远程数据通信与广域网络2-2

1、远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章远程数据通信技术远程数据通信技术 关于数据通信的若干基本概念关于数据通信的若干基本概念 租用线路与数字数据网租用线路与数字数据网(DDN) 综合业务数字网综合业务数字网ISDN 帧中继技术帧中继技术2.3 综合业务数字网综合业务数字网(ISDN)2.3.1 ISDN基本概念与业务基本概念与业务2.3.2 ISDN的传输结构的传输结构2.3.3 用户网络接口用户网络接口2.3.4 ISDN的体系结构的体系结构2.3.5 ISDN协议体系协议体系2.3.6 ISDN的应用的应用远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3

2、.1 ISDN基本概念与业务基本概念与业务综合业务数字网综合业务数字网ISDN：使各种不同的业使各种不同的业务务(语音、数字及图象等语音、数字及图象等)，在经过数字化，在经过数字化后，都在一个网络中传输后，都在一个网络中传输。ITU-T (CCITT)定义：定义：“ISDN是由电话是由电话IDN发展起来的一个网络，它提供端到发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音的、非声音的，用户的接入是通过声音的、非声音的，用户的接入是通过有限的多用户网络接口标准来实现的有限的多用户网络接口标准来实现的”。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与

3、广域网络：第2章章2.3.1 ISDN基本概念与业务基本概念与业务( (续续) )主要业务包括：语音、数据、电传、主要业务包括：语音、数据、电传、传真、图文电视和交互电视等。传真、图文电视和交互电视等。ITU-T制定了制定了ISDN的标准，由的标准，由I-100至至I-600系列和系列和Q.900、Q.1200系列建议。系列建议。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章ISDN用户用户-网络连接图网络连接图LAN数字管道数字管道分组交换网分组交换网电路交换网电路交换网其它网络其它网络数据库数据库其它服务其它服务用户用户ISDN接口接口ISDN中心中心局局电话电话终端终端PBX

4、2.3.2 ISDN的的传输结构传输结构基本信道结构：基本信道结构： B信道：信道：64kbps数字通路，用于数字数据或语数字通路，用于数字数据或语音等的传输；音等的传输； D信道：信道：16kbps或或64kbps，通常用作带外信令通常用作带外信令的数字通路，也可传输数据、语音等；的数字通路，也可传输数据、语音等； H信道：高速数字通路，传输率可为信道：高速数字通路，传输率可为384kbps (H0)、 1536kbps (H11)和和 1920kbps (H12)，用用来高速传输数据、语音等。来高速传输数据、语音等。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.2 2.

5、3.2 ISDNISDN的的传输结构传输结构( (续续) )用户接入速率：用户接入速率： 基本速率服务基本速率服务(Basic Rate)：2B+D； 在实际工程中，可将若干基本速率服务在实际工程中，可将若干基本速率服务结合起来使用，如结合起来使用，如3(2B+D)。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章B1、B2（64k）2B+DD（16k)144k或或192k2.3.2 2.3.2 ISDNISDN的的传输结构传输结构( (续续) )用户接入速率：用户接入速率： 基群速率服务基群速率服务(Primary Rate)：23B+D (美国美国、日本、日本)， 30B+D (

6、欧洲、中国等欧洲、中国等)； 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章B1到到B23 或或B30（64k）23B+DD（64k)1.5M或或2M2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口ISDN功能组，功能组，与与ISDN用户用户-网络接口相网络接口相关的硬件，可按其功能进行分组：关的硬件，可按其功能进行分组： NT1：网络端接器网络端接器1，物理层设备，物理层设备(layer 1)； NT2：网络端接器网络端接器2，支持多路复用协议处理，支持多路复用协议处理(layer 2, 3)； 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接

7、口网络接口( (续续) )ISDN功能组功能组(下图下图)： TE1：终端设备终端设备1，ISDN终端；终端； TE2：终端设备终端设备2，非，非ISDN终端，通过终端，通过TA与与ISDN网络连接；网络连接； TA：终端适配器。终端适配器。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章TE1TE2TANT2NT1NT2NT1NT12RTUS线线 路路 端端 接接2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口( (续续) )网络端接器网络端接器： 是用户传输线路的端接装置，是实现在普通电是用户传输线路的端接装置，是实现在普通电话线上进行数字信号传送和接收的关键设备，话线上进行数字信号传

8、送和接收的关键设备，是是ISDN中心中心局交换机和用户的终端设备之间局交换机和用户的终端设备之间的接口设备。的接口设备。 安装于用户处，是实现安装于用户处，是实现N-ISDN功能的所必须的。功能的所必须的。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口( (续续) )NT1： NT1有两个接口，即有两个接口，即“U接口接口”和和“S/T接口接口”。U接口与电信局电话线相接，接口与电信局电话线相接，S/T接口则为用户接口则为用户端接口，可为用户接入数字电话或数字传真机端接口，可为用户接入数字电话或数字传真机等等TE1设备、终端适配器设备、终

