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帧中继是如何工作的呢?

更新时间:2026年03月27日   作者:spoto   标签(Tag):

帧中继是一种分组交换网络协议,其设计目的是在网络的数据链路层进行通信。 它用于连接局域网(LAN),并能够在广域网(WAN)上传输数据。 对于需要为每对节点之间建立独立连接的情况来说,这种连接方式比点对点网络更为合适。 它能够传输不同大小的数据包,并且能够动态分配带宽。 此外,它还提供了一种拥塞控制机制,能够有效减少因网络拥塞而导致的网络开销。 它不具备错误控制和流程管理机制。

帧中继网络

工作:

帧中继交换机通过建立虚拟电路来连接多个局域网,从而实现WAN的连接。帧中继通过将数据分割成称为“帧”的数据包,再将这些数据包在网络中传输,从而实现不同局域网之间的数据交换。它支持通过共享的物理链路或专用线路来实现与多个局域网的通信。

帧中继网络是在局域网(LAN)的边界设备,如路由器,以及连接所有局域网的服务提供商网络之间建立的。每个局域网都拥有一个接入链路,该链路将局域网中的路由器与服务提供商网络连接起来,而服务提供商网络的末端则安装有帧中继交换机。这个接入链路是一种用于与其他局域网进行通信的私有物理链路。帧中继交换机负责处理接入链路的连接问题,并提供帧中继服务。

在数据传输过程中,局域网中的路由器(或与其他接入链路相连的其它设备)会通过接入链路来发送数据包。 由局域网发送的数据包会被帧中继交换机进行检查,从而获取数据链路连接标识符(DLCI)。这个标识符表明了数据包的接收目的地。 帧中继交换机已经拥有与网络连接的局域网地址信息,因此,它可以通过查看数据包的DLCI来识别出目标局域网。 DLCI基本上就是用来标识虚拟电路的。 在源网络和目标网络之间,存在着一种实际上并不存在的逻辑路径。 它负责配置数据包,并将其传输到目标局域网中的帧中继交换机。然后,帧中继交换机会通过各自的接入链路将数据包传输到目标局域网中。 因此,通过这种方式,一个局域网可以通过共享一个物理连接来与多个其他局域网进行通信。

帧中继也面临着网络中的拥塞问题。为了识别网络中的拥塞情况,可以采用以下方法:

  1. 前向显式拥塞网络(Forward Explicit Congestion Network,FECN)FECN是帧头的一部分,其作用是在网络中发生拥塞时,向目标节点发出通知。每当某个帧在传输过程中出现拥塞时,目标网络的帧中继交换机就会设置该数据包中的FECN位,这样目标节点就能知道该数据包在传输过程中遇到了拥塞情况。
  2. 反向显式拥塞网络(BECN)BECN是帧头的一部分,其作用是在网络出现拥塞时,向发送方发出通知。当某个帧在传输过程中遇到拥塞时,接收方会向发送方发送一个带有特定BECN位的帧,这样发送方就能识别出该数据包在传输过程中遇到了拥塞。一旦发送方意识到虚拟电路中存在拥塞情况,就会减缓数据传输速度,以避免增加网络负担。
  3. 不符合资格者,请放弃申请。DE是帧头的一部分,用于指示数据包的丢弃优先级。如果源设备在某个虚拟网络上产生了大量的流量,那么它可以设置那些优先级较低的数据包中的DE位,从而让这些数据包被优先丢弃,以避免网络拥塞现象的发生。在网络出现拥塞的情况下,具有DE位的数据包会优先被丢弃,而那些没有设置DE位的数据包则会被继续处理。

类型:

  1. 永久虚拟电路(Permanent Virtual Circuit, PVC)这些连接是帧中继节点之间长期存在的永久性连接。即使这些连接没有被使用,它们仍然可以一直用于通信。这些连接是静态的,不会随时间而改变。
  2. 交换虚拟电路(Switched Virtual Circuit, SVC)这些临时连接存在于帧中继节点之间,它们会在节点相互通信期间一直存在。当通信结束后,这些连接就会被关闭或删除。这些连接的建立是根据需求来动态进行的。

优点:

  1. 高速
  2. 可扩展的
  3. 网络拥堵得到缓解
  4. 成本效益高
  5. 安全连接

缺点:

  1. 缺乏错误控制机制
  2. 数据包传输的延迟
  3. 可靠性较低
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