帧中继技术详解与Cisco IOS支持实验

"帧中继是目前广域网主干网中最常用的连网协议，它在Cisco IOS中得到全面支持。本章深入探讨了帧中继的技术细节，并通过8个实践实验展示了Cisco IOS如何处理帧中继网络。" 帧中继是一种在广域网(WAN)中广泛使用的数据通信协议，尤其作为主干网络的核心技术。它基于链接层的第二层传输协议，类似于X.25，但进行了优化以提高效率，去除了错误检测和重传机制，假设网络链路是可靠的。由于不再需要复杂的错误校验，帧中继可以提供更快的数据传输速度。 4.2.1 帧中继的合理性 随着80年代网络规模的扩大，企业开始依赖租用线路来连接远程站点，例如数据中心和办公室。全网状网络架构是最具冗余性的，其中每个节点与其他所有节点都有直接连接。然而，这种结构的成本随着节点数量的增加而指数级增长。例如，一个包含5个节点的全网状网络需要10条租用线路。这导致了几个问题： 1) 随着节点数增加，租用线路和路由器接口的需求快速增长，费用高昂，难以维持大规模的全网状网络。 2) 租用线路费用昂贵，网络所有者需承担两端的费用。 3) 网络效率低下，因为通常情况下并非所有链路同时处于满负荷运行状态。 4.2.2 帧中继的解决方案 为了解决这些问题，帧中继引入了部分或全连接的网络模型。每个节点只需要一条租用线路连接到一个公共网络，即帧中继交换机。在这种模式下，如图4-2所示，五个节点只需五条租用线路，显著降低了成本和复杂性。尽管减少了冗余，但仍然能够有效地路由数据，因为帧中继交换机会根据需要动态分配带宽。 帧中继的核心特性包括： - **PVC（永久虚电路）**：预配置的固定路径，类似于传统的电话线路，提供从一个端点到另一个端点的连接，但可以在网络内部动态调度。 - **LMI（本地管理接口）**：用于监控和管理PVC的状态，确保网络的正常运行。 - **DLCI（数据链路连接标识符）**：每个连接的唯一标识符，用于在帧中继网络内部寻址。 - **CLP（帧丢弃优先级）**：允许网络在拥塞时丢弃低优先级的帧，以保持服务质量。 - **FRF.12（帧中继子接口）**：允许在同一物理接口上创建多个逻辑接口，以便为不同服务或用户提供隔离。 在实践中，Cisco IOS提供了丰富的命令和功能来配置和管理帧中继网络，包括LMI自动检测、帧中继映射、交通整形等。通过配置实验，用户可以深入了解如何设置和维护帧中继网络，以实现高效且经济的数据传输。 故障排查是网络管理员的关键技能之一，帧中继网络也不例外。了解如何识别和解决帧中继相关问题，如PVC状态异常、流量拥塞或通信中断，是确保网络稳定运行的重要部分。 帧中继协议在减少网络成本、提高效率的同时，简化了广域网的架构，使其成为当时及之后一段时间内的主流选择。随着技术的进步，尽管现代网络可能更多地转向IP为基础的解决方案，如MPLS或纯IP网络，但帧中继的历史和原理对于理解现代网络技术的发展至关重要。