Frame Relay WAN OSI 路由器 網路 協定

廣域網路重要通訊協定 Frame Relay技術詳解

2014-02-27
訊框中繼是一個相當重要的網路協定,在這篇文章之中將講解訊框中繼網路的專有名詞解釋、訊框中繼網路的網路架構,以及訊框中繼網路所可能造成的問題。
訊框中繼網路協定用語

接著,解釋一些用於訊框中繼網路協定的用語。這裡所提及的訊框中繼網路協定用語,可能與網路服務供應商所提供的用語不盡相同,不過都大同小異,主要是讓讀者了解訊框中繼網路內有哪些東西和用途。就用圖2這個訊框中繼網路架構圖來稍微解釋一下。


▲圖2 訊框中繼網路架構圖。

本地端存取速率

本地端存取速率(Local Access Rate)其實指的就是Local Loop連到訊框中繼網路區段的頻寬(Port Speed/Clock Speed),這個頻寬單純只是指進出這個訊框中繼網路的資料傳輸速率。

以圖2這個訊框中繼網路架構圖來說,路由器A與中間這個網路雲所連接的網路速度就是指本地端存取速度,以這個範例來說,本地端存取速率是T1,而路由器B以及路由器C的本地端存取速率為64kbps。

資料連結連線辨識值(DLCI)

對於「資料連結連線辨識值」這個名詞,筆者還是比較習慣稱呼英文:DLCI。DLCI是訊框中繼網路封包中,位於表頭(Header)內位址欄位的10個位元的資料。

剛剛有提到,在訊框中繼網路封包中,位址欄位長度為兩個位元組,而兩個位元組中,有10個位元用來儲存線路ID,而另外6個位元用來儲存網路壅塞控制。這10個位元就是DLCI。

簡單來說,DLCI是用來辨識本地端的訊框中繼路由器和交換機,DLCI只能用來辨識本地端的訊框中繼網路設備,所以一段虛擬線路的兩端所使用的DLCI是不相同的。

以上面的訊框中繼網路架構圖為例,這裡有三個路由器,彼此之間用永久性虛擬線路來連接,每一段的永久性虛擬線路的兩端都可以擁有獨特的DLCI。例如,路由器A和路由器B之間的永久性虛擬線路中,路由器A的DLCI可能是500,而路由器B的DLCI可能是200。

而路由器A與路由器C也有永久性虛擬線路,此時,路由器A對於路由器C而言的DLCI值,和路由器A與路由器B之間的DLCI值是沒有關係的。也就是說,對路由器A與路由器C之間的永久性虛擬線路而言,路由器A的DLCI值可能是400,而路由器C的DLCI值可能為300。

虛擬線路

虛擬線路(Virtual Circuit)是由資料連結連線辨識元(Data-link Connection Identifier,DLCI)所辨識出來的,是邏輯性線路。虛擬線路用來保證兩台資料終端設備(DTE)之間的雙向通路。多條虛擬線路可以集結成單一的實體線路。這種特性主要是可以降低多台資料終端設備之間的複雜度。

而單一虛擬線路可以通過任意數目個中繼的資料線路終端設備(DCE),也就是用於訊框中繼網路的交換機。虛擬線路有兩種型態,一種是永久性虛擬線路(Permanent Virtual Circuit),另一種則是交換式虛擬線路(Switched Virtual Circuit),單一的虛擬線路可以是這兩種的其中一種類型,若不是永久性虛擬線路,就一定是交換式虛擬線路。

交換式虛擬線路(SVC)

在訊框中繼網路之中,交換式虛擬線路(Switched Virtual Circuit,SVC),主要針對偶然才會需要傳遞資料的連線,提供網路連線。而提供服務的對象是位於訊框中繼網路內的資料終端設備。

在使用交換式虛擬線路之前,必須建立連線,當然這種建立的動作是依據需求才產生的,也就是On demand,而當連線結束之時,也必須關閉連線。Cisco IOS在11.2之後的版本開始支援交換式虛擬線路。

永久性虛擬線路(PVC)

在訊框中繼網路中,有些網路連線需要非常頻繁地流通,甚至是永久性的流通,此時,永久性虛擬線路(Permanent Virtual Circuit,PVC)就可以針對這種需求,對於資料終端設備之間的訊框中繼網路提供這樣的永久性連線。

藉由永久性虛擬線路產生的連線並不需要像交換式虛擬線路一樣還需要建立連線(Setup)以及關閉連線(Teardown)等等的過程。

資料約定速率(CIR)

資料約定速率(Committed Information Rate,CIR)是指在一般的情況之下,ISP業者所保證能在虛擬線路上使用的平均頻寬,不過,這也代表在任何的情況之下,所使用的速率不應該低於這個約定的速率,而這個速率的單位是kbit/s。

所以當用戶去申請訊框中繼網路服務的時候,都會指定一個特定速率,例如56kbps或是T1(這裡指的是本地端存取速率),一般而言,也會被詢問說,每一段的DLCI所需要的資料約定速率要多少。

如果傳送資料的速度比DLCI上指定的資料約定速率還要快,這些網路封包就會被「貼上」DE(Discard Eligible)的位元標籤,這個DE標籤位於訊框中繼網路封包表頭(Header)的位址欄位內。

一般的情況下,訊框中繼網路會盡力傳送每一個網路封包,不過,一旦發生網路壅塞等受不了的時候,訊框中繼網路就會先將有標示為DE的網路封包丟棄。

很多比較便宜的訊框中繼網路服務的資料約定速率都是0,當然若資料約定速率為0,則所有網路封包所運行的速率都比較快,也就是說,所有的網路封包都會被貼上DE的標籤,而這同時也代表著,一旦這樣的訊框中繼網路受不了時將會丟棄所有的網路封包。所以,便宜的同時也要注意一下所可能帶來的風險。

Inverse ARP

Inverse ARP的全稱是Inverse Address Resolution Protocol,這是可以找尋DLCI以及遠端路由器在網路層的位址。Inverse ARP可以讓路由器自動去搜尋虛擬線路另一端的資料終端設備的位址。

LMI

LMI(Local Management Interface)是一種訊號標準,用於路由器等資料終端設備(DTE設備)和訊框中繼交換機(DCE設備)之間,LMI是用來負責這兩者之間的連線管理與維護的功能。

FECN

FECN(Forward Explicit Congestion Notification)是位於訊框中繼網路封包表頭中,位址欄位內的一個位元。當路由器等資料終端設備(DTE設備)發送訊框中繼網路封包到網路中的時候,FECN的機制就會被初始化,一旦網路發生壅塞的情況,訊框中繼交換機(DCE設備)就會把這個FECN的值設定成1。


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