继 Frame Relay

帧中继是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。帧中继是进入带宽范围从56Kbps到1．544Mbps的广域分组交换网的用户接口。帧中继是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。

大多数主要的电信公司象AT＆T，MCI，US Sprint，和地方贝尔运营公司都提供了帧中继服务。与帧中继网相连，需要一个路由器和一条从用户场地到交换局帧中继入口的线路。这种线路一般是象T1那样的租用数字线路，但取决于通信量而定。两种可能的广域连接方法，如下面所述：

￥￥专用网方法 在这种方法中，每个场点将需要三条专用（租用）线路和相联的路由器，以便与其它每一个场点相连，这样总共需要6条专线和12个路由器。

￥￥帧中继方法 在这种公共网方法中，每个场点仅需要一条专用（租用）线路和相联的路由器直至帧中继网。这时，在其它网间的交换是在帧中继网内处理的。来自多个用户的分组被多路复用到一条连到帧中继网上的线路，通过帧中继网它们被送到一个或多个目的站。

永久虚电路（PVC）是通过帧中继网连接两个端节点的预先确定的通路。帧中继服务的提供者根据客户的要求，在两个指定的节点间分配PVC。这些信道保持连续不间断地运行，并且保证提供一种客户洽商好了的指定级别的服务。交换式虚电路在1993年后期被加到帧中继标准：这样，帧中继就成为了真正的“快速分组”交换网。

Improved Packet Switching 改善的分组交换

在过去的几年里，交换局在美国国内和国际网上已经安装了大量的光纤电缆，这样可以增加带宽。为了充分利用高带宽的优点，新的通信方案去掉原有方案中固有的常规开销，变得更为切实可用。帧中继通过取消网络自身进行流控和错误处理做到这一点的，避免了因网络自身做这些事情而导致的延迟。比较而言，老的x．25网技术实行扩展检错是由于使用不可靠的电话线传输数据。

在帧中继中消除这个特性不会出现问题，即使是发生了错误。帧中继设想端节点设备是可编程的智能机器，它们能进行错误处理。端系统不会由于这种错误控制而超负荷，因为通常很少有错误。相对而言，X．25设想网络需要检错纠错是因为端节点是连到主机的终端。

在帧中继中，中间节点（交换器）仅仅沿着预定的通路中继帧。在X．25中，中间节点必须完整地接收每一个分组，并在转发之前进行检错，如果有错误发生，节点要求发送方重传。使用这种方法，一旦分组丢失，发送方就尽快地重发一个分组。在X．25中每个中间节点使用状态表来处理管理、流控和检错，而在帧中继中是不需要的。

如果一个分组由于帧中继网的拥塞而被破坏或丢失，检测帧丢失和请求重发是接收系统的工作。帧中继网把自己的所有精力都用来传递分组。在子网中的交换节点不会执行任何纠错，尽管它们能检测出被损坏的分组，一旦检测出，分组就会被丢弃了。

Setting Up Frame Re1ay Connections建立帧中继连接

为了建立帧中继连接，你需要与和US sprint，MCI，AT＆T或本地的地方贝尔运营公司等电信公司联系，通常要象下面那样进行通信速度的选择，以及专用线通信或交换式通信的选择。

□由Switched－56服务或综合业务数字网（ISDN）提供56／64Kbps交换式访问；高级数字网（ADN）提供专用线访问。

□两条ISDN线路或两条ADN线路提供128Kbps的访问。

□通过T1线路或部分T1线路可使用384Kbps到1．544Mbps的连接。

一旦你选定了一种服务，你就要计划一条从你的场地到帧中继服务提供者的链结。在你的场地放置路由器和帧中继访问设备以建立到提供者的帧中继端口的联接，如图F－11所示。

帧中继端口一般用PVC连接。PVC是逻辑链路，它具有特定的端接点和服务特性。它们在网状拓扑结构上提供逻辑连接，且在使用前为交换局提供一种确定服务特性和速率的方法。它们也在端接点之间提供快速连接。在得到提供者的服务时，你可以为PVC规定一些服务特性，下面列举了一些服务特性。

