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1、福建师范大学物光学院《现代交换技术》论文（2011——2012学年第2学期）2012.6帧中继技术的特点及其实际应用【摘要】帧中继是一种新型的数据传输网络,是最新水平的分组交换技术,它能满足大容量、高速率的传输要求。本文简要介绍了帧中继技术产生的技术背景，发展的必要性;较详细地叙述了帧中继的原理,帧中继的技术特点,阐述了帧中继的未来发展与实际应用。【关键词】帧中继技术；帧中继特点；实际应用；81.概述1.1帧中继技术背景数据通信最早是基于模拟电话网进行的,第一个广泛应用的规程是CCITT的X.25协议。用模拟网进行数据通信的缺点是,误码率高,约为10-4~10-5(即每传输104~10
2、5个比特信息就会产生1比特的误码);传输速率低(9.6kbps),而且网络终端亦是非智能化(无控制流量和纠错检错功能)的设备。X.25采用分组交换、存贮转发方式,为了在高误码的通信网上保证较可靠的通信,X.25分组网提供误差校验和流量控制,故X.25协议相当复杂,且不可避免干涉到网络分层中的高层协议。由于光纤通信和计算机技术的迅速发展,使网络的误码率BER下降到10-9~10-10,速率却高达几百Mbps。加上光纤的带宽极高,数据终端又发展到高智能化,故X.25已不能适应信息时代高速、低价、有效传输的要求。现在的网络可以将误码校验、流量控制等工作交给智能化的终端设备去处理,从而提高网络
3、的吞吐量。帧中继技术就是在这种情况下应运而生。2.帧中继的原理2.1帧中继的分层结构和体系结构帧中继是一个简单的面向连接的虚拟电路分组业务,它既提供交换虚拟连接(switchedvirtualconnection,SVC),也提供永久虚拟电路(permanentvirtualcircuit,PVC),作为ISDN的支撑业务,帧中继还遵循ISDN的原则,使用户数据与信令分离。（1）帧中继的分成结构帧中继的分层结构与OSI参考模型大致相对应,如图1所示。在OSI下三层中,帧中继网只用下2层物理层和数据链路层的一半功能而去掉了网络层,将端到端的确认放在第2层。（2）帧中继的体系结构因为用户信
4、息和信令在网络端到端之间保持逻辑分离,用户信息在用户平面(U-平面)内传输,而信令在控制平面(C-平面)内传输,ITU-T标准亦从用户侧和网络侧两方面描述FR,如图2所示。FR体系结构中一个重要的协议为键路层协议,通常叫做LAPF或Q.972,其核心功能为:帧定界,帧对齐,数据透明,用地址域实现复用与解复用,帧检查,检错不重传,阻塞控制等。82.2帧中继的数据传输协议（1）帧中继的帧格式在FR中,信息以格式简单、长度可变的帧方式进行传输,帧格式如图3所示。每帧由帧定位、帧头、帧尾和用户信息四个部分组成。FLAG标志(011110):表示每个帧的开始和结束,并填充帧之间的信道空隙。用户信
5、息:一帧含有的用户信息最短1字节,缺省260字节,大多数帧中继产品最多支持1600用户字节。帧尾:含2字节的帧检验序列(framechecksequence,FCS),其计算方法与X.25相同。帧头:由2~4字节组成。含有一个10位长的数据链路连接标识符(datalinkconnectionidentifer,DLCI),是在呼叫建立时(SVC,若为PVC则是网络经营者允许时)终端与网络协商好的虚拟呼叫标识,终端通过DLCI标识每个帧所属的虚拟连接,并支持同时对不同目的地发出的许多呼叫。在建立SVC时,DLCI只具有本地意义。帧头中其它位的含义如下:EA：地址扩展位。如为1,则表示这是
6、最后一个地址字节;如为0,则表示下一字节仍为地址字节;8C/R：命令/响应位,被透明地从一个终端传至另一个终端;FECN:如为1,表示正向有可能发生拥塞显示;BECN:如为1,表示反向有可能发生拥塞显示;DE:拥塞发生时丢弃一些帧,DE=1的帧被优先丢弃。(2)帧中继的协议帧中继的数据传输协议在体系结构中属于Q.922的一个很小的子集,称数据链路核心协议,它提供了终端之间帧双向固定顺序传输,协议有检错但无纠错和流量控制功能,纠错和流量控制均在高层协议中完成。帧中继原理如图4所示。图4比较清楚地表示一帧的传输原理(假设终端向网络发送一个帧序列),其中帧头用a表示,它含有DLCI和一些其它
7、信息,带X的长方形表示帧中继交换机,当交换机收到此帧后按顺序完成下几项工作。(1)利用帧尾FCS检验是否有传输错误,若有则丢弃此帧。(2)查帧长是否太长或太短,DLCI=a是否已经分配,发现有任何一种错误即丢弃此帧。(3)参照路径查阅表,确立通过哪个出口链路向下一站发送。图中对于端口Y,DLCI=a的帧从端口y输出,并换上新的标识符DLCI=b,在发送此帧前因DLCI的改变需重新计算FCS。(4)在呼叫建立时,沿途经过的每一帧中继交换机均需在路
