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ISDN和DDR-----CCNA4 广域网技术(4)
作者:happyboy 日期:2008-09-03
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ISDN在现在的电话线上传输数字信号，允许端到端的连接。
ISDN的标准和概念：
E系列：有关IDSN电话的标准。如E。164定义了ISDN的国际编码标准
I系列：包括ISDN概念，术语和常用方法。I.100包括常用的ISDN概念和其他I系列建议。I.200包括ISDN服务相关内容，I.300描述网络方面内容，I.400描述用户网络接口如何工作。
Q系列：包括交换和信令是如何工作的。信令是建立呼叫的过程。Q.921（D信道上的连接存取规程LAPD）和Q.931（ISDN终端和交换机之间的网络层）
承载信道（B信道）：是一个64kbit/s的数据通道，它能支持全双工的数字会话。带外信令。
Delta信道（D信道）：用来承载B信道的控制信息。对于基本速率接口D信道的承载力是16kbit/s，在基群速率接口中它的速率是64kbit/s，D信道负责承载建立和终止呼叫有关的信息，该信道上的存储规程基于HDLC。称为带内信令
ISDN BRI速率：2B+D PRI速率：北美和日本23B+D，在世界其他地区为30B+D
ISDN跨越OSI模型的物理，数据和网络层。
OSI层
B信道
D信道
3
IP
Q.931 —ISN终端与交换机之间的网络层
2
HDLC PPP
Q.921 —LAPD
1
I.430—BRI I.431—PRI
ISDN第一层：
帧格式：出方向，由终端发送到ISDN网络，使用TE帧格式；进方向，从网络发向终端，使用NT帧格式。
帧长48bit ，36bit数据
F（成帧比特）—提供同步功能
L（负载均衡比特）—调整平均比特值
E（先前D信道的回应比特）———当在被动总线上几个终端争用一个信道时确保争用的结果
A（激活比特）—激活设备
S（备用比特）—未分配
B1、B2和D—传输用户数据
ISDN第二层：该层帧D信道使用LAPD，源自HDLC，类似；B信道使用PPP和HDLC传输数据。
LAPD帧格式中 C/R比特指示这个帧是命令还是响应。终端设备标识符TEI字段可以标识单个或多个终端，每个终端需要一个唯一的TEI，TEI静态分配范围为0至63，而动态分配的TEI范围64只127，所有比特都是1的TEI代表广播
ISDN第三层：
路由器通过ISDN与其他设备相连，必须要交换一些信息。路由器通过D信道与本地的交换机通信。服务提供商网络中的交换机使用7号信令通信。Q.921定义了ISDN数据链路进程LAPD。在建立呼叫、传递信令和终止呼叫时，通过Q.931在D信道实现控制的功能，Q.931定义了OSI第三层的功能和终端设备与本端ISDN交换机之间的连接建议。
ISDN连接建立过程：
路由器上发出的被呼叫号码通过D信道传诵到ISDN交换机。
网络服务提供商本地ISDN交换机使用7号信令SS7建立通路并将被呼叫号码传递到远程ISDN交换机上
远程交换机在D信道上通过信号通知目的设备
目的ISDN NT1发送一个呼叫-连接信息给远程ISDN
远程交换机使用SS7发送一个呼叫-连接信息给本地交换机。
本地ISDN交换机在端到端之间连接一个B信道，给新的连接保留另外一个B信道，也可以同时使用两个B信道。
ISDN设备和参考
ISDN设备包括：终端、终端适配器（TA）、网络终端设备、线路终端设备和交换终端设备。ISDN终端有两种类型：标准ISDN终端为终端设备类型1（TE1），而非标准ISDN设备终端为网络终端设备类型2（TE2）,TE1通过4线的双绞线连接到ISDN网络，TE2通过TA连接到ISDN网络，TA可以将非标准型ISDN设备产生的信号转换为BRI的信号。TE2与TA之间的接口EIA/TIA 232或V.35。TA和TE1连接在网络终端设备类型2（NT2）上面。NT2是典型的数字专用分支交换机（PBX），它执行二层与三层协议和集成服务。在最终用户端它作为所有ISDN线路的接入点。执行聚合到交换机的任务。NT2通过4线的总线连接到网络终端类型1（NT1）上。NT1将4线的BRI信号转换成连接到ISDN服务提供商的两线信号。
参考点：北美，NT1是常用的客户端设备（CPE），其他地区，NT1是服务商所有和控制的。要互连这些设备，必须定义号设备之间的接口，这些接口被称为参考点。如下：
R—该参考点连接非ISDN设备（TE2）和终端适配器（TA）。典型标准为EIA/TIA 232
S—该参考点连接客户交换设备（NT2）。它在各种类型的CPE之间建立呼叫。
T—该参考点位于NT1和NT2设备之间。
U—该参考点在NT1设备和服务提供商的ISDN网络之间。
ISDN配置：
1、配置ISDN BRI接口：
配置ISDN BRI指定它所连接的服务提供商中交换机的类型，可以在全局配置模式下同时配置所有BRI接口，对于不同类型的，可以再在接口模式下配置交换机类型来覆盖全局配置。
Router (config) # isdn switch-type switch-type
Router (config-if) # isdn switch-type switch-type
北美厂商交换机需要配置SPID，其他不需要，如果需要则需要给每个B信道分别设置SPID，SPID在接口模式下配置。后面的本地拨号号码（LDN）为可选，必须与ISDN交换机发出的被叫信息匹配，服务提供商可以在一个搜寻组中配置多个BRI，使用LDN通知哪个B信道应答呼叫。这样，SPID配置中必须包括LDN，，并且每个SPID必须有唯一LDN号，如果发现BRI第二信道无法教授呼叫，检查LDN配置是否正确。
