-.z.幀中繼綜述報告摘要幀中繼是對寬帶和廣域網坫進展敷據的重要枝術，它能滿足大容量、高速率的傳輸要求。本文簡要介紹了幀中繼技術產生的技術背景，開展的必要性;較詳細地表達了幀中繼的原理,幀中繼的技術特點,闡述了幀中繼的未來開展與實際應用。關鍵字：幀中繼；工作原理；中國公用幀中繼網；幀中繼網應用TOC\o"1-3"\h\u26253一、概述1116701.1引言164151.2技術背景2258731.3技術特點295251.4技術要求3189441.5拓撲構造4304441.6幀中繼適用情況4321111.7幀中繼與*.25協議的主要差異525731二、幀中繼網工作組建與用戶接入方式561712.1組建幀中繼網5309182.2幀中繼組網設備66732.3用戶接入618160三、中國公用幀中繼網7256163.1國家骨干網7244343.2省內網85673.3本地網8295913.4直達路由設置82335四、幀中繼應用826500五、結語97053六、參考文獻10-.z.一、概述1.1引言幀中繼是在用戶--網絡接口之間提供用戶信息流的雙向傳送，并保持信息順序不變的一種承載業務。幀中繼網絡的由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的，是繼*.25之后開展起來的通信技術之一。網絡提供兩個或多個用戶終端之間的連接，以便進展通信當傳統的模擬線路逐漸被數字光纖傳輸線路所替代，用戶終端日益智能化，且分組交換技術中的糾錯、重傳等顯得不必要時，新的數據通信方式幀中繼就出現了，并顯示出強大的開展勢頭。幀中繼是以分組交換技術為根底，在使用簡化分組交換傳輸協議相關信息的前提下，以幀〔最多可達4096Byte〕為單位進展數據傳輸與交換的信息傳輸、交換方式。由于繼承了分組交換的方式，幀中繼又叫快速分組交換。幀中繼技術所以受到人們青睞，主要有以下幾方面的原因：速度遠高于傳統的包交換技術；更適合突發性數據應用；適合高速LAN的互連；鑒于過失檢1刪和糾正由端用戶設備執行，減輕了網絡的額外處理；具有較強的圖形傳輸能力。1.2技術背景20世紀80年代以來，數字通信、光纖通信以及計算機技術取得了飛速的開展，計算機等終端的智能化和處理能力不斷提高，使得終端系統完全有能力完成原來由分組網絡所完成的功能。例如，終端系統可以進展過失糾正等。此外，分布在不同地域的局域網(LAN)之間的互連成為實際的需要。針對這些問題以及高性能光纖傳輸媒體的大量使用的事實，提出了新的快速分組傳輸處理技術——幀中繼(FR)。幀中繼設計思想非常簡單，將*.25協議規定的網絡節點之間、網絡節點和用戶設備之間每段鏈路上的數據過失重傳控制推到網絡邊緣的終端來執行，網絡只進展過失檢查，從而簡化了節點機之間的處理過程。1.3技術特點〔1〕高效性幀中繼使用統計復用技術(即帶寬按需分配)向用戶提供共享的網絡資源，每一條線路和網絡端口都可由多個終點按信息流量共享，這種技術大大提高了網絡資源的利用率；同時，由于幀中繼簡化了節點機之間協議處理，將更多的帶寬留給用戶數據，因而能向用戶提供高吞吐量、低時延業務。用戶不僅可使用預定帶寬，還可在有空余帶寬時，超過預定值"偷占〞更多的帶寬，而只需付預定帶寬的費用，真正是"物超所值〞。幀中繼伎術的這些特點對易出現突發性大數據量業務的用戶是極具吸引力的。〔2〕經濟性用戶在選擇使用幀中繼業務之前必須弄清兩個問題：是否真正滿足其高數據量、易出現突發性業務的需求；是否真正經濟實用。幀中繼中有幾個帶寬參數：承諾的信息速率(CIR)、承諾的突發尺寸(Bc)、超過的突發尺寸(Be)、承諾的時間時隔(Tc)，用戶在申請入網時必須與網絡運營者共同協商，確定這些參數。其中，CIR是一個傳送速率的門限值，當用戶傳送速率低于CIR時，正常情況下網絡保證數據的正確傳送。〔3〕可靠性由于幀中繼僅有0SI一層和二層核心功能，無糾錯和流量控制，網絡采取出錯就放棄的簡單工作方式，網絡可靠性似乎成問題。但是下文講提到的開展幀中繼業務的兩個前提條件：傳輸線路質量好，終端智能化程度高，前者保證了網絡傳輸不易出錯，即使有少量錯誤也可由后者(高智能化終端)去進展端到端的恢復。同時，網絡為保證自身的可靠性，采取了PVC管理和阻塞管理。報告接(UNI和NNI)是否依然有效；指示網絡中各PVC當前的狀態；顯示PVC的增加和刪除。