帧中继

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二、帧中继业务

帧中继业务是在用户--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--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。

帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务，对交换虚电路及有关用户可选业务的研究正在进行之中。

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帧中继业务的属性及其意义

　 信息传递属性
值（含义）

1. 信息传递方式 帧
2. 信息传递速率 小于或等于用户信息接入通路的最大比特率和逻辑链路的吞吐量
3. 信息传递能力 不受限制
4. 结构 业务数据单元完整性
5. 通信的建立 即时/永久
6. 对称性 双向对称
7. 通信配置 点对点
　 接入属性
值（含义）

8. 接入通路 D.B或H
9. 接入协议 　
9.1 信令接入协议第1层 建议I.430或I.431 X.36
9.2 信令接入协议第2层 建议Q.921
9.3 信令接入协议第3层 建议Q.933
9.4 信令接入协议第1层 建议I.430或I.431 X.36
9.5 信令接入协议第2层核心功能 核心功能 建议Q.922
9.6 信令接入协议第2层数据链路控制 用户规定：为了与X.25和帧交换互通要求Q.922
　 一般属性
值（含义）

10. 提供的补充业务 待定
11. 服务质量 见X.144建议。注：拥塞管理将影响服务质量(QoS)(见建议I.370)
12. 互通可能性 见I.500系列建议
13. 运行与经营 待进一步研究

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三、帧交换业务

帧交换承载业务的基本特征与帧中继业务相同，其全部控制平面的程序在逻辑上是与用户面相分离的，而且物理层用户面程序使用I.430/I.431建议，链路层用户平面程序使用I.441建议的核心功能，能够对用户信息流量进行统计复用，可以保证在两个S或T参考点之间双向传送的业务数据单元的顺序。

帧交换承载业务主要完成下列功能：

1、提供帧的证实传送；
2、对传输差错、格式差错和操作差错进行检测；
3、对丢失的帧或重复的帧进行检测和恢复；
4、提供流量控制。

　

四、帧中继的基本功能

帧中继在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在LAPD帧结构中，实施以帧为单位的信息传送。网络不进行纠错、重发、流量控制等。

帧不需要确认，就能够在每个交换机中直接通过，若网络检查出错误帧，直接将其丢弃；一些第二、三层的处理，如纠错、流量控制等，留给智能终端去处理，从而简化了节点机之间的处理过程。

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帧中继承载业务有下列特点：

1、全部控制平面的程序在逻辑上是分离的；
2、第一层(物理层)的用户平面程序使用I.430/I.431建议，第二层(链路层)的用户平面程序使用Q.922建议的核心功能，能够对用户信息流量进行统计复用，并且可以保证在两个S或T参考点之间双向传送的业务数据单元的顺序。

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五、帧中继的带宽管理

帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。

1、虚电路带宽控制

帧中继网络为每个用户分配三个带宽控制参数：Bc、Be和CIR。同时，每隔Tc时间间隔对虚电路上的数据流量进行监视和控制。Tc值是通过计算得到的，Tc=Bc/CIR。

CIR是网络与用户约定的用户信息传送速率。如果用户以小于等于CIR的速率传送信息，正常情况下，应保证这部分信息的传送。Bc是网络允许用户在Tc时间间隔传送的数据量，Bc是网络允许拥护在Tc时间间隔内传送的超过Bc的数据量。

2、网络容量配置

在网络运行初期，网络运营部门为保证CIR范围内用户数据信息的传送，在提供可靠服务的基础上积累网管经验，使中继线容量等于经过该中继线的所有PVC的CIR之和，为用户提供充裕的数据带宽，以防止拥塞的发生。同时，还可以多提供一些CIR=0的虚电路业务，充分利用帧中继动态分配带宽资源的特点，降低拥护通信费用，以吸引更多用户。

随着用户数量的增加，在运营过程中，随着经验的积累，可逐步增加PVC数量，以保证网络资源的充分利用。同时，CIR=0的业务应尽量提供给那些利用空闲时间 (例如夜间)进行通信的用户，对要求较高的用户应尽量提供有一定CIR值的业务，以防止因发生阻塞而造成用户信息的丢失。

　

