1、帧中继概述
帧中继（FR，Frame Relay）技术是在OSI/RM的数据链路层上用简化的方法来传送和交换数据单元的一种技术。帧中继技术是在分组技术充分发展、数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路、用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。它仅完成OSI/RM数据链路层核心的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点之间的协议；同时，由于帧中继技术采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。
帧中继技术是一种更新的分组交换概念，旨在通过简化网络处理过程来最大限度地提高吞吐量和降低成本。帧中继特别适用于终点为智能装置（如工作站或局域网互联网桥）及传输线路质量高的应用环境。帧中继概念类似于X.25，但帧中继减少了在每个网络节点的协议处理步骤，从而减少了整个端到端延迟。所有的确认和差错恢复均由最终用户终端执行；类似地，流量控制也是在用户端点实现的（尽管网络在需要时也会生成拥塞情况报告）。从原理上看，帧中继与X.25都同属于分组交换。但帧中继与X.25协议的主要区别详见下表1中。
表1：帧中继与X.25协议的主要区别
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帧中继协议简化了X.25的第３层功能，使网络节点的处理大大简化，提高了网络对信息处理的效率。采用物理层和链路层的两级结构，在链路层仅保留核心子集部分。帧中继在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作，省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，大大节省了交换机的开销，提高了网络吞吐量、降低了通信时延。帧中继提供一套合理的带宽管理和防止阻塞的机制，用户可有效地利用预先约定的带宽，即承诺的信息速率（CIR），并且还允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。
其帧结构与ISDN的D通路链路接入协议（LAPD）结构一致，可以进行逻辑复用，作为一种新的承载业务。帧中继具有很大的潜力，主要应用在广域网中，支持多种数据型业务，如局域网（LAN）互联、计算机辅助设计（CAN）和计算机辅助制造（CAM）、文件传送、图像查询、图像监视等业务。
帧中继技术使用一组规程将数据信息以帧的形式（简称帧中继协议）有效地进行传送。帧中继传送数据信息所使用的传输链路是逻辑连接，而不是物理连接。在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接，使用这种机理，可以实现带宽的复用和动态分配。
帧中继提供的逻辑连接可以分为永久虚电路和交换虚电路。永久虚电路是指在帧中继终端之间建立永久的虚电路连接，以建立永久虚电路为基础传送数据业务。交换虚电路是指在两个帧中继终端之间通过呼叫建立的虚电路，，在建立了的交换虚电路上传送数据业务，当传送完毕以后，终端通过呼叫清除操作来拆除该虚电路。
2、帧中继的协议模型
帧中继的协议是以OSI/RM为基础，协议模型仅包含二层，即物理层和数据链路层的核心功能，协议模型如下图2。帧中继数据链路层的核心功能用来支持帧中继承载业务，其主要功能如下表2的6项。
图2：帧中继的协议模型
表2：帧中继数据链路层的核心功能
3、帧中继的特点
帧中继技术是在X.25分组交换技术基础上发展起来的。发展帧中继的原因是X.25分组交换网的传输效率低、附加开销大效率低，不能满足用户的需求。在开发X.25时，因传输误码率高达10-3，故在每个节点都采用了存储-转发方式，确定了十分复杂的检错、纠错、重发等机制。为保证传输质量，每个节点都需做这些重复工作，导致端到端传输延时大、传输速率和传输效率低。故X.25己不能满足目前对数据通信高吞吐量、低延时、高效率的需求。因此，与X.25相比凸显了如下特点，如下表3-1所示。另外，帧中继和现有通信方式（X.25、电路交换等）的性能比较见下表3-2。
表3-1：帧中继的特点
表3-2：帧中继与其他通信方式的性能比较
4、帧中继带宽管理的三个参数
由于帧中继采用了非强制性的拥塞管理，为了防止网络过度拥塞或某一用户大量地发送数据而影响其他用户的服务质量，帧中继对用户所能使用的带宽进行了一定的控制。帧中继的带宽管理包含3个参数：
1）承诺信息速率（CIR）：用户在入网时，与网络运营商所签订的合同中，运营商所保证提供的最低用户数据传送速率即为承诺信息速率（CIR，Commitment information rate）。网络运营商根据合同中的CIR向用户收取费用。
2）承诺突发长度（Bc）：承诺突发长度是指在指定的时间间隔Tc内，网络运营商所承诺的用户最大发送数据比特数。
Bc = Tc×CIR
3）超突发长度（Be）：超突发长度是指在指定的时间间隔Tc内，网络运营商允许用户超过Bc所发送的数据比特数。网络对这部分超额发送的数据尽力传送，但不保证。
具体做法是，网络根据上述参数在给定的时间间隔Tc中，对用户所发送的数据进行计数。对Bc即承诺部分的数据给以放行；对Be即超过部分也给以放行，但在帧头中打上“丢弃指示”标志，在网中传输遇到拥塞则丢弃该帧；对超过Bc +Be的部分，在用户-网络接口处即遭丢弃。在网络运行初期，为保证用户CIR内数据的传送，可使中继线容量等于经过该中继线的所有PVC的CIR之和，在运行的过程中随着经验的不断积累可逐步增加PVC的容量，以保证带宽资源的充分利用。
5、帧中继技术的标准化
ITU-T的帧中继的相关标准有：LAPD、LAPE/Q.922、I.122等，它们定义了帧中继服务的永久虚电路（PVC）；建议Q.931定义了帧中继服务的交换虚电路(SVC）的呼叫建立过程；LAPD用于ISDN的D通道，是帧中继的基础，LAPD对应的ITU-T建议书是I.441/Q.921；LAPE对应的ITU-T建议书是Q.922；I.233、I.365.1、I.370、I.372定义相关承载业务要求；等等。
我国通信标准化组织，依据上述ITU-T建议，也制定了帧中继的一系列相关通信行业标准，欲了解的请进入。
欲进一步了解帧中继网络编号方案的请进入。