9、端适配器TA和和PC卡等多个卡等多个ISDN终端设备，适合家庭用户使用。终端设备，适合家庭用户使用。 可可向用户提供向用户提供2B+D二线双向传输能力，完成线二线双向传输能力，完成线路传输码型的转换，并实现回波抵消数字传输路传输码型的转换，并实现回波抵消数字传输技术。技术。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口( (续续) )NT1： 能以点对点的方式最多支持能以点对点的方式最多支持8个终端设备接入，个终端设备接入，可使多个可使多个ISDN用户终端设备合用一个用户终端设备合用一个D信道，信道，并向用户终端和并向用户终端和ISDN中

10、心中心局交换机之间传递局交换机之间传递激活与去激活的控制信激活与去激活的控制信息息。 完成维护功能，使电话局能通过该设备进行环完成维护功能，使电话局能通过该设备进行环路测试等。路测试等。 具有功率传递功能，能够从电话线路上吸取来具有功率传递功能，能够从电话线路上吸取来自电话局的直流电能，以便在用户端发生停电自电话局的直流电能，以便在用户端发生停电时实现远端供电，保证终端设备的正常通信。时实现远端供电，保证终端设备的正常通信。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口( (续续) )NT2： 主要提供主要提供30B+D的四线双向传输能力，

11、完成定的四线双向传输能力，完成定时和维护功能。应用于时和维护功能。应用于ISDN小交换机小交换机、LAN等的终端控制设备，还具有用户室内线路交换等的终端控制设备，还具有用户室内线路交换和集线功能。和集线功能。 原则上原则上ISDN路由器、拨号服务器、反向复用器路由器、拨号服务器、反向复用器等都是等都是NT2设备。适合中小企业用户使用。设备。适合中小企业用户使用。NT：部分生产厂家提供的用户终端设备包括了部分生产厂家提供的用户终端设备包括了两类两类NT功能功能(NT1+NT2)，俗称，俗称u接口接口。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接口网

12、络接口( (续续) )终端适配器终端适配器TA： 其功能就是使得现有的非其功能就是使得现有的非ISDN标准终端标准终端(例如例如模拟话机、模拟话机、G3传真机、分设备、传真机、分设备、PC机机)能够在能够在ISDN上运行，为用户在现有终端上提供上运行，为用户在现有终端上提供ISDN业务。业务。 是应用最广泛的是应用最广泛的ISDN终端设备，最终端设备，最基基本的应用本的应用是作为个人是作为个人计算机计算机与与ISDN桥梁，使桥梁，使之之可以灵可以灵活、高速的接入因特网、局域网或与其它个人活、高速的接入因特网、局域网或与其它个人计算机计算机进行数据通信进行数据通信。远程数据通信与广域网络：第远程

13、数据通信与广域网络：第2章章2.3.3 用户用户- -网络接口网络接口( (续续) )ISDN参考点参考点(前图前图)： U (User)参考点参考点：连接：连接NT1和和ISDN交换机；交换机； T (Terminal)参考点参考点：NT1与用户设备的接口；与用户设备的接口； S (System)参考点参考点：NT2 (ISDN PBX)和和ISDN终终端的接口；端的接口； R (Rate)参考点参考点：终端适配器：终端适配器TA与非与非ISDN终端终端的接口。的接口。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.4 ISDN体系结构体系结构窄带窄带ISDN网络的体系结构

14、网络的体系结构(下图下图)包括包括： 新的物理接口新的物理接口(连接器连接器)； 数字用户环路数字用户环路； 多种传输服务多种传输服务。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章ISDNSwitchISDNSwitch网网络络端端接接终终端端设设备备用户站点或用户站点或服务提供商服务提供商ISDN网络网络用户设施用户设施数字用户环路数字用户环路至中心局至中心局用户与用户与ISDN接口接口64kbps非交换传输非交换传输64kbps交换传输交换传输64kbps电电路非交换传输路非交换传输64kbps电路交换传输电路交换传输分组交换传输分组交换传输帧模式传输帧模式传输共路信令传输共

15、路信令传输ISDN的的体系结构体系结构2.3.4 ISDN体系结构体系结构( (续续) )物理接口物理接口(连接器连接器)： 通过同一接口可连接电话、计算机、可视图文终端、通过同一接口可连接电话、计算机、可视图文终端、数字数字PBX、局域网等。局域网等。NT1接口，提供基本服务接口，提供基本服务2B+D。在在用户用户设施上的设备有网络端接器设施上的设备有网络端接器(NT)和用户终端设和用户终端设备备(TE)。 用户环路用户环路： 从用户设施上的网络端接器从用户设施上的网络端接器(NT)到到ISDN中心局的物理中心局的物理信号通路，支持基本服务接口信号通路，支持基本服务接口(BRI)和主群服务和

