工作在OSI参考模型的数据链路层
PPP、HDLC、X.25、FR、ATM都是常见的广域网技术。PPP和HDLC是一种点到点连接技术,而X.25、FR和ATM则属于分组交换技术。
X.25协议主要是描述如何在DTE和DCE之间建立虚电路、传输分组、建立链路、传输数据、拆除链路、拆除虚电路、同时进行差错控制、流量控量、情况统计等。
帧中继协议是一种简化了X.25的广域网协议,它在控制层面上提供了虚电路的管理、带宽管理和防止阻塞等功能。与传统的电路交换相比,它可以对物理电路实行统计时分复用,即在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接,实现了带宽的复用和动态分配,有利于多用户、多速率的数据传输,充分利用了网络资源。
帧中继工作在OSI参考模型的数据链路层。与X.25协议相比,帧中继的一个显著的特点是将分组交换网中差错控制、确认重传、流量控制、拥塞避免等处理过程进行了简化,缩短了处理时间,提高了数字传输通道的利用率。新的技术诸如MPLS等的大量涌现,使得帧中继网络的部署逐渐减少。如果企业不得不使用运营商的帧中继网络服务,则企业管理员必须具备在企业边缘路由器上配置和维护帧中继的能力。
设备:
用户设备被称作数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)。
为用户设备提供接入的设备,属于网络设备,被称为数据电路终结设备DCE(Data Circuit-terminating Equipment)
帧中继是一种面向连接的技术,在通信之前必须建立连接,DTE之间建立的连接称为虚电路。帧中继虚电路有两种类型:PVC和SVC。
1.
永久虚电路PVC
(Permanent Virtual Circuit):是指给用户提供的固定的虚电路,该虚电路一旦建立,则永久生效,除非管理员手动删除。PVC一般用于两端之间频繁的、流量稳定的数据传输。目前在帧中继中使用最多的方式是永久虚电路方式。
2.
交换虚电路SVC
(Switched Virtual Circuit):是指通过协议自动分配的虚电路。在通信结束后,该虚电路会被自动取消 。一般突发性的数据传输多用SVC。
帧中继协议是一种统计复用协议,它能够在单一物理传输线路上提供多条虚电路,每条虚电路采用数据链路连接标识符DLCI(Data Link Connection Identifier)来进行标识。DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效,不具有全局有效性,即在帧中继网络中,不同的物理接口上相同的DLCI并不表示是同一个虚电路。用户可用的DLCI的取值范围是16~1022,其中1007到1022是保留DLCI,常用的为16-1007。
PVC方式下,不管是网络设备还是用户设备都需要知道PVC的当前状态。监控PVC状态的协议叫本地管理接口LMI(Local Management Interface)。LMI协议通过状态查询报文和状态应答报文维护帧中继的链路状态和PVC状态。LMI用于管理PVC,包括PVC的增加、删除,PVC链路完整性检测,PVC的状态等。
LMI协商过程如下:
1.DTE端定时发送状态查询消息(Status Enquiry)。
2.DCE端收到查询消息后,用状态消息(Status)应答状态查询消息。
3.DTE解析收到的应答消息,以了解链路状态和PVC状态。
4.当两端设备LMI协商报文收发正确的情况下,PVC状态将变为Active状态。
逆向地址解析协议InARP(Inverse ARP)的主要功能是获取每条虚电路连接的对端设备的IP地址。如果知道了某条虚电路连接的对端设备的IP地址,在本地就可以生成对端IP地址与本地DLCI的映射,从而避免手工配置地址映射(第三层到第二层的地址映射,获取对端的IP地址,形成本地的DLCI)。
当帧中继LMI协商通过,PVC状态变为Active后,就会开始InARP协商过程。
InARP协商过程如下:
1.如果本地接口上已配置了IP地址,那么设备就会在该虚电路上发送Inverse ARP请求报文给对端设备。该请求报文包含有本地的IP地址。
2.对端设备收到该请求后,可以获得本端设备的IP地址,从而生成地址映射,并发送Inverse ARP响应报文进行响应。
3.本端收到Inverse ARP响应报文后,解析报文中的对端IP地址,也生成地址映射。
本例中,RTA会生成地址映射(10.1.1.2<--->100),RTB会生成地址映射(10.1.1.1<--->200)。
经过LMI和InARP协商后,帧中继接口的协议状态将变为Up状态,并且生成了对端IP地址的映射,这样PVC上就可以承载IP报文了。
帧中继的水平分割:从一个接口接收到的路由更新信息无法再从该接口发出
解决方式:关闭水平分割,使用毒性逆转等方式进行路由转发,或者使用子接口
帧中继的子接口:
子接口可以解决水平分割带来的问题,一个物理接口可以包含多个逻辑子接口,每一个子接口使用一个或多个DLCI连接到对端的路由器。本例中,RTA通过子接口S1/0/0.1接收到来自RTB的路由信息,然后将此信息通过子接口S1/0/0.2转发给RTC。物理接口的工作模式决定子接口的工作模式。
物理接口支持点到多点的互联,但是子接口既支持一对多也支持点到点连接。默认为点到多点连接的方式
帧中继的子接口分为两种类型。
点到点(point-to-point)子接口:用于连接单个远端设备。一个子接口只配一条PVC,不用配置静态地址映射就可以唯一地确定对端设备。
点到多点(point-to-multipoint)子接口:用于连接多个远端设备。一个子接口上配置多条PVC,每条PVC都和它相连的远端协议地址建立地址映射,这样不同的PVC就可以到达不同的远端设备。
操作:
在DCE上工作,在DTE上默认,自动映射。为DCE配置DLCI