大型企业网络配置系列课程详解(五)
            --Frame-Relay配置与相关概念的理解
 
实验原理:
Frame-Relay(帧中继)简称FR,是国际电信联盟通信标准化组(ITU-T)和美国国家标准化协会(ANSI)制定的一种标准,它定义在公共数据网络(PDN)上发送数据的过程。它是一种面向连接的数据链路技术,为提高高性能和高效率数据传输进行了技术简化。由于帧中继没有X.25中使用的窗口流控和重传策略,没有与复杂的纠错相关的开销,因此,帧中继对于需要高吞吐率的应用是非常适宜的。
FR可以在典型速率56Kbit/s到2Mbit/s范围内(更高的速率也可以使用)的多种不同的物理层设备的服务中使用。提供FR服务的网络既可以是服务于公众的传输网络,也可以使服务于单个企业的私有设备的网络。
FR支持永久虚链路PVC和交换虚链路SVC。PVC是帧中继虚链路中最普遍的类型,是永久建立的连接,它一般用于DTE设备之间通过FR网络有频繁、持续的数据传输的情况。SVC是暂时的连接,它一般用于DTE设备之间通过帧中继网络仅有不定时的数据传输的情况。每一个SVC连接都需要有呼叫建立和拆除过程。Cisco IOS 11.2以上版本支持帧中继SVC。在实施SVC之前首先要搞清楚:你的网络运营商是否支持SVC,因为很多运营商仅支持PVC。
对帧中继提供商而言,SVC有几个优点,比如更容易管理帧中继云图,使用它的带宽。但因为SVC的价格比PVC要高,其协议标准既然相当新,大多数FR网络提供商仍使用PVC,本实验也只配置PVC。
 
实验目的:
1、 了解帧中继的工作原理
2、 模拟帧中继网络实现帧中继Point-to-Point通信
3、 模拟帧中继网络实现帧中继Multipoint通信
实验网络拓扑:
 
实验步骤:
一、配置模拟帧中继网络(实际由网络服务商提供,不单单只是一台帧中继交换机,而是由多台帧中继交换机互联构成的,不需要配置)
用一台路由器R2模拟帧中继交换机(三层设备模拟二层设备,只提供物理层和数据链路层的功能)。
命令的具体解释:
1Frame-relay switching 开启路由器模拟交换机功能
2No ip address 不进行IP地址的配置
3Encapsulation frame-relay [ietf] 封装类型为frame-relay(为了配置帧中继接口,必须选择在每一端封装数据流量的封装类型。有两种可能的帧中继封装:Cisco封装和IETF封装。缺省情况下,一个接口使用Cisco帧中继封装方法。该方法在Cisco中优先选用,但如果路由器在帧中继网络中与另一个厂商的网络设备相连,则不应该使用这种方法。
4Clock reate 64000 设置本端的端口速率是64000Kbps/s(设置端口速率只需要在DCE端设置,而DTE端跟随就可以了)
5Frame-relay lmi-type cisco 定义模拟帧中继交换机所使用的LMI类型为Cisco(缺省的LMI类型就是Cisco类型,如果使用Cisco IOS 11.1版本或它以前的版本,必须使用手工定义帧中继交换机所使用的LMI类型,命令格式如下:
Router(config-if)#frame-relay lmi-type {ansi | Cisco | q933i}
当使用Cisco IOS 11.2及以上版本时,LMI类型可以被自动感知,所以不需要进行任何配置。如果指定LMI类型,自动感知则不起作用。
6frame-relay intf-type dce 设置本端接口的intf类型为DCE端。
7frame-relay route 100 interface serial 0/1 200 设置S0/0端的其中的一个DLCI号为100,并与S0/1端口设置的DLCI号200关联(这样,就可以让两个接口之间通过DLCI互通)
8frame-relay route 300 interface serial 0/1 400 设置S0/0端的其中的一个DLCI号为300,并与S0/2端口设置的DLCI号400关联
R2Serial 0/0接口的具体配置:
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R2Serial 0/1接口的具体配置:
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R2Serial 0/2接口的具体配置:
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二、配置point-to-point帧中继通信
点到点:在一个子接口上建立一条到远端路由器上某个物理接口或某个子接口的PVC连接。在这种情况下,一条PVC连接两端的接口在同一个子网中,并且每个(子)接口都有一个DLCI号码。在这种环境中,广播不是什么问题,因为路由器的连接是点到点的,如同一条专线一样。
 
