帧中继协议

　　一、数据链路层帧方式接入协议(LAPF)

　　1、LAPF基本特性

　　LAPF(Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services)是帧方式承载业务的数据链路层协议和规程，包含在ITU-T建议Q.922中。LAPF的作用是再ISDN用户-网络接口的B、D或H通路上为帧方式承载业务，在用户平面上的数据链路(DL)业务用户之间传递数据链路层业务数据单元(SDU)。

　　LAPF使用I.430和I.431支持的物理层服务，并允许在ISDN B/D/H通路上统计复用多个帧方式承载连接。LAPF也可以使用其它类型接口支持的物理层服务。

　　LAPF的一个子集，对应于数据链路层核心子层，用来支持帧中继承载业务。这个子集称为数据链路核心协议(DL-CORE)。LAPF的其余部分称为数据链路控制协议(DL-CONTROL)。

　　LAPF提供两种信息传送方式：非确认信息传送方式和确认信息传送方式。

　　2、LAPF帧结构

　　LAPF的帧由5种字段组成：标志字段F、地址字段A、控制字段C、信息字段I和帧检验序列字段FCS。

　　图3-1

　　标志字段(Flag)是一个特殊的八比特组01111110，它的作用是标志一帧的开始和结束。在地址标志之前的标志为开始标志，在帧校验序列(FCS)字段之后的标志为结束标志。

　　地址字段A的主要用途是区分同一通路上多个数据链路连接，以便实现帧的复用/分路。地址字段的长度一般为2个字节，必要时最多可扩展到4个字节。地址字段通常包括地址字段扩展比特EA，命令/响应指示C/R，帧可丢失指示比特DE，前向显式拥塞比特FECN，后向显示拥塞比特BECN，数据链路连接标识符DLCI和DLCI扩展/控制知识比特D/C等7个组成部分。

　　控制字段C分3种类型的帧：信息帧(I帧)用来传送用户数据，但在传拥护数据的同时，I帧还捎带传送流量控制和差错控制信息，以保证用户数据的正确传送；监视帧(S帧)专门用来传送控制信息，当流量和差错控制信息没有I帧可以“搭乘”时，需要用S帧来传送；无编号帧(U帧)，有两个用途：传送链路控制信息以及按非确认方式传送用户数据。

　　信息字段I包含的是用户数据，可以是任意的比特序列，它的长度必须是整数个自己，LAPF信息字节的最大默契长度为260个字节，网络应能支持协商的信息字段的最大字节数至少为1598，用来支持例如LAN互联之类的应用，以尽量减少用户设备分段和重装用户数据的需要。

　　帧校验序列字段FCS是一个16比特的序列。它具有很强的检错能力，它能检测出在任何位置上的3个以内的错误、所有的奇数个错误、16个比特之内的连续错误以及大部分的大量突发错误。

　　3、LAPF帧交换过程

　　LAPF的帧交换过程是对等实体之间在D/B/H通路或其它类型物理通路上传送和交换信息的过程，进行交换的帧有I帧、S帧和U帧。

　　采用非确认信息传送方式时，LAPF的工作方程十分简单，用到的帧只有一种，即无编号信号帧UI。UI帧的I段包含了用户发送的数据，UI帧到达接收端后，LAPF实体按FCS字段的内容检查传输错误，如没有错误，则将I字段的内容送到第3层实体，如有错误，则将该帧丢弃，但不论接收是否正确，接收端都不给发送端任何回答。

　　采用确认信息传送方式时，LAPF的帧交换分为3个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。

　　1)连接建立

　　任何一端都可以通过发送一个SABME帧来申请一条逻辑连接，这通常是对来自一个第3层实体的申请的响应。SABME帧含有数据链路连接标识符(DLCI)。LAPF实体接收该SABME帧，并发送一个连接申请指示给合适的第3层实体；如果该第3层实体以接受连接来响应，则该LAPF实体发送一个UA帧返回给对方。当对方的LAPF实体收到表示接受的UA帧时，就向上送一个证实信息给提出申请的用户。如果终点用户拒绝该连接申请，其LAPF实体就回送一个DM帧，接收DM的LAPF实体则通知其用户对方拒绝建立连接。

　　2)数据传递

　　当连接请求已被接受和证实，就建立起该连接，双方就可以在I帧中发送用户数据，并以序号0开始，I帧中的N(S)及N(R)两个字段用于流量控制和差错控制，一个发送I帧序列的LAPF将对这些帧编制序号(模128)，并将顺序号放进N(S)中，N(R)是已接收的I帧的捎带确认，它使LAPF实体能够指示它期望接收的下一个I帧的序号。

