Frame-Relay基礎及配置
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FR是工作在數據鏈路層的協議，使用的是HDLC的一個變種子集LAPF（Link Access Procedure for Frame-relay）。它是面向連接的，採用包交換（packet-switch）技術。FR採用虛電路（VC）爲終端用戶建立連接。有SVC和PVC兩種形式。SVC指通信前雙方通過信令消息來動態建立鏈路；而PVC（永久虛電路）是預設在交換機裏面的。一般情況下FR採用的是PVC。
FR被認爲是工作於高質量的數字鏈路上，因此它不提供差錯恢復機制，一旦發現數據包出錯就直接丟棄，且不會以任何形式通知源設備。
FR之所以被認爲是經濟的，是由於它把多條虛電路複用於一條物理鏈路上，採用統計多路複用的方式。
FR的工作範圍如圖。一般情況下，用戶端路由器爲DTE設備，而FR交換機爲DCE設備。
++++++++工作原理++++++++
1.FR封裝
在cisco路由器上，第二層封裝默認爲cisco專有的HDLC。要配置幀中繼，則必須改爲FR封裝。FR有兩種封裝方式：cisco和ietf。
2.DLCI
FR使用DLCI（Data Link Control Identifier）來標識一條VC，相當於一個二層地址。DLCI的取值爲0~1023（某些值具有特殊意義），一般是由服務提供商提供的（一般爲16~1007）。DLCI一般只具有本地意義，即它只在必須直連的兩臺設備之間那條鏈路上唯一，不同物理鏈路上的DLCI值可以相同，而連接兩臺遠端路由器的一條PVC兩端的DLCI值可以不同。某些特殊情況下，比如使用了LMI的某些特性時，DLCI可以被賦予全局意義用於全局尋址。
3.LMI
幀中繼利用LMI進行鏈路和用戶的管理。LMI是FR的一個擴展，用於在DTE和DCE之間動態獲得網絡狀態信息。
由於廠商和標準組織分別開發，導致LMI有三種互不兼容的類型：ansi（ANSI）；cisco（cisco+Nortel+DEC）；q933a（ITU-T）。提供商的FR交換機和用戶的DTE設備間的LMI類型必須匹配。在cisco IOS版本11.2以後，LMI類型可以由LMI信令自動感知，因此用戶DTE設備上可以不用配置LMI類型。
LMI使用保留的DLCI值。比如DLCI=0表示ANSI和ITU-T定義的LMI，而DLCI=1023爲cisco定義的LMI。
LMI的作用：
>>keepalive機制：用以驗證數據正在流動
>>狀態機制：定期報告PVC的存在和加入/刪除情況
三種PVC狀態：
>>active：連接活躍，路由器可以交換數據
>>inactive：本地路由器到FR交換機是可工作的，但遠程路由器到FR交換機的連接不能工作
>>deleted：沒有從FR交換機收到LMI
>>多播機制：允許發送者發送一個單一幀但能夠通過網絡傳遞給多個接受者
>>全局尋址：賦予DLCI全局意義
4.映射表和交換表
FR利用幀中繼映射表和幀中繼交換表進行數據包的傳遞和交換。
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映射表：IP到DLCI的映射。保存於路由器上。靜態或Inverse-ARP生成。
遠端路由器地址 | DLCI |
192.168.1.2 | 100 |
交換表：入DLCI與出DLCI之間的映射。保存於交換機上。一般靜態指定（PVC）。
IN Port | IN DLCI | OUT Port | OUT DLCI |
s0 | 100 | s1 | 200 |
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交換過程：
具體來說，當與幀中繼網絡相連的路由器接收到一個數據包時，它首先根據目的地址查找它的路由表，並找到下一跳路由器；然後根據下一跳路由器查找幀中繼映射表，找到可以到達下一跳路由器的對應虛鏈路的DLCI號；接着把數據包從此虛鏈路中傳送出去。當幀中繼交換機接收到後，它根據數據包進來的端口和DLCI號，查找幀中繼交換表並找到出去的端口和DLCI號；然後將數據包交換到出口的DLCI上去，完成數據包的傳遞工作。在FR網絡中的其它交換機也作類似的處理，最後達到下一跳路由器上，完成幀中繼網絡的中繼功能。
5.Inverse-ARP
Inverse-ARP（逆向ARP）用於完成第三層協議地址（如IP）向DLCI的映射，類似Ethernet中的RARP：根據DLCI請求對應的遠端路由器IP。
如前所述，Inverse-ARP用於自動生成幀中繼映射表。路由器在每條VC上發送IARP查詢，交換機根據已有的交換表傳送到所有對端路由器，目的路由器響應查詢包，送回其IP。
需要注意的是，使用子接口時，IARP會失效。解決方法有兩個：用frame-relay map命令手動配置映射表；在子接口中顯式地指定DLCI（指定後能用IARP自動生成map）。
6.子接口
由於FR是一個NBMA（NonBroadcast MultiAccess）網絡，一條物理鏈路上存在多條VC時，如果啓用了水平分割，則會導致不同VC之間的路由信息無法相互傳遞；而如果關閉水平分割，則可能導致路由環路問題。採用子接口可以解決上述問題。
子接口爲邏輯創建的模擬物理接口的實體，它的功能與物理接口的功能沒有什麼區別，因此我們可以在一個物理端口上建立多個邏輯接口。這樣每一個接口在功能上等價與一個物理接口，因此可以打破水平分割的原理限制。