因此，用戶和交換機可以清楚地了解目前網絡中的運行狀況，不向正在發生阻塞或已刪除的PVC上發送數據，以防止造成信息喪失，保證網絡充分運行。幀中繼采用顯示阻塞通知實現阻塞控制。〔4〕靈活性首先，在幀中繼網組建方面,由于幀中繼的協議十分簡單，將現有數據網上的硬件設備稍加修改，同時進展軟件升級就可實現，且操作簡便。同時，在用戶接入方面，幀中繼網絡能為多種業務類型提供共用的網絡傳送能力并對高層協議保持透明，用戶不必擔憂協議的不兼容；IBM以及很多路由器廠家均已宣布支持幀中繼UNI協議，用戶不必擔憂幀中繼網的接入問題。1.4技術要求用戶的業務要求，以業務的流量和流向為依據；易于網絡的擴展和升級；兼顧現有網絡的資源和互通；網絡建立的經濟性；網絡的可靠性和平安性；保證網絡的效勞質量。組網幀中繼網絡，應特別注意網絡可擴展性、互聯性和靈活性。所謂可擴展性是指網絡的容量〔包括節點數量、中繼線數量的擴展能力〕和用戶端口的增加〔包括各種速率的端口配置能力〕。靈活性是指幀中繼網絡對各種數據型應用的支持能力，用戶速率的可變化性和用戶的接入能力。而互連性是指幀中繼網絡應該能夠與其它網絡互通，包括設備和業務的互通。在互連能力方面應要求不同廠家的設備應在統一標準的情況下能夠互連工作。1.5拓撲構造星形拓撲、環形拓撲、等級〔樹型〕拓撲、網狀拓撲。1.6幀中繼適用情況當用戶數據通信的帶寬要求為64Kbps-2Mbit/s或更高，且通信節點多于兩個的時候，FR可在一條物理鏈路上建立多個虛電路。也就是說，用戶各節點形成樹狀構造時，由于幀中繼業務的PVC〔永久虛電路〕業務可大大降低用戶設備的投入，幀中繼就成為一種首選解決方案。低于64Kbit/S的選擇可分組交換。當通信距離較長時，尤其是城際或省際電路時，由于幀中繼費用相對較低并且具有高效性，用戶可優選幀中繼。當數據業務量為突發性時，由于幀中繼具有動態分配帶寬的功能，選用幀中繼可以有效的處理突發性數據。當用戶出于經濟性的考慮時，幀中繼的靈活計費方式和相對低廉的價格是用戶的理想選擇。例如：LAN互連，圖象文件傳送，虛擬專用網等。相對于DDN電路，幀中繼更適合于點到多點的業務。DDN的點到多點業務只能提供輪詢方式，在一段時間內，主點只能與一個從點進展通信，并且輪詢的實現要靠終端軟件輔助實現。幀中繼業務采用與分組網類似的PVC方式，可提供與所有從站并發地雙工通信能力。另外，由于幀中繼支持突發數據，也比擬適合于局域網互連或業務突發量較大的應用。用戶在申請幀中繼電路時，是以PVC為單位的。每一條PVC都要注明CIR、Bc、Be、DLCI等參數，DLCI值從16開場。1.7幀中繼與*.25協議的主要差異幀中繼是繼*.25后開展起來的數據通信方式。從原理上看，幀中繼與*.25都同屬于分組交換。與*.25協議的主要差異有：〔1〕幀中繼帶寬較寬。〔2〕幀中繼的層次構造中只有物理層和鏈路層，舍去了*.25的分組層。〔3〕幀中繼采用D通道鏈路接入規程LAPD。*.25采用HDLC的平衡鏈路接入規程LAPB。〔4〕幀中繼可以不用網絡層而只使用鏈路層來實現復用和轉接。〔5〕與*.25相比，幀中繼在操作處理上做了大量的簡化。不需要考慮傳輸過失問題，其中間節點只做幀的轉發操作，不需要執行接收確認和請求重發等操作，過失控制和流量均交由高層端系統完成，大大縮短了節點的時延，提高了網內數據的傳輸速率。二、幀中繼網工作組建與用戶接入方式2.1組建幀中繼網采用這種基于ATM技術提供幀中繼的方式，實際上是在始發和終接兩側的交換機上完成幀中繼與ATM和ATM與幀中繼的互通功能。在互通時，需要進展相應的協議轉換。互通示意圖。需要說明的是交換機在實施這些協議變換時，應按照相應的國際標準來實現，否則難以保證業務的連通。FR--SSCS應符合I.365.1建議，CPCS和SAR應符合I.362建議中的AAL5的標準，ATM應符合I.361建議。由于我國各地區經濟技術開展不平衡，建立專門幀中繼骨干網時，還應針對各地的業務需求采取不同的網絡配置。在經濟興旺、業務量大的地區配置吞吐量大、處理能力強的交換設備；其他地區配置吞吐量、處理能力較低但價格相對廉價的小型交換設備；近期尚無業務需求的遙遠地區的省會城市，可暫不配置專門的幀中繼設備，作到分層次地開展骨干網建立。2.2幀中繼組網設備節點設備根據幀中繼網絡構造層次,可將幀中繼節點設備分為三個檔次在全國骨干網和省內干線網節點上,應配置吞吐量大、端口接入速率高并有匯結能力的節點機,以保證快速、有效、經濟地傳遞各種信息。