16、主群服务(PRI)，全双工，使用铜双绞线全双工，使用铜双绞线。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.4 ISDN体系结构体系结构( (续续) )传输设施传输设施：ISDN中心局将用户环路连接到中心局将用户环路连接到ISDN数字网络上，使其能够利用多种低层传数字网络上，使其能够利用多种低层传输设施。输设施。 电路交换传输，电路交换传输，64kbps； 非交换传输，例如非交换传输，例如64kbps专线；专线； 分组交换，与其它分组交换网络类似，如分组交换，与其它分组交换网络类似，如X.25网络；网络； 帧模式传输，支持帧中继传输；帧模式传输，支持帧中继传输； 共路信令传

17、输，用来控制网络传输，提供呼叫控制共路信令传输，用来控制网络传输，提供呼叫控制。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.5 ISDN协议体系协议体系参考参考模型模型: 针对针对ISDN结构的特点，结构的特点，ITU-T I.320定义了更为定义了更为复杂的协议体系结构参考模型复杂的协议体系结构参考模型(下图下图)； OSI7层模型无法表示层模型无法表示ISDN协议体系，原因是在协议体系，原因是在D信道运行控制信令协议，建立、维护和终止信道运行控制信令协议，建立、维护和终止B、H信道上的连接，无法纳入信道上的连接，无法纳入OSI7层模型结层模型结构构；远程数据通信与广

18、域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章物理介质物理介质控制平面控制平面用户平面用户平面平面管理功能平面管理功能7654321协议体系协议体系的总体视图的总体视图2.3.5 ISDN协议体系协议体系( (续续) )参考参考模型模型: ISDN协议体系定义了用户协议体系定义了用户-网络和用户网络和用户-用户间用户间的接口，分为控制协议块、用户协议块和平面的接口，分为控制协议块、用户协议块和平面管理功能三个部分。管理功能三个部分。 主要定义了主要定义了1-3层协议。用户协议：用于传输用层协议。用户协议：用于传输用户信息，如户信息，如X.25协议。控制协议：支持协议。控制协议：支持ISDN信令。信

19、令。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.3.5 ISDN协议体系协议体系( (续续) )主要协议主要协议(下图下图): 高层：端高层：端-端用户信令端用户信令； 网络层：呼叫控制网络层：呼叫控制Q.931，X.25分组子层分组子层； 链路层：链路层：LAPD，LAPB，LAPF (用于帧中继用于帧中继)； 物理层：物理层：I.430 (BRI)，I.431 (PRI)。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章用户用户- -网络界面的网络界面的ISDN协议体系协议体系I.430.430基本速率接口基本速率接口 / / I.431I.431基群速率接口基

20、群速率接口物理层物理层D D 信道信道链路层链路层网络层网络层高层高层协议协议信令信令B B 信道信道分组分组电路交换电路交换半永久电路半永久电路分组交换分组交换LAPD(I.441/Q.921)LAPD(I.441/Q.921)I.465/V.120I.465/V.120或帧中继或帧中继LABPLABP呼叫控制呼叫控制 ( (I.451/Q.931)I.451/Q.931)端端- -端用户信令端用户信令X.25X.25分组级分组级X.25X.25分组级分组级2.3.6 ISDN的应用的应用接入接入Internet: 非非ISDN设备，例如设备，例如PC机，需要通过机，需要通过ISDN适配适配

21、器或适配卡与器或适配卡与ISDN网络连接网络连接。局域网互连局域网互连: 如果通过如果通过ISDN和路由器连接局域网，则路由器和路由器连接局域网，则路由器必须要能够支持必须要能够支持ISDN；注意路由器的接口速注意路由器的接口速率率(BRI，PRI)。 下图是通过下图是通过ISDN连接局域网的典型连接方式，连接局域网的典型连接方式，S1、S2是是ISDN交换机，交换机，R1、R2、R3是路由器。是路由器。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章ISDN连接局域网的典型方式连接局域网的典型方式R1S1S2R2R3用户线路用户线路 LAN A LAN C LAN B 2.3.6

22、ISDN的应用的应用( (续续) )电视会议应用电视会议应用: 下下图是一个基于图是一个基于ISDN的全国性电视会议的全国性电视会议系统的示意图。系统的示意图。 在在ISDN信道上传送会议电视，其传输率信道上传送会议电视，其传输率为为384Kbit/s到到2Mbit/s。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4 帧中继技术帧中继技术2.4.1 帧中继概念帧中继概念2.4.2 帧中继网络的组成帧中继网络的组成2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构2.4.4 帧中继协议帧中继协议2.4.5 帧中继在帧中继在LAN/WAN互连中的应用互连中的应用2.4.6 帧中继的