□访问速率 这是线路的速度，它决定在网上的数据传输的速度。在美国，一般访问速率是1．544Mbps（T1）和56Kbps。

□提交的信息速率（CIR）CIR是帧中继电路上最高的平均数据传输率。它通常比传输速率慢；当传输突发数据时，传输速度可以超过CIR。

□提交的成组数据大小（CBS） CBS是网络提供者在一定的时间间隔内和正常的网络条件下所允许传输的最大数据量（位数）。

□额外的成组数据大小（EBS）EBS是超过CBS的最大非提交数据量，CBS数据是网络将在一定的时间间隔内发送出去的数据。EBS数据是被网络看作可以丢弃的数据。

下面将列举另外一些由帧中继网提供的特性。

网络服务 下面的管理特性和服务在帧中继网中可以采用：

□虚电路状态消息 远程服务在网络和用户之间提供通信。它确保PVC的存在和报告被删除的PVC。

□广播 这种可选服务使一个用户能把帧发给多个目的站。

□全局寻址 这种可选服务使帧中继网具有象局域网一样的能力。

□简单流控 这种可选服务为那些需要流控的设备提供XON／XOFF流控机制。

拥塞控制 当帧中继网拥塞时，帧可以适宜地丢弃（端节点负责重发它们），或根据用户指定的级别丢弃。例如，用户可以指明一些对事务运作不是很关键的通信帧是可以丢弃的（DE）。路由器或帧中继交换器可以用DE来标识帧，DE的使用提供了一个方法，确保重要的信息通过网络传送，而不重要的信息可以在网络不太忙时重传。

安全性 帧中继中有几个安全性选项：

□仅用专用线路才能访问网。

□需要口令访问网。

□不活动的站点超过一定时间就被注销。

Frame Relay Specifications 帧中继规范

在公共分组交换网上，一个帧中继网可以连接两个局域网（LAN）。这个过程非常简单——来自LAN的帧被放到帧中继的帧中，且通过网络的底层（帧中继的网状连结）送到目的地。统计式多路实用技术把来自客户站点多个源的数据有效地交替放在一条单一线路上传到帧中继网。帧中继是高级数据链路控制规程（HDLC）的改进，所以它能用于一些桥接器和路由器的升级。帧中继由于它的变长帧格式而不适合声音和视频通信。

帧的结构 图F－12显示了帧中继分组的帧结构。帧两末端的标志域用特殊的位序列定界帧。开始标志域后面是帧中继头部，它包含地址和拥塞控制信息。在它后面的是信息（载体）和帧检验序列（FCS）。在接受方，帧将重新计算，得到一个新的FCS值并与FCS域的值比较，FCS域的值是由发送方计算并填写的。如果它们不匹配，分组就被丢弃，而端站必须解决分组丢失的问题。这种简单的检错就是帧中继交换器所做的全部工作。

帧中继头部包含下列信息：

口数据链路连接标识符（DLCI） 这个信息包含标识号，它标识多路复用到通道的逻辑连结。

□可以丢弃（DE）这个信息为帧设置了一个种级别指示，指示当拥塞发生时一个帧能否被丢弃。

□前行显示拥塞通告（FECN） 这个信息告诉路由器接收的帧在所经通路上发生过拥塞。

□倒行显示拥塞通告（BECN） 这个信息设置在遇到拥塞的帧上，而这些帧将沿着与拥塞帧相反的方向发送。这个信息用于帮助高层协议在提供流控时采取适当的操作。

Frame Relay Providers帧中继的提供者

大多数交换局现在都提供帧中继服务，例如象Compuserve这样的公共数字网（PDA）提供者就是这样。每个交换局有特殊的地点号，称为存在点（points－of－presence）。通过这个存在点用户能够链接到网上，通过本地交换电信局（LEC）或其它的提供者，客户能够访问存在点。下面列举了一些服务：

□BT North America Inc．′s global Expresslane（800／872－7654）。

□CompuServe Frame－Net Service（800／433-0389）。

□MCI Hyperstream Frame Relay（800／933－9029）。

□US Sprin＇ts Frame Relay service（800／8877－2000）。

□Williams Telecommunications Groups Wilpak（918／588－3210）。

Frame Relay Forum 帧中继论坛

FRF总部在加利福尼亚州Mountain view（415／962－2579），是帧中继用户、供应商和服务提供者的联合会。这个组织是由那些为发展帧中继标准建立实现协议的委员会组成。协议是根据团体中的成员或其它人提供的信息和建议建立的。FRF有关于帧中继的技术资料和市场信息。