1、 配置物理接口去使用帧中继子接口
子接口是对一个物理接口的逻辑划分。在水平分割路由环境中,在一个子接口上接收到的路由更新可以向其他子接口发送。在子接口配置中,每条虚电路都可以被配置成点到点连接,使子接口像一条专线一样操作。
使用子接口的一个主要原因是为了使距离矢量路由协议能在水平分割的路由环境中正确地运作。在某个子接口上所收到的路由更新广播数据包可以被转发到其他子接口上去。
在一个物理接口上配置子接口,必须用帧中继封装配置接口(Cisco或IETF)。同时,必须删除在物理接口上配置的任何IP地址,因为每个子接口都有自己的IP地址。如果物理接口有一个地址,数据帧就不会被子接口接收。
命令解释:
1、interface serial 0/1 进入总接口 S0/1
2、Encapsulation frame-relay 接口封装frame-relay协议(如果在一个串行接口时配置了Cisco封装,那么在那个串行接口的所有VC上会缺省地应用那个封装。如果在目的地有一部分设备不是Cisco设备,一些时Cisco设备,你可以在接口上配置Cisco封装,并在每个DLCI选择性地配置IETF封装(或相反)。因为缺省封装方式时Cisco,所以你不必在“encapsulation frame-relay”命令中明确地指定。
3、No ip split-horizon 关闭水平分割
4、No frame-relay inverse-arp 关闭帧中继反向ARP(反向ARP被发展成提供一个用于动态的DLCI到第三层地址映射的方法。反向ARP与地址解析协议在LAN上的工作方式很相似。在路由器从交换机上知道了PVC及其相应的DLCI后,路由器能够往PVC的其他端发送反向ARP请求。路由器对每个在接口上配置的协议的DLCI发送一个反向ARP请求。反向ARP请求询问远端路由器的第三层地址,同时给远端系统提供本系统的第三层地址)。
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2、 配置R1的帧中继静态映射
如果使用动态地址映射,反向ARP对每个活跃PVC请求下一跳的协议地址。在提出请求的路由器收到反向ARP回答后,它更新DLCI到第三层地址的映射表。对于在一个物理接口上被启用的所有协议,动态地址映射缺省时被启用的。如果帧中继环境支持LMI和反向ARP,就发生动态地址映射。因此,静态地址映射不是需要的。
对于我们现在的配置,需要手动指定一条静态的地址映射。配置静态地址映射后,就不能在那个DLCI上使用反向ARP。
命令解释:
 
1、 Interface serial 0/1.1 point-to-point 进入总接口S0/1的子接口S0/1.1,并设置成点到点模式。(Cisco IOS将从1~4294967295之间的任何数作为子接口的序号。序号 0时物理接口,而不是子接口)
 