　　3)连接释放

　　任何一方LAPF实体均可启动一次切断(操作)，可以是出于它本身的原(例如出了某种故障)，或者根据它的第3层用户的请求。LAPF实体通过发送一个DISC帧给对等的实体来切断连接。对方的LAPF实体必须通过回答一个UA而接受该切断，并通知第3层用户连接已经终止。在途中的任何还未被确认的I帧均会被丢失，由较高层负责恢复。

　　4、LAPF管理功能

　　LAPF的管理功能体现再对DLCI管理和参数管理两个方面。

　　1)DLCI管理

　　当使用帧方式承载业务时，DLCI值或者通过应用Q.93呼叫建立规程在控制平面协商，或者通过应用永久虚电路，在预订时，由管理部分来分配。一旦有DLCI值可用于分配，层管理实体向用户平面数据链路层实体发送一个MDL-ASSIGN请求原语，这个原语包含将要分配的DLCI值和相关联的DL-CEI。

　　2)管理参数

　　下表列出了LAPF的全部系统参数及其默契值，除参数N200之外，其它参数都可以由LAPF通过交换XID帧来协商和修改。

　　--------默契值LAPF的系统参数-------

　　二、数据链路层核心协议

　　帧中继承载业务使用Q.922协议的“核心”协议作为数据链路层协议，并透明地传递DL-CORE服务用户数据。

　　1、帧中继的帧结构

　　在帧中继接口，数据链路层传输的帧由4种字段组成：标志字段F，地址字段A，信息字段I和帧校验序列字段FCS。如下图。

　　帧中继帧结构

　　标志字段F同LAPF标志字段

　　地址字段A与LAPF地址字段基本相同，只是不使用地址字段中的C/R比特。

　　信息字段I包含的是用户数据，可以是任意的比特序列，它的长度必须是整数个字节，帧中继信息字节最大默契长度为262个字节，网络应能支持协商的信息字段的最大字节数至少为1600，用来支持例如LAN互联之类的应用，以尽量减少用户设备分段和重装用户数据的需要。

　　帧校验序列字段FCS同LAPF帧结构中的FCS字段。

　　2、数据链路层核心协议在ISDN协议结构中的位置

　　在ISDN环境中，数据链路层核心协议(DL-CORE)的位置如下图。帧中继协议分为用户(U)平面和控制(C)平面两部分，其中U平面第二层又可分为下列两个子层：DL控制子层(DL-CONTROL)和DL核心子层(DL-CORE)。

　　帧中继协议关系图

　　3、数据链路层核心业务的数据传送功能

　　数据链路层核心业务的数据传送功能是通过原语的形式来描述的。只使用一种原语类型DL-CORE-DATA，用来允许核心业务用户之间传送核心用户数据。数据传送业务不证实服务，因此只有两种原语可供使用：DL-CORE-DATA请求和DL-CORE-DATA指示。

　　4、帧中继层管理功能

　　DL-CORE子层实体与其它实体之间的通信是通过原语来实现的。

　　在永久帧中继承载连接的情况下，与DL-CORE协议操作有关的信息均由DL-CORE层管理实体负责维护。对于即时的(on-demand)帧中继承载连接，建立和释放DL-CORE连接均由第三层来实现。与DL-CORE协议操作有关的信息均通过第三层管理和DL-CORE子层管理之间进行协调来管理的。

　　三、帧中继的寻址功能

　　帧中继采用统计复用技术，以“虚电路”(VC)机制为每一帧提供地址信息，每一条线路和每一个物理端口可容纳许多虚电路，用户之间通过虚电路进行连接。在每一帧的帧头中都包含虚电路号--数据链路连接标识符(DLCI)，这是每一帧的地址信息。目前帧中继网只提供永久虚电路(PVC)业务，每一个节点机中都存在PVC路由表，当帧进入网络时，节点机通过DLCI值识别帧的去向。DLCI只具有本地意义，它并非指终点的地址，而只是识别用户与网络间以及网络与网络间的逻辑连接(虚电路段)。

　　帧中继的虚电路是由多段DLCI的逻辑连接链接而构成的端到端的逻辑链路。当用户数据信息被封装在帧中进入节点机后，首先识别帧头中的DLCI，然后再PVC路由表中找出对应的下段PVC的号码DLCI，从而将帧准确地送往下一节点机。