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六、帧中继的国际标准

1、帧中继的历史

1986年AT&T首先在其关于ISDN的技术规范中提出帧中继业务；1988年国际电信联盟(原CCITT，现ITU-T)公布第一个有关帧中继业务框架的标准I.122;1989年美国国家标准委员会(ANSI)开始帧中继技术标准的研究工作；1990年帧中继产品生产厂家CISCO、DEC、NT和STRATACOM联合创建帧中继委员会；1991年帧中继委员会改名为帧中继论坛(FR FORUM)，并开始标准的制定工作，对产品的相关技术进行研究，以保证不同厂家产品的相互兼容；1992年ITU-T和ANSI有关帧中继各方面的标准相继出台，FR FORUM的成员也增加为多个，并公布有关帧中继用户--网络接口(UNI)和网络--网络接口(NNI)的协定；1993年FR FORUM的成员增加到100多个，公布了相应的帧中继标准系列；1994-1995年帧中继技术更加成熟，标准日趋完善。

综上所述，制定帧中继标准的国际组织主要有国际电信联盟(现ITU-T，原CCITT)、美国国家标准委员会(ANSI)和帧中继论坛(FR FORUM)，这三个组织目前已制定了一系列帧中继标准。

2、ITU-T标准

I.122 帧中继承载业务框架
I.233 帧模式承载业务
I.370 帧中继承载业务的拥塞管理
I.372 帧中继承载业务的网络--网络间接口要求
I.555 帧中继承载业务的互通
I.655 帧中继网络管理
Q.922 用于帧模式承载业务的ISDN数据链路层技术规范
Q.933 1号数字用户信令(DSS1)帧模式基本呼叫控制的信令规范
X.36 通过专线线路提供FRDTS的数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)的接口
X.76 提供FRDTS的公用数据网网间接口
X.144 国际帧中继PVC业务数据网络用户信息传送性能参数

2、ANSI标准

T1S1 结构框与业务描述
T1.620 ISDN数据链路层信令规范
T1.606 帧中继承载业务描述
T1.617 帧中继承载业务的信令规范
T1.618 用于帧中继承载业务的帧协议核心部分

3、帧中继论坛标准

FRF.1 用户--网络接口实施协定
FRF.2 网络--网络接口实施协定
FRF.3 多协议包封实施协定
FRF.4 SVC用户--网络接口实施协定
FRF.5 帧中继与ATM PVC网络互通实施协定
FRF.6 帧中继业务用户网络管理实施协定
FRF.7 帧中继PVC广播业务和协议描述实施协定
FRF.8 帧中继与ATM业务互通实施协定

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第三章：帧中继协议

一、数据链路层帧方式接入协议(LAPF)

1、LAPF基本特性

LAPF(Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services)是帧方式承载业务的数据链路层协议和规程，包含在ITU-T建议Q.922中。LAPF的作用是再ISDN用户-网络接口的B、D或H通路上为帧方式承载业务，在用户平面上的数据链路(DL)业务用户之间传递数据链路层业务数据单元(SDU)。

LAPF使用I.430和I.431支持的物理层服务，并允许在ISDN B/D/H通路上统计复用多个帧方式承载连接。LAPF也可以使用其它类型接口支持的物理层服务。

LAPF的一个子集，对应于数据链路层核心子层，用来支持帧中继承载业务。这个子集称为数据链路核心协议(DL-CORE)。LAPF的其余部分称为数据链路控制协议(DL-CONTROL)。

LAPF提供两种信息传送方式：非确认信息传送方式和确认信息传送方式。

2、LAPF帧结构

LAPF的帧由5种字段组成：标志字段F、地址字段A、控制字段C、信息字段I和帧检验序列字段FCS。

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标志字段(Flag)是一个特殊的八比特组01111110，它的作用是标志一帧的开始和结束。在地址标志之前的标志为开始标志，在帧校验序列(FCS)字段之后的标志为结束标志。

地址字段A的主要用途是区分同一通路上多个数据链路连接，以便实现帧的复用/分路。地址字段的长度一般为2个字节，必要时最多可扩展到4个字节。地址字段通常包括地址字段扩展比特EA，命令/响应指示C/R，帧可丢失指示比特DE，前向显式拥塞比特FECN，后向显示拥塞比特BECN，数据链路连接标识符DLCI和DLCI扩展/控制知识比特D/C等7个组成部分。