子接口有兩種模式：點對點（point-to-point）和多點（multipoint）模式。沒有默認值，在配置時必須指明任何一個模式。
1）點對點模式：一個單獨子接口建立一條PVC，這PVC連接到遠端路由器一個子接口或物理端口，每個子接口就可以有自己獨立的DLCI；
2）多點模式：一個單獨子接口可建立多條PVC，不過加入的接口都應該處在同一子網。這種情況下，每個子接口與不劃分子接口直接採用物理接口的情況相似，但其好處在於可以提高物理鏈路的利用率，還可以簡化NBMA拓撲下的OSPF的配置。
++++++++FR配置++++++++
FR配置在串口上進行。當做實驗用路由器模擬FR交換機時，必須注意DCE一端連在模擬FR交換機上。
1.配置FR交換機
switch(config)#frame-relay switching //將一臺路由器模擬成交換機
switch(config)#int s0/0
switch(config-if)#encapsulation frame-relay //配置封裝類型，cisco|ietf，缺省爲cisco
switch(config-if)#frame-relay intf-type dce //設置端口類型，dce|dte
switch(config-if)#frame-relay lmi-type cisco //設置管理類型，cisco|ansi|q933a
switch(config-if)#frame-relay route 100 interface s0/1 200 //建立交換表條目
switch(config-if)#clock rate 56000
switch(config-if)#no shut
2.配置用戶路由器
1）配置端口IP地址、配置FR封裝
2）由於LMI類型可以自動發現，路由器上可不配置
3）採用Inverse-ARP會自動生成幀中繼映射表；若對端路由器不支持Inverse-ARP，可以靜態設置：
RTA(config-if)#frame-relay map ip <remoteIP> <DLCI> [broadcast]
4）若要啓用子接口，則對物理接口先做如下配置：
RTC(config)#int s0
RTC(config-if)#no ip address //去掉物理接口IP子接口才起作用
RTC(config-if)#encap frame-relay //物理接口需要幀中繼封裝
RTC(config-if)#frame-relay lmi-type cisco //設置管理類型
RTC(config-if)#no shut //物理接口必須no shut子接口才能up
再配置RTC子接口：
RTC(config)#int s0.1 point-to-point //進入子接口並指明是點對點類型
RTC(config-subif)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
RTC(config-subif)#frame-relay interface-dlci 200 //設置本地DLCI號（顯示指定DLCI才能用IARP自動生成map，否則要手動map）
RTC(config-subif)#exit
3.驗證FR配置
測試連通性：在路由器上互ping
查看交換機上虛電路：show frame-relay pvc
查看交換機交換表：show frame-relay route
查看路由器上映射表：show frame-relay map
查看路由器LMI信息：show frame-relay lmi
查看端口封裝：show int s0/0
++++++++命令小結++++++++
switch(config)#frame-relay switching
將一臺路由器模擬成交換機
switch(config-if)#encapsulation frame-relay [cisco|ietf]
配置封裝類型，缺省爲cisco
switch(config-if)#frame-relay intf-type [dce|dte]
指明端口類型
switch(config-if)#frame-relay lmi-type [cisco|ansi|q933a]
設置管理類型（只在FR交換機上）
Router(config-if)#frame-relay map ip <remoteIP> <DLCI> [broadcast]
建立靜態的本地DLCI和遠端IP映射。broadcast參數表明該鏈路允許廣播。由於FR是NBMA，拓撲爲hub-and-spoke，默認不支持廣播，收到廣播/組播地址的包會忽略。如果FR要支持廣播/組播（比如很多路由協議的更新包就使用廣播/組播地址），則必須使用broadcast參數。這個廣播指的是“僞廣播”。當hub收到一個廣播/組播包時，把更新複製多份發給每個spoke端，從而支持所謂的“廣播”。
switch(config-if)#frame-relay route <IN DLCI> <OUT Port> <OUT DLCI>
建立交換表記錄
Router(config-subif)#frame-relay interface-dlci <DLCI>
設置本地DLCI號。在子接口中，必須顯示指定DLCI才能用Inverse-ARP自動生成map，否則只能使用靜態map