23、拥塞控制帧中继的拥塞控制2.4.7 帧中继用户接入及帧中继设备帧中继用户接入及帧中继设备远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念基本基本概念概念: 帧中继属于快速分组交换技术帧中继属于快速分组交换技术，可看作是简化可看作是简化的的X.25协议协议； 帧中继帧中继(Frame Relay)是在是在ISDN标准体系研究标准体系研究工作中所工作中所发展起来发展起来的最重要的新技术；的最重要的新技术； 虽然帧中继是为虽然帧中继是为ISDN设计的，但在非设计的，但在非ISDN网网络中也得到了广泛的应用。络中也得到了广泛的应用。远程数据通信与广域网络：第远

24、程数据通信与广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念( (续续) )帧中继的提出帧中继的提出: 在网络发展的初期，线路的特点是：容易受噪在网络发展的初期，线路的特点是：容易受噪声干扰，误码率较高。声干扰，误码率较高。X.25 采取了一系列的检采取了一系列的检测、纠错措施测、纠错措施，每个节点都需要对接收的帧做每个节点都需要对接收的帧做正确性的检查，发现错误要进行纠错，或要求正确性的检查，发现错误要进行纠错，或要求重发。重发。 采用光纤数字网，可减少节点对分组处理的时采用光纤数字网，可减少节点对分组处理的时间，大大减小误码率。间，大大减小误码率。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与

25、广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念( (续续) )帧中继的提出帧中继的提出: 为为减少节点对分组处理的时间，帧中继以简化减少节点对分组处理的时间，帧中继以简化的方式交换和传输数据单元。的方式交换和传输数据单元。 基本思想：当一基本思想：当一个个节点收到一个帧的首部时，节点收到一个帧的首部时，只要查出其中的目的地址只要查出其中的目的地址，就立即转发该帧，就立即转发该帧，而不管其中是否有错。即在这些转发数据帧的而不管其中是否有错。即在这些转发数据帧的中间节点上不进行差错处理，中间节点上不进行差错处理，省去帧的顺序控省去帧的顺序控制和重发控制，制和重发控制，从而从而减轻通信设备的处理

26、负担，减轻通信设备的处理负担，减少帧在这些节点的时延减少帧在这些节点的时延。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念( (续续) )帧中继的帧中继的差错差错检测检测: 当某个节点收到帧的全部内容时才检测错误当某个节点收到帧的全部内容时才检测错误，一旦检测出错误，立即中止该帧的传输，并将一旦检测出错误，立即中止该帧的传输，并将中止该帧传输的命令下达到下一节点中止该帧传输的命令下达到下一节点； 当每一节点接到终止传输命令时，立即中止传当每一节点接到终止传输命令时，立即中止传输，从而逐一节点地杜绝了错误帧的传输输，从而逐一节点地杜绝了错误帧的传输；

27、在检查出错误后，立即在检查出错误后，立即由源站使用高层协议由源站使用高层协议(而而不是帧中继协议不是帧中继协议)发出发出“重发此帧重发此帧”的请求。的请求。重复上述过程重复上述过程，直至正确的帧到达目的地为止。，直至正确的帧到达目的地为止。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念( (续续) )帧中继的基本特点帧中继的基本特点: 帧中继工作在帧中继工作在OSI的物理层和数据链路层，执的物理层和数据链路层，执行它的交换功能。行它的交换功能。 帧中继是在帧中继是在X.25基础上发展起来的、采用基础上发展起来的、采用HDLC为核心技术，便于与原有的大

28、量的为核心技术，便于与原有的大量的X.25设备兼容。设备兼容。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.1 帧中继概念帧中继概念( (续续) )帧中继的基本特点帧中继的基本特点(续续): 帧中继中的中间节点只转发帧而不发送确认信帧中继中的中间节点只转发帧而不发送确认信息，只有在目的节点收到一正确帧后才回送一息，只有在目的节点收到一正确帧后才回送一个确认信息个确认信息； 帧中继网络将节点间分组重发和流量控制、差帧中继网络将节点间分组重发和流量控制、差错恢复、拥塞处理程序等，从网内移到网外设错恢复、拥塞处理程序等，从网内移到网外设备和终端系统，简化交换过程，降低网络时延备

29、和终端系统，简化交换过程，降低网络时延； 上述上述第三层处理由端系统执行，简化也免除了第三层处理由端系统执行，简化也免除了链路层指定逻辑连接和选择路由的工作。链路层指定逻辑连接和选择路由的工作。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.2 帧中继网络的组成帧中继网络的组成物理网络表示物理网络表示: 帧中继通常是在帧中继通常是在DDN或其它高速网络的基础上或其它高速网络的基础上组成的组成的，一个典型的物理，一个典型的物理网络如下图所网络如下图所示，示，其其中的中的FRS为帧中继交换机为帧中继交换机。逻辑逻辑网络表示网络表示: 从用户的角度，可将帧中继网络看作一个整体，从