控制字段C分3种类型的帧：信息帧(I帧)用来传送用户数据，但在传拥护数据的同时，I帧还捎带传送流量控制和差错控制信息，以保证用户数据的正确传送；监视帧(S帧)专门用来传送控制信息，当流量和差错控制信息没有I帧可以“搭乘”时，需要用S帧来传送；无编号帧(U帧)，有两个用途：传送链路控制信息以及按非确认方式传送用户数据。

信息字段I包含的是用户数据，可以是任意的比特序列，它的长度必须是整数个自己，LAPF信息字节的最大默契长度为260个字节，网络应能支持协商的信息字段的最大字节数至少为1598，用来支持例如LAN互联之类的应用，以尽量减少用户设备分段和重装用户数据的需要。

帧校验序列字段FCS是一个16比特的序列。它具有很强的检错能力，它能检测出在任何位置上的3个以内的错误、所有的奇数个错误、16个比特之内的连续错误以及大部分的大量突发错误。

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3、LAPF帧交换过程

LAPF的帧交换过程是对等实体之间在D/B/H通路或其它类型物理通路上传送和交换信息的过程，进行交换的帧有I帧、S帧和U帧。

采用非确认信息传送方式时，LAPF的工作方程十分简单，用到的帧只有一种，即无编号信号帧UI。UI帧的I段包含了用户发送的数据，UI帧到达接收端后，LAPF实体按FCS字段的内容检查传输错误，如没有错误，则将I字段的内容送到第3层实体，如有错误，则将该帧丢弃，但不论接收是否正确，接收端都不给发送端任何回答。

采用确认信息传送方式时，LAPF的帧交换分为3个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。

1)连接建立

任何一端都可以通过发送一个SABME帧来申请一条逻辑连接，这通常是对来自一个第3层实体的申请的响应。SABME帧含有数据链路连接标识符(DLCI)。LAPF实体接收该SABME帧，并发送一个连接申请指示给合适的第3层实体；如果该第3层实体以接受连接来响应，则该LAPF实体发送一个UA帧返回给对方。当对方的LAPF实体收到表示接受的UA帧时，就向上送一个证实信息给提出申请的用户。如果终点用户拒绝该连接申请，其LAPF实体就回送一个DM帧，接收DM的LAPF实体则通知其用户对方拒绝建立连接。

2)数据传递

当连接请求已被接受和证实，就建立起该连接，双方就可以在I帧中发送用户数据，并以序号0开始，I帧中的N(S)及N(R)两个字段用于流量控制和差错控制，一个发送I帧序列的LAPF将对这些帧编制序号(模128)，并将顺序号放进N(S)中，N(R)是已接收的I帧的捎带确认，它使LAPF实体能够指示它期望接收的下一个I帧的序号。

3)连接释放

任何一方LAPF实体均可启动一次切断(操作)，可以是出于它本身的原(例如出了某种故障)，或者根据它的第3层用户的请求。LAPF实体通过发送一个DISC帧给对等的实体来切断连接。对方的LAPF实体必须通过回答一个UA而接受该切断，并通知第3层用户连接已经终止。在途中的任何还未被确认的I帧均会被丢失，由较高层负责恢复。

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4、LAPF管理功能

LAPF的管理功能体现再对DLCI管理和参数管理两个方面。

1)DLCI管理

当使用帧方式承载业务时，DLCI值或者通过应用Q.93呼叫建立规程在控制平面协商，或者通过应用永久虚电路，在预订时，由管理部分来分配。一旦有DLCI值可用于分配，层管理实体向用户平面数据链路层实体发送一个MDL-ASSIGN请求原语，这个原语包含将要分配的DLCI值和相关联的DL-CEI。

2)管理参数

下表列出了LAPF的全部系统参数及其默契值，除参数N200之外，其它参数都可以由LAPF通过交换XID帧来协商和修改。

默契值LAPF的系统参数

参数 默契值 定义
T200 1.5s 对I帧或P=1的帧等待响应的时间
N203 30s 没有帧交换的最大允许时间
N200 3 一个帧重发的最多次数
N201  260八比特组 信息字段的最大长度
K 对于16kbit/s链路，k为3，对于64kbit/s链路，k为7，对于384kbit/s，k为32，对于1920kbit/s链路，k为40。 未得到确认的最大I帧数目