Router (config-if) # isdn spid1 spid-number [ldn]
Router (config-if) # isdn spid2 spid-number [ldn]
2、配置ISDN PRI接口：
ISDN PRI通过T1或E1线路传输。配置步骤如下：
步骤1：指定路由器连接到的服务提供商CO端ISDN交换机的正确类型。
步骤2：指定T1/E1控制器、帧类和线编码；
步骤3：为T1/E1设置PRI组的时隙，并指定速率。
与BRI不同，没有PRI的物理接口。路由器连接在租用线路上的物理接口被称为控制器，根据服务器配置，需要指定T1控制器或是E1控制器。只要控制器符合了服务提供商的网络，就可以用interface serial命令配置每个信道。
可用的ISDN PRI交换机类型
具体配置步骤：
1、指定ISDN交换机类型
Router(config)# isdn switch-type switch-type
交换机类型
描述
Primary-Sess
AT&T ISDN交换机部署在北美
Primary-dms100
北方电信DMS-100部署在北美
Primary-ni
National ISDN 交换机部署在北美
Primary-net
Net5 ISDN 交换机用在欧洲和澳大利亚
Primary-ntt
NTT ISDN交换机用在日本
2、选择和配置PRI的控制器
Router(config)# controller {t1 | e1 } {slot/port}
3、选择控制器后，指定帧类型、线编码和时钟
Router(config-controller)#frame {sf | esf } //T1线路指定帧类型的命令。
Router(config-controller)#frame {crc4 | no-crc4 } [Australia] //E1线路指定帧类型命令。
帧类型
描述
Sf
超帧，它是T1的默认帧类型
Esf
扩展超帧，它是T1的帧类型
Crc4
是E1的默认帧类型
No-crc4
不是E1的帧类型
{可选}在澳大利亚使用的E1帧类型
Router(config-controller)#linecode {ami | b8zs } //设置完帧类型后，T1线路必须使用该命令设置线路编码
Router(config-controller)#linecode {ami | hdb3 } //设置完帧类型后，E1线路必须使用该命令设置线路编码
线路编码
描述
Ami
交替反转码（AMI）线路编码类型。对于T1/E1都是有效的
B8zs
B8ZS线路编码类型，仅对T1控制器有效
Hdb3
高密度双极性编码3{HDB3}线路编码类型。仅对E1控制器有效
Router(config-controller)#clock source {line | internal } //给T1/E1控制器指定时钟源
对于第一个T1/E1控制器的时钟源默认是line，后续的控制器默认是internal。如果指定为line，控制器将从线路信号中获取时钟并将它提供给内部系统时钟。如果设置为internal，控制器将自己的始终与系统内部时钟同步。`该默认机制使路由器仅从一个外部始终源获取时钟信号，所以对于PRI配置clock source命令通常是默认的。
4、pri-group控制器配置命令适用于ISDN PRI的通道化T1/E1控制器。
Router(config-controller)# pri-group timeslots range
如果控制器是T1则时隙范围是1~24，E1时隙为1~31，T1建立23B+D，其中24为D信道，E1建立30B+D，其中信道16为D信道。注意：时隙编号起始为1，但是ISDN接口编号起始为0，所以24为D信道编号为23，同样后者为15。
5、给PRI D信道指定接口。虽然信道时隙起始编号是1，Cisco路由器对接口的起始编码是0，因此T1上的ISDN信令信道24编码是23，E1的ISDN信令信道16编号为15
Router(config-controller)# interface serial {slot/port: | unit:} {23 | 15 }
例子：
T1 line
Router(config)# controller t1 1/0
Router(config-controller)# framing esf
Router(config-controller)#linecode b8zs
Router(config-controller)#pri-group timeslots 1-24
Router(config-controller)#interface serial3/0;23
Router(config-if)# isdn switch-type primary-5ess
Router(config-if)# no cdp enable
E1 line
Router(config)#controller e1 1/0
Router(config-controller)# framing crc4
Router(config-controller)#linecode hdb3
Router(config-controller)#pri-group timeslots 1-31
Router(config-controller)#interface serial3/0;15
Router(config-if)# isdn switch-type primary-net5