2、 Frame-relay interface-dlci 100 在子接口上做静态帧中继映射(此命令一般用在子接口上,该命令对所有点到点子接口都是必须的。对反向ARP启用的多点子接口也要求使用该命令。但对于静态映射配置的多点子接口就不需要使用该命令)
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3、 配置一个loopback 端口模拟一个网段做测试用。
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4、 配置R3R4的帧中继地址到R1的映射
命令解释:
Frame map ip 192.168.1.1 200 cisco broadcast 配置一条到R1的静态地址映射,并将DLCI 200标识的PVC设置为默认的Cisco封装类型(broadcast关键词一般和frame-relay map 命令一起使用。Broadcast 关键词提供两个功能:一是当组播不能进行时进行广播,二是简化了对于使用帧中继的分广播网络的OSPF的配置。
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5、 配置完PVC之后,R1R2R3之间使用RIP v2路由协议进行互连,由于RIP v2之间使用的是组播,因此不需要进行邻居的指定。
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6、 配置完成之后,可用通过show ip route命令查看各自路由器是否学习到了RIP路由条目。
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7、 R1R3R4上使用show frame-relay map命令可以显示当前映射表中的条目与连接有关的信息。最后active表明该链接是活跃的,其它解释如下:
活跃(active)状态:表明该连接是活跃的,路由器能够通过它进行数据交换;
非活跃(inactive)状态:表明到帧中继交换机的本地连接是可以工作的,但是远端路由器到帧中继交换机的练级不能工作;
已删除状态:表明路由器没有从帧中继交换机收到任何LMI(本地管理接口--Local Management Interface,是基本帧中继规范的增强集。),是在CPE设备(相当于DTE设备)和FR交换机之间的一种信令标准,它负责管理链路连接和保持设备间的状态)或者在CPE路由器和帧中继交换机之间没有任何业务。
如果路由器报告一个DLCI已经被删除,就意味着服务提供商的交换机不再处理该DLCI了,本地路由器很可能用错误的DLCI或帧中继映射语句进行配置。
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三、配置Multipoint帧中继通信
点到多点:在一个子接口上建立多条到多个远程路由器物理接口或子接口的PVC连接。在这种情况下,所有涉及到的接口都在同一个子网中,并且每个(子)接口都有它自己的本地DLCI号。在这种情况中,因为子接口像一个常规的NBMA(NAMA—非广播多址网络,像X.25、帧中继和ATM等,可以连接两台以上的路由器,但是她们没有广播数据包的能力。一个在NBMA网络上的路由器发送的报文将不能被其它与之相连的路由器收到。结果,在这些网络上的路由器有必要增加另外的配置来获得它们的邻居。在NBMA网络上的OSPF路由器需要选举DR和BDR,并且所有的OSPF报文都是单播的)帧中继网络物理接口一样工作,对路有更新广播数据包的转发遵循从水平分割规则。
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在R1、R3和R4之间启用OSPF多区域路由协议进行网络互连(通过对指定路由器的选择,OSPF用处理广播网络的很相似的方式处理非广播和多路访问的网络,比如帧中继。在以前的版本的IOS中,指定路由器的选择要求使用neighbor interface 路由器命令在OSPF配置中进行手工指定。在配置了Frame-relay map命令(带broadcast关键词)后ip ospf network命令(带 broadcast关键词)后就不需要手工配置任何邻居了。现在OSPF在帧中继网络上时自动作为一个广播网络进行运行的。
本实验是通过直接指定对方的邻居进行互通的。
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使用R1、R3和R4上使用show ip route看是否学习到了OSPF多区域路由条目。
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在R1、R3、R4上使用show frame-relay map命令可以显示当前映射表中的条目与连接有关的信息。最后active表明该链接是活跃的
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使用show frame-relay pvc命令可以显示每个已配置连接的状态,以及数据流量的统计,该命令也可以用于查看路由器收到的BECN和FECN数据包的数量。
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附录:
1、 一个典型的帧中继WAN由很多通过一个本地环路连接到帧中继运营商中心局的场点组成。运营商通过电话号码,如05QHDQ101545-080TCOM-002,来识别这些独立的本地环路。运营商的技术人员通过贴一个写有电话号码的标签。当你打电话给运营商让她们帮助进行帧中继网络故障排除时,它们给给你提供电话号码。为了简化WAN管理,在接口配置模式使用de.ion命令去记录电话号码,命令如下
Router(config-if)#de.ion circuit-05QHDQ101545-080TCOM-002
Router#show interface interface-id
2、 使用show frame-relay lmi命令可以显示LMI数据流量统计
3、 帧中继运行用户采用多种方式互联其远程场点。
星形拓扑结构:也被称为hub-and-spoke结构,因为它时最经济有效的,所以是最流行的帧中继网络拓扑结构。在这个拓扑结构中,远程场点连接到提供某种业务或应用的网络中心场点。这是最廉价的拓扑结构,因为它需要的PVC最少。在这种背景下,网络中心路由器提供的时多点连接,因为它通常用一个物理接口连接多条PVC。
全网状拓扑结构:在该结构模型中,所有路由器具有到所有到所有其它目的地的虚拟电路。这种方式,尽管很贵,可提供从每个场点到所有其它场点的直接连接,也同时通过了网络冗余备份。
部门网络拓扑结构:在该结构模型中,并非所有节点都有到其它网络节点的直接连接。
---------------------详细讲解请参考CCNP思科网络技术学院教程(第六学期)远程接入
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