用戶節點機可根據本地具體業務開展情況,選擇吞吐量大小適宜的節點機。網管控制設備網管控制設備包括全國網NMC、省內網NMC和相應節點NMT幀中繼用戶入網設備幀中繼網上的用戶入網設備應有多種不同類型。除接入符合幀中繼UNI接口協議的幀中繼用戶終端外,也可使用幀中繼裝/拆設備(FRAD),使任何基于HDLC和SDLC的設備接入幀中繼網絡。2.3用戶接入1.局域網〔LAN〕接入方式：目前，幀中繼主要應用在LAN的互連，實踐證明，幀中繼是互連經濟、方便、靈活和投資少，收效快的最正確網絡解決方案。幀中繼的迅速開展和推廣使LAN性能價格比不斷上升，形成對幀中繼市場的正反應。LAN用戶接入幀中繼網絡主要采用以下兩種形式：LAN用戶通過路由器或網橋設備接入幀中繼網絡，其路由器或網橋具有標準的幀中繼UNI接口規程；LAN用戶通過幀中繼拆/裝設備〔FRAD〕接入幀中繼網絡。2.終端接入幀中繼網的形式：這里的終端通常是指一般PC機，也包括大型主機。大局部終端是通過FRAD設備，將非標準的接口規程轉換為標準的接口規程后接入到幀中繼網絡。如果終端自身具有標準UNI的接口規程，則可作為幀中繼終端直接接入幀中繼網絡。3.專用幀中繼網接入公用幀中繼網的形式：用戶專用幀中繼網接入公用幀中繼網時，通常將專網中的一臺交換機作為公用幀中繼網的用戶，采用標準的FRUNI接口規程接入到公用幀中繼網絡。4.建立幀中繼的必要考慮在進展幀中繼的網絡組織時，應考慮以下一些重要因素：用戶的業務要求，以業務的流量和流向為依據；易于網絡的擴展和升級；兼顧現有網絡的資源和互通；網絡建立的經濟性；網絡的可靠性和平安性；保證網絡的效勞質量。組網幀中繼網絡，應特別注意網絡可擴展性、互聯性和靈活性。所謂可擴展性是指網絡的容量〔包括節點數量、中繼線數量的擴展能力〕和用戶端口的增加〔包括各種速率的端口配置能力〕。靈活性是指幀中繼網絡對各種數據型應用的支持能力，用戶速率的可變化性和用戶的接入能力。而互連性是指幀中繼網絡應該能夠與其它網絡互通，包括設備和業務的互通。在互連能力方面應要求不同廠家的設備應在統一標準的情況下能夠互連工作。三、中國公用幀中繼網中國公用幀中繼網〔CHINAFRN〕是我國適應數據通行要求，面向公眾數據通信而建立的幀中繼網。中國公用幀中繼網依據相關因素分為3層，及國家骨干網、省內網和本地網。3.1國家骨干網國家骨干網由各省會城市、直轄市的節點組成，覆蓋全國3l個城市，其中、、、、、、**和**8個節點為骨干網樞紐節點，負責匯接、轉接骨干節點的業務和省內網、本地網的出口業務。在建網初期，除了完成上述任務外，還可直接接入幀中繼用戶。目前，國家骨干網采用不完全網狀構造，隨著業務的不斷開展及線路情況的改善，國家骨干網可逐漸過渡為完全網狀構造。中國公用幀中繼網使用美國凱訊〔CASCADE〕通信公司的幀中繼交換機B-STD*9000和ATM交換機CASCADE500組網。3.2省內網省內網由設置在省內地市的節點組成，節點之間采用不完全網狀連接。省內網提供省內長途電路和出入省的電路。省內網節點負責匯接附屬于它的本地網的業務，轉接省內節點間的業務，同時可提供用戶接入業務。3.3本地網在省內城市、地區、縣等可根據需求組建本地網，由本地的節點采用不完全網狀連接。本地網負責轉接本地網節點間的業務，提供用戶接入業務，其節點功能與省內網節點功能一樣。3.4直達路由設置為了*些地區對外通信的特殊需要，在合理的情況下，節點之間可按業務需要設置直達路由。四、幀中繼應用幀中繼業務應用十分廣泛，可用于塊交互數據，實現高分辨率圖形數據傳輸；文件傳輸，多用于傳送長文件，利用幀中繼的復用能力支持多個低速率復用；字符交互，以短幀、短時延和低流量的特點用于文字編輯；互連局域網，通過網橋和路由器互連局域網時采用幀中繼是比擬有效的。下面再以幾個永久虛電路業務實例予以說明：1.局域網互連通過網橋和路由器互連局域網時采用幀中繼是比擬有效的。幀中繼協議的"流水線〞特性特別適用于局域網產生的突發性、高速率和大流量的數據。對局域網的數據幀進展中繼轉發時，需要采用可變長度的幀格式，并盡可能減少轉換處理軟件，這正是幀中繼的特點。在已建成的幀中繼網絡中，進展局域網互連的用戶數量占90％以上，因為幀中繼很適合為局域網用戶傳送大量的突發性數據。