30、用户的角度，可将帧中继网络看作一个整体，用户连接方式如再下页图所示用户连接方式如再下页图所示。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章帧中继网络的组成帧中继网络的组成 FRSFRSFRSFRS网桥网桥CSU/DSURouterRouter广域网广域网PSTN，X.25Router帧中继帧中继在这里在这里工作工作HostBridge帧中继网络的逻辑表示帧中继网络的逻辑表示 路由器路由器1路由器路由器2路由器路由器3帧中继服务帧中继服务 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.2 帧中继网络的组成帧中继网络的组成 帧中继的逻辑连接的复用和交换都在第二层

31、处帧中继的逻辑连接的复用和交换都在第二层处理。理。 帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务，帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务，一般分为交换虚电路一般分为交换虚电路 SVC 和永久虚电路和永久虚电路 PVC 两种。参见下图。两种。参见下图。 帧中继网络通常为相隔较远的一些局域网提供帧中继网络通常为相隔较远的一些局域网提供链路层的永久虚电路服务，其优点是在通信时链路层的永久虚电路服务，其优点是在通信时可省去建立连接的过程。可省去建立连接的过程。 如果有如果有 N 个路由器需要用帧中继网络进行连接，个路由器需要用帧中继网络进行连接，那么就一共需要有那么就一共需要有 N(N 1)/2 条永久虚电

32、路。条永久虚电路。 帧中继网帧中继网帧中继交换机帧中继交换机路由器路由器局域网局域网局域网局域网虚电路虚电路路由器路由器帧中继提供虚电路服务帧中继提供虚电路服务帧中继网帧中继网路由器路由器局域网局域网局域网局域网虚电路虚电路路由器路由器虚电路像一条专用电路虚电路像一条专用电路用户看不见帧中继网络内的帧中继交换机用户看不见帧中继网络内的帧中继交换机帧中继永久虚电路帧中继永久虚电路业务业务模型模型帧中继帧中继的的标准标准: 帧中继采用的标准是帧中继采用的标准是LAPD、LAPE/Q.922和和I.122，其中定义了帧中继服务的永久虚电路其中定义了帧中继服务的永久虚电路PVC。 采用的另一标准是采用

33、的另一标准是Q.931， 定义了对帧中继服定义了对帧中继服务的交换虚电路务的交换虚电路SVC的呼叫建立过程的呼叫建立过程。 LAPD是一组是一组OSI第二层协议，用于第二层协议，用于ISDN的的D信道，是帧中继标准的基础信道，是帧中继标准的基础，LAPD对应的对应的ITU-T建议书是建议书是I.441/Q.921。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构( (续续) )帧中继帧中继的的标准标准: LAPE和和LAPF对应的对应的ITU-T建议书是建议书是Q.922，其中其中“E”

34、表示表示“扩展扩展”，“F”表示表示“帧中继帧中继”。帧中继模式的承载服务帧中继模式的承载服务: ITU-T I.233定义了帧中继业务，其定义了帧中继业务，其基本网络业基本网络业务是在务是在D、B或或H信道上传送数据链路帧。信道上传送数据链路帧。帧中继服务帧中继服务的的特点特点: 用户用户-网络接口可建立多个虚呼叫或永久虚电网络接口可建立多个虚呼叫或永久虚电路，到达多个目的地；路，到达多个目的地；远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构( (续续) )帧中继服务帧中继服务的的特点特点: 对于虚呼叫，控制信令以逻辑上独立的方式通

35、对于虚呼叫，控制信令以逻辑上独立的方式通过过D信道信令协议执行；信道信令协议执行； 用户数据以帧的形式传输，使用用户数据以帧的形式传输，使用LAPF (Link Access Procedure for Frame-mode Bearer Service); 网络保持在网络保持在S或或T参考点传输的帧的顺序，丢参考点传输的帧的顺序，丢弃受影响失序的帧；弃受影响失序的帧； 网络检测传输、格式和运行错误，丢弃受影响网络检测传输、格式和运行错误，丢弃受影响出错的帧。出错的帧。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构( (续续) )用户

36、用户-网络接口的协议体系结构网络接口的协议体系结构(见下见下图图): 按照按照ISDN协议体系结构，物理层为协议体系结构，物理层为I.430/I.431； 控制平面，数据链路层为控制平面，数据链路层为LAPD (Q.921)或或Q.922，提供可靠的数据链路控制服务，用于提供可靠的数据链路控制服务，用于交换交换Q.931/Q.933控制信令；控制信令； 用户平面，数据链路层为用户平面，数据链路层为LAPF (Q.922) 核心，核心，NT设备只支持到设备只支持到LAPF的核心功能，的核心功能，TE设备可设备可实现较高层次的功能，例如包括实现较高层次的功能，例如包括LAPF的控制的控制功能功能。

