程控交换课程设计

1、对现代程控交换技术中帧中继的理解计算机与信息工程学院 08级通信工程二班 李仕贤 20082226摘要：帧中继（ Frame Relay）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1544Mbps的广域分组交换网的用户接口。Summary：Frame Relay (Frame Relay) is a computer system to be used in connection with the group oriented

2、 communication methods. It is mainly used in public or special online LAN and wan connection interconnected. Most public telecommunication bureau provide frame relay service, regard it as a high performance virtual wide-area connection established a kind of way. Frame relay is entered bandwidth rang

3、es from 1.544 Mbps 56Kbps to the wide-area grouping the user interface of switching.关键词：帧中继 交换 网间协议 异步转移模式前言：帧中继(Frame Relay)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。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

4、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。正文：复用与寻址帧中继在数据链路层采用统计复用方式，采用虚电路机制为每一个帧提供地址信息。通过不同编号的DLCI(DataLineConnectionIdentifier数据链路连接识别符）建立逻辑电路。一般来讲，同一条物理链路层可以承载多条逻辑虚电路，而且网络可以根据实际流量动态调配虚电路的带宽，帧中继的每一个帧沿着各自的虚电路在网络内传送。带宽控制技术帧中

5、继的带宽控制技术既是帧中继技术的特点，更是帧中继技术的优点。帧中继的带宽控制通过CIR（承诺的信息速率）、Bc（承诺的突发大小）和Be（超过的突发大小）3个参数设定完成。Tc（承诺时间间隔）和EIR（超过的信息速率）与此3个参数的关系是：Tc=Bc/CIR；EIR=Be/Tc。在传统的数据通信业务中，用户申请了一条64K的电路，那么他只能以64kbit/s的速率来传送数据；而在帧中继技术中，用户向帧中继业务运营商申请的是承诺的信息速率（CIR），而实际使用过程中用户可以以高于CIR的速率发送数据，却不必承担额外的费用。举例来说，某用户申请了CIR为64kbit/s的帧中继电路，并且与电信运营商

6、签定了另外两个指标，Bc（承诺突发量）、Be（超过的突发量），当用户以等于或低于64kbit/s的速率发送数据时，网络将确保此速率传送，当用户以大于64kbit/s的速率发送数据时，只要网络不拥塞，且用户在承诺时间间隔（Tc）内发送的突发量小于Bc+Be时，网络还会传送，当突发量大于Bc+Be时，网络将丢弃帧。所以帧中继用户虽然支付了64kbit/s的信息速率费（收费依CIR来定），却可以传送高于64kbit/s的数据，这是帧中继吸引用户的主要原因之一。随着帧中继技术、信元中继和ATM技术的发展，帧中继交换机的内部结构也在逐步改变，业务性能进一步完善，并向ATM过渡。目前市场上的帧中继交换产品

7、大致有三类：a）改装型X25分组交换机。b）以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机。c）采用信元中继、ATM技术、支持帧中继接口的ATM交换机。a）型交换机在帧中继发展初期比较普遍。主要是通过改装X25交换机、增加软件使交换机具有接收和发送帧中继的能力，但仍然保留分组层的一些功能，时延较大。b）型是专门设计的设备，具备帧中继的全部必备功能。c）型是最新型的交换机，采用信元中继或ATM交换、具有帧中继接口和ATM接口，内部完成FR和ATM之间的互通。在以ATM为骨干的网络中，起着用户接入的作用。目前中国帧中继网所采用的帧中继交换机一般都采用了ATM技术，即用户终端设备采用帧中继接口来接入帧中继

8、节点机，帧中继节点机的中继口为ATM接口，交换机将以帧为单位的用户数据转换为ATM信元在网上传送，在终端侧再将信元变换为帧中继的帧格式传送给用户。帧中继的应用帧中继业务是在用户与网络接口（UNI）之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户与网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。帧中继还可以灵活地提供带宽，即按需要分配带宽。因为帧中继的主要应用是局域网互连，而局域网中业务流的大小是很难预测的，如果你预定了固定的带宽，那么不管你是否在传送数据都要付费，这是很不合算的。帧中继提供了用超过你预定的带宽传送突发性数据的能力。帧中