点对点协议(Point to Point Protocol)的缩写为PPP，是TCP/IP网络协议包的一个成员。PPP是TCP/IP的扩展,它增加了两个额外的功能组:

(1)它可以通过串行接口传输TCP/IP包;

(2)它可以安全登录。

当使用作为公共电话系统的部分的串行接口时,必须要注意确保所有通信的真实性。这个终端PPP集合了用户名字和密码安全。因此,一个路由器或者服务器通过PPP接收到一个请求时,如果这个请求的来源是不安全的,这就需要授权。这个授权是PPP的一部分。因为它的通过串行接口路由TCP/IP包的能力和它的授权能力,ISP

(Internet服务提供商)通常使用PPP来允许拨号用户连接到Internet。

PPP：点对点协议 （PPP：Point to Point Protocol）

点对点协议（PPP）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。在

TCP-IP 协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议（OSI 模式中的第二层），替代了原来非标准的第二层协议，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 还可以携带其它协议，包括 DECnet 和 Novell 的 Internet 网包交换（IPX）。

PPP 主要由以下几部分组成：

**封装：一种封装多协议数据报的方法。PPP 封装提供了不同网络层协议同时在同一链路传输的多路复用技术。PPP 封装精心设计，能保持对大多数常用硬件的兼容性。克服了SLIP不足之处的一种多用途、点到点协议，它提供的WAN数据链接封装服务类似于LAN所提供的封闭服务。所以，PPP不仅仅提供帧定界，而且提供协议标识和位级完整性检查服务。

**链路控制协议：PPP 提供的 LCP 功能全面，适用于大多数环境。LCP 用于就封装格式选项自动达成一致，处理数据包大小限制，探测环路链路和其他普通的配置错误，以及终止链路。LCP 提供的其他可选功能有：认证链路中对等单元的身份，决定链路功能正常或链路失败情况。

**网络控制协议：一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路连接。

配置：使用链路控制协议的简单和自制机制。该机制也应用于其它控制协议，例如：网络控制协议（NCP）。

为了建立点对点链路通信，PPP 链路的每一端，必须首先发送 LCP 包以便设定和测试数据链路。在链路建立，LCP 所需的可选功能被选定之后，PPP 必须发送

NCP 包以便选择和设定一个或更多的网络层协议。一旦每个被选择的网络层协议都被设定好了，来自每个网络层协议的数据报就能在链路上发送了。

链路将保持通信设定不变，直到有 LCP 和 NCP 数据包关闭链路，或者是发生一些外部事件的时候（如，休止状态的定时器期满或者网络管理员干涉）。

应 用：假设同样是在Windows 98，并且已经创建好“拨号连接”。那么可以通过下面的方法来设置PPP协议：首先，打开“拨号连接”属性，同样选择“服务器类型”选项卡；然后，选择默认的“PPP：Internet，Windows NT Server，Windows 98”，在高级选项中可以设置该协议其它功能选项；最后，单击“确定”按钮即可。

PPP工作流程：

当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。

PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。

这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，和进行网络层配置，NCP 给新接入的

PC机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机。

通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP

释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

PPP和HDLC之间最主要的区别是，PPP是面向字符的，HDLC是面向位的。

IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。

那么，“数据包” 是什么？它又有什么特点呢？数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。

每个数据包都有包头和包文这两个部分，包头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。

在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度，IP数据包的最大长度可达 65535个字节。

IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。现在电信网正在与 IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等，都是IP技术的研究重点。

ICMP（Internet Control Message Protocol）

中文释义：（RFC-792）Internet控制消息协议(互联网控制消息协议)

对TCP/IP协议你一定非常熟悉，但是对ICMP协议你可能就一无所知了。ICMP协议是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。

它是TCP/IP协议集中的一个子协议,属于网络层协议,主要用于在主机与路由器之间传递控制信息,包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。我们可以通过Ping命令发送ICMP回应请求消息并记录收到ICMP回应回复消息。通过这些消息来对网络或主机的故障提供参考依据

ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制消息协议）的缩写。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机

是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

我们在网络中经常会使用到ICMP协议，只不过我们觉察不到而已。比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。