Router(config-if)# no cdp enable
检查ISDN配置并排错：
Show isdn status //检查路由器与ISDN交换机通信情况输出内容中的第一层状态 Layer 1 Status状态应该为Active表示第一层与ISDN交换机的状态是好的。下表有其他可能状态，很多状态为临时的可以用clear interface bri number命令清楚或重启路由器清除。第二层状态 Layer 2 Status应该是MULTIPLE_FRAME_ESTABLISHED。该命令还可以显示当前激活的第三层呼叫的数量
ISDN第一层状态描述
第一层状态
第一层状态名字
第一层状态描述
F1
不活动
在这种不活动状态（电源关闭）下，终端设备TE不能传输并且不能检测任何输入信号
F2
检测
TE加电后进入该状态,但不能确定TE接收到的信号类型。该状态下TE会进入低耗能模式
F3
不活动
该状态表示物理层不活动，NT和TE都不传输信号，该状态时TE会进入低耗能状态。
F4
等待
当TE初始化时，他发送一个激活信号给NT并等待响应。
F6
同步
当TE从NT收到一个激活信号时，它辉映一个同步帧并等待从NT发回的同步帧
F7
激活
这个正常的激活状态，在两个方向上激活协议。NT和TE都可以正常传输帧。F7是B 和D信道正常传输数据的唯一状态。
F8
丢弃帧
当TE丢弃同步帧后等待再同步时，进入该状态。
Show isdn active //命令可以显示当前呼叫的信息，包括：被叫号码；呼叫建立时间；计费通知（AOC）；呼叫中使用的计费单位；呼叫过程或呼叫结束时是否提供AOC信息。
Show dialer //该命令显示了有关拨号接口的信息，包括当前呼叫以及接口启动的原因，还可以显示计时器的值。
Show interface //该命令查看BRI接口或一个指定的ISDN信道的消息，后面附加特定信道号码在命令后面，可以获得一个特定信道的信息，该命令提供的信息包括封装类型、LCP的状态和当前运行哪些NCP类型.eg: show interface bri0/0:1
DEBUG排错：常用ISDN debug排错命令
命令
描述
Debug isdn event
显示在用户一侧（在路由器端）ISDN接口发生的事件。能够显示的ISDN事件是有关Q.931的事件（ISDN呼叫建立和拆除）
Debug isdn q921
显示路由器ISDN接口上数据链路层（第二层）D信道（LDAP）的访问过程。路由器上ISDN数据链路层接口符合ITU-T Q.921规范。Debug isdn q921命令的输出内容包括对等体到对等体通信时在D信道上传输的命令和回复信息。这个debug信息不包括也属于ISDN接口一部分的B信道上传输的数据。对等体（数据链路层实体和路由器层管理实体）之间通过ISDN交换机的D信道相互通信。
Debug isdn q931
显示本地路由器（用户端）和网络之间的ISDN网络连接（第三层）呼叫建立和拆除的信息。
路由器上的ISDN网络层借口符合ITU-T Q.931的规范，还有其他诸如交换类型VN4的补充规范。路由器只能发觉在用户端一侧的活动，而不是网络连接的另外一端。Debug isdn q931命令输出的内容仅限于对等体到对等体通信时在D信道上传输的命令和回复信息。这个debug信息不包括也属于ISDN接口一部分的B信道上传输的数据。对等体（网络层）之间通过ISDN交换机的D信道相互通信。
Debug ppp negotiation
在PPP启动时显示PPP传输的数据包，它被用于协商PPP的选项
Debug ppp authentication
显示验证协议信息，包括交换的质询握手验证协议（CHAP）数据包和口令验证信息数据包。
Debug ppp error
显示与PPP连接协商和操作有关的协议错误和错误统计信息。
DDR（按需拨号路由）配置：
传统DDR配置：
步骤1：定义静态路由
动态路由协议时，hello数据包和路由更新属于感兴趣数据六，他们会出发链路被启动，设置静态路由，其管理距离低于动态路由，动态路由被忽略，避免hello包和路由更新包出发激活DDR，通常配置一条默认路由或代表多条路由的终结路由：
Router(config)# ip route net-prefix mask {address | interface } [distance] [permanent]
管理距离[distance]可选，在配置动态路由失效后才生效的浮动路由时才需要指定该值。ISDN通常作为线路交换或者信元交换的备份线路，所以允许当主线路失效后，启动对应DDR接口的浮动路静态路由。
步骤2：通过拨号列表定义感兴趣的数据流。
一台路由器上可以定义10个拨号列表。语法如下：
Router(config) # dialer-list dialer-group protocol protocol-name {permit | deny | list access-list-number | access-group }
Eg：Router(config) # dialer-list 1 protocol ip permit //创建的该列表定义了所有的IP流量为感兴趣数据流。
Eg2:Router(config) # dialer-list 2 protocol ip list 102 //创建拨号列表定义感兴趣数据流为web和telnet流量
Router(config) # access-list 102 permit tcp any any eq www
Router(config) # access-list 102 permit tcp any any eq telnet
使用dialer