9、继在多协议环境下也很有用。尽管IP协议似乎一统天下，但它不是唯一在使用的协议，这是一个多协议共存的世界。例如，还有SNA网络，它使用IBM公司的同步数据链路控制协议（SDLC），全世界有60000多家企业使用帧中继，还有一些主要以多媒体业务为主的企业使用ATM。极少有客户仅使用一种协议。他们的网络中有多种协议，而帧中继可以处理所有这些协议，因为它只需要简单地将其他协议封装进帧中继的帧当中，然后在网络中传送，它并不关心所封装的内容。帧中继网络还提供封闭型用户群的功能，通过它你可以知道进网和出网的用户，而不像在公共的因特网中，在任一节点你都没有办法知道此刻有哪些人在网络上。使用帧中继还能够预测网络

10、的性能组别，因为你可以设定服务参数。如果你所在的国家有很好的电信基础设施的话，这将是一个特别有吸引力的网络解状方案。帧中继技术首先在美国和欧洲得到应用。1991年末，美国第一个帧中继网Wilpac网投入运行，它覆盖全美91个城市。在北欧，芬兰、丹麦、瑞典、挪威等在90年代初联合建立了北欧帧中继网WORDFRAME，以后英国等许多欧洲国家也开始了帧中继网的建设和运行。在中国，中国国家帧中继骨干网于九七年初初步建成，目前能覆盖大部分省会城市。至98年各省帧中继网也相继建成。上海目前已能提供国内、国际的帧中继业务。原邮电部在1997年12月颁布了国家帧中继骨干网试运行期间的指导性的收费标准。建议的收

11、费标准是按CIR值收取费用。例如如果用户原来租用一条64Kbit/s的DDN电路，每月需付3000元，现在如果租用一条CIR=64Kbit/s的帧中继电路，只要付1200元，而且还能以高于64Kbit/s的速率发送信息，真是获得了高质廉价的服务。目前许多公司已经或正在考虑申请帧中继电路，其市场前景是广阔的。 中国电信为了推广帧中继业务，在1997年12月专门赞助主办了中国北京、上海、日本、东京、名古屋四城市间的网络围棋赛，通过帧中继来传送四地棋手的活动画面(速率384Kbit/s)，&127;四方棋手虽然各处一方，但各位棋手的英容笑貌彼此却能相见，这是用帧中继技术实现活动图象时实传送的

12、很好的应用例子。目前的路由器都支持帧中继协议，帧中继上可承载流行的IP业务，IP加帧中继已经成了广域网应用的绝佳选择。近年来，帧中继上的话音传输技术（VOFR）也不断发展，可以预见在不久的将来，“帧中继电话”将被越来越多的企业所采用。随着多媒体业务的发展，随着IP技术的发展，作为数据通信基础网络技术的帧中继技术将越来越多的被应用，其发展前景无限。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，

13、它仅限于传输数据。帧中继是一个接口规范，它定义了信息如何封装，然后如何通过网络传送到目的地。因此它并不对应于某种特定的设备。帧中继接口可以在多种设备上实现。如图9-9所示，帧中继接口在DTE上，这里DTE通常是一台路由器，也可能是帧中继接入设备（FRAD），用于语音业务（VoFR）的接入。它也可以是带有帧中继接口的T1或E1复用器。对于帧中继特别有价值的一点在于，它并不需要投入很多资金，通过对现有设备进行升级就可以实现，因此非常经济。目前，帧中继接口主要是在路由器上实现。帧中继接口接收本地数据流，而不管它们用的是什么协议（例如，可以是TCP/IP、SDLC或X.25），然后将数据封装进帧中继数

14、据包中。帧中继使用交换机可以支持的D信道链路接入协议（LAPD）来封装本地数据。 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1544Mbps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ATT，MCI，USSprint，和地方贝尔运营公司

15、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

16、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。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x25网技术实行扩展检错是由于使用不可靠的电话线传

17、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，X25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X25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X25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

18、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。建帧中继连接：为了建立帧中继连接，你需要与和USsprint，MCI，ATT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Switched56服务或综合业务数字网（ISDN）提供5664Kbps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1544Mpbs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。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，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1544Mbps（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