37、 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章用户用户- -网络界面协议体系网络界面协议体系 OSI层层 控制平面控制平面 用户平面用户平面 用户平面用户平面 控制平面控制平面 Q.931/Q933 用户可选的用户可选的TE功能功能 321Q.921Q.922 Q.922核心功能核心功能 Q.922核心功能核心功能 I.430/I.431 I.430/I.431 Q.931/Q933 Q.921Q.922 S/T 用户用户(TE) 网络网络(NT) 帧中继协议的层次结构帧中继协议的层次结构用户特有DL-控制DL-核心物理层用户特有DL-控制DL-核心物理层D L - 核心物理层层

38、2层1用户用户网络层7到层3帧中继帧中继核心核心(DL-核心，核心， Q.922)功能功能: 帧中继系统必须能够对信道上的帧进行定界和帧中继系统必须能够对信道上的帧进行定界和对齐，因此在接收端用标志字段来识别一个帧对齐，因此在接收端用标志字段来识别一个帧的开始和结束的开始和结束，在发送端进行比特填充，在接在发送端进行比特填充，在接收端去除比特填充；收端去除比特填充； 通过使用帧中的数据链路连接符通过使用帧中的数据链路连接符DLCI字段，字段，支持虚电路的多路复用和多路分解支持虚电路的多路复用和多路分解；远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中

39、继协议体系结构( (续续) )核心功能核心功能: 在零比特插入之前和零比特去除之后对帧进行在零比特插入之前和零比特去除之后对帧进行检查，确保其在整数个字节处对齐；检查，确保其在整数个字节处对齐； 对帧进行检查，确保其在规定的长度范围以内；对帧进行检查，确保其在规定的长度范围以内； 检测传输差错、格式问题和其它操作差错。检测传输差错、格式问题和其它操作差错。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构( (续续) )帧中继帧中继的的主要主要技术特点：技术特点：数据链路连接标识符数据链路连接标识符(DLCI)链路差错检验：链路差错检验：

40、帧校验序列帧校验序列(FCS)采用循环采用循环冗余校验冗余校验(CRC)操作操作拥塞控制拥塞控制流量控制流量控制网络网络- -网络接口网络接口(NNI) 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.3 帧中继协议体系结构帧中继协议体系结构( (续续) )2.4.4 帧中继帧中继协议协议数据链路层帧方式接入协议数据链路层帧方式接入协议(LAPF)帧中继的帧格式帧中继的帧格式数据链路层核心协议数据链路层核心协议帧中继的寻址功能帧中继的寻址功能 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.4 帧中继协议帧中继协议(续续)LAPF协议协议基本特性基本特性:

41、LAPF是帧方式承载业务的数据链路层协议和是帧方式承载业务的数据链路层协议和规程，包含在规程，包含在ITU-T建议建议Q.922中。中。 LAPF的作用是在的作用是在ISDN用户用户-网络接口的网络接口的B、D或或H通路上为帧方式承载业务，在用户平面上通路上为帧方式承载业务，在用户平面上的数据链路的数据链路(DL)业务用户之间传递数据链路层业务用户之间传递数据链路层业务数据单元业务数据单元(SDU)。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.4 帧中继帧中继协议协议(续续)LAPF协议协议基本特性基本特性: LAPF使用使用I.430和和I.431支持的物理层服务，并

42、支持的物理层服务，并允许在允许在ISDN B/D/H通路上统计复用多个帧方通路上统计复用多个帧方式承载连接。式承载连接。LAPF也可以使用其它类型接口也可以使用其它类型接口支持的物理层服务。支持的物理层服务。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.4 帧中继帧中继协议协议(续续)LAPF协议协议基本特性基本特性: LAPF的一个子集，对应于数据链路层核心子的一个子集，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数据链路核心协议(DL-CORE)。LAPF的其余的其余部分称为数据链路控制协议部分称

43、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。送方式和确认信息传送方式。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.4 帧中继协议帧中继协议(续续)LAPF帧结构，由帧结构，由5种字段组成种字段组成 (下图下图)LAPF帧交换过程帧交换过程LAPF管理功能管理功能 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章LAPF的帧结构的帧结构LAPF帧结构帧结构的的标志与信息字段标志与信息字段标志字段标志字段(Flag)是一个特殊的八比特组是一个特殊的八比特组0111

44、1110，它的作用是标志一帧的开始和，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结束。在地址标志之前的标志为开始标志，在帧校验序列（志，在帧校验序列（FCS）字段之后的）字段之后的标志为结束标志标志为结束标志。信息字段信息字段(I)包含的是用户数据，可以是包含的是用户数据，可以是任意的比特序列，它的长度必须是整数任意的比特序列，它的长度必须是整数个字节。个字节。LAPF帧结构帧结构的的地址字段地址字段地址字段的主要用途是区分同一通路上多个数地址字段的主要用途是区分同一通路上多个数据链路连接，以便实现帧的复用据链路连接，以便实现帧的复用/分路。地址字分路。地址字段（段（A）的长

45、度一般为）的长度一般为2个字节，必要时最多可个字节，必要时最多可扩展到扩展到4个字节。地址字段通常包括个字节。地址字段通常包括7个组成部个组成部分，格式如下图所示：分，格式如下图所示： 地址字段扩展比特地址字段扩展比特(EA) 命令命令/响应指示响应指示(C/R) 帧可丢失指示比特帧可丢失指示比特(DE) 前向显式拥塞比特前向显式拥塞比特(FECN) 后向显示拥塞比特后向显示拥塞比特(BECN) 数据链路连接标识符数据链路连接标识符(DLCI) DLCI扩展扩展/控制指示比特控制指示比特(D/C)字节字节 123456781EA 0 C/R DLCI(高阶比特高阶比特) 2EA 0 DEBEL

46、NFECNDLCI(低阶比特低阶比特)3EA 1 D/C DLCI(低阶比特低阶比特) 或或DL - CORE控制控制 注：注： 在使用在使用3个字节或个字节或4个字节格式时，当个字节格式时，当D/C =0时，表时，表示该字节包含示该字节包含DLCI信息；当信息；当D/C =1时，表示包含时，表示包含DL - CORE控制信息。控制信息。高位高位DLCIC/REA(0)DLCIFECNBECNDEEA(0)DLCIEA(0)低位低位DLCI或或DL-核心控制核心控制D/CEA(1) DLCI用来标识用户网络接口或网络网路接口用来标识用户网络接口或网络网路接口上承载通路的虚连接。上承载通路的虚连

47、接。数据链路连接标识符（数据链路连接标识符（DLCI）是和数据链路）是和数据链路连接两端处的连接端点标识符（连接两端处的连接端点标识符（CEI）相关）相关的。的。连接端点标识符（连接端点标识符（CEI）是来用识别在数据）是来用识别在数据链路层和第三层之间通过的各消息单元的。链路层和第三层之间通过的各消息单元的。DLCI的默认长度为的默认长度为10个比特，通过使用个比特，通过使用EA比特可以扩展为比特可以扩展为16个比特或个比特或23个比特，下表个比特，下表给出了地址长度为给出了地址长度为2个字节的个字节的DLCI的可能的的可能的值。值。 DLCI 功能功能 0 通路内信令（必要时）通路内信令（

48、必要时） 115 保留保留 16511 网络任选项，适用于非网络任选项，适用于非D通路，通路， 可用来支持用户信息可用来支持用户信息 512991 数据链路连接标识符，用来支持数据链路连接标识符，用来支持 用户信息用户信息 9921007 用于第二层帧方式承载业务管理用于第二层帧方式承载业务管理 10081022 保留保留 1023 通路内第二层管理（必要时），通路内第二层管理（必要时）， 适用于非适用于非D通路通路 2.4.4 帧中继帧中继协议协议(续续)数据链路层核心协议数据链路层核心协议: 帧中继承载业务使用帧中继承载业务使用Q.922协议的协议的“核心核心”协议作为数据链路层协议，并透

49、明地传协议作为数据链路层协议，并透明地传递递DL-CORE服务用户数据。服务用户数据。 帧帧中继核心层的帧结构，由中继核心层的帧结构，由4种字段组种字段组成成 (下图下图)。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章帧帧中继核心层帧结构中继核心层帧结构2.4.4 帧中继帧中继协议协议(续续)数据链路层数据链路层核心协议核心协议(续续): 数据链路层核心协议在数据链路层核心协议在ISDN协议结构中协议结构中的位置的位置(下图下图) 数据链路层核心业务的数据传送功能数据链路层核心业务的数据传送功能 帧中继层管理功能帧中继层管理功能远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第

50、2章章帧帧中中继继协协议议关关系系图图 2.4.4 帧中继协议帧中继协议(续续)帧中继的寻址功能帧中继的寻址功能: 帧中继以帧中继以“虚电路虚电路”(VC)机制为每一帧提供地址信息，机制为每一帧提供地址信息，每一条线路和每一个物理端口可容纳许多虚电路，用每一条线路和每一个物理端口可容纳许多虚电路，用户之间通过虚电路进行连接。户之间通过虚电路进行连接。 在每一帧的帧头中都包含虚电路号在每一帧的帧头中都包含虚电路号 (DLCI)，这是每一这是每一帧的地址信息，每一个节点机中都存在帧的地址信息，每一个节点机中都存在PVC路由表，路由表，当帧进入网络时，节点机通过当帧进入网络时，节点机通过DLCI值识

51、别帧的去向。值识别帧的去向。 DLCI只具有本地意义，并非指终点的地址，而只是识只具有本地意义，并非指终点的地址，而只是识别用户与网络间以及网络与网络间的逻辑连接。别用户与网络间以及网络与网络间的逻辑连接。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.4 帧中继协议帧中继协议(续续)帧中继的寻址功能帧中继的寻址功能: 帧中继的虚电路是由多段帧中继的虚电路是由多段DLCI的逻辑连接链的逻辑连接链接而构成的端到端的逻辑链路。接而构成的端到端的逻辑链路。 当用户数据信息被封装在帧中进入节点机后，当用户数据信息被封装在帧中进入节点机后，首先识别帧头中的首先识别帧头中的DLCI，然

52、后然后在在PVC路由表路由表中找出对应的下段中找出对应的下段PVC的号码的号码DLCI，从而将从而将帧准确地送往下一节点机。帧准确地送往下一节点机。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.5 帧中继在帧中继在LAN/WAN互连中互连中的应用的应用帧中继技术适用于以下三种情况帧中继技术适用于以下三种情况: 用户数据通信带宽要求为用户数据通信带宽要求为64kbit/s2Mbit/s，而而参与通信的各方多于两个的时候参与通信的各方多于两个的时候； 通信距离较长时，应优选帧中继通信距离较长时，应优选帧中继，因为帧中继因为帧中继的高效性使用户可以享有较好的经济性的高效性使用户可

53、以享有较好的经济性； 当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。理突发性数据。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章2.4.5 帧中继在帧中继在LAN/WAN互连中互连中的应用的应用(续续)用于多用于多个个局域网与广域网的互连局域网与广域网的互连: 采用采用DDN或租用线路的路由器构成全网状的互或租用线路的路由器构成全网状的互连方式，需要的连接线路较多，若将连方式，需要的连接线路较多，若将5个个LAN连接连接成成广域网共需广域网共需10条租用线

54、，不灵活也不经条租用线，不灵活也不经济。若以帧中继网代替网状网构成逻辑网状网，济。若以帧中继网代替网状网构成逻辑网状网，提供逻辑环路拓扑、自动路由选择和多个连接提供逻辑环路拓扑、自动路由选择和多个连接的带宽共享，则可获得大量的虚拟电路。当的带宽共享，则可获得大量的虚拟电路。当LAN数量数量很很多时，帧中继取代线路的数量更明多时，帧中继取代线路的数量更明显显(由原来的由原来的10个减至个减至5个个)。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章帧中继网络的示意图帧中继网络的示意图2.4.5 帧中继在帧中继在LAN/WAN互连中互连中的应用的应用(续续)应用实例应用实例: 某公司为向

55、其下属单位提供有关业务及某公司为向其下属单位提供有关业务及实现的功能，利用帧中继组建网络，并实现的功能，利用帧中继组建网络，并提供可使多个用户同时使用一条线路的提供可使多个用户同时使用一条线路的数据业务数据业务，实现各郊县分支机构到中心实现各郊县分支机构到中心数据链路连接。数据链路连接。网络拓扑如下图所网络拓扑如下图所示示。远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章帧中帧中继网继网络的络的应用应用实例实例2.4.6 帧中继帧中继的拥塞控制的拥塞控制当网络中的通信量超过了网络的处理能力或当网络中的通信量超过了网络的处理能力或者网络的设备出现故障就会发生拥塞。者网络的设备出现故障就

56、会发生拥塞。由于网络的拥塞将会对吞吐量的速度延迟由于网络的拥塞将会对吞吐量的速度延迟和帧丢失等造成不良影响，因此网络和用户和帧丢失等造成不良影响，因此网络和用户需要进行协调，以避免拥塞的发生。需要进行协调，以避免拥塞的发生。网络可以对用户发出通知，但由于没有对用网络可以对用户发出通知，但由于没有对用户流如的通信量的控制功能，因此，接收到户流如的通信量的控制功能，因此，接收到拥塞通知的用户，应该自发的减少向网络发拥塞通知的用户，应该自发的减少向网络发出的通信量。出的通信量。 远程数据通信与广域网络：第远程数据通信与广域网络：第2章章拥塞管理拥塞管理 AB通常状态通常状态轻拥塞轻拥塞重拥塞重拥塞网网络络的的通通信信量量对网络的负荷对网络的负荷由网络指示的通知由网络指示的通知FECN/BECNFECN/BECN的通知的通知CLLMCLLM消息的通知消息的通知( (选用选用) )由网络进行的拥塞恢复由网络进行的拥塞恢复2.4.6 帧中继帧中继的拥塞控制的拥塞控制当网络进入轻拥塞状态时，网络就启当网络进入轻拥塞状态时，网络就启动拥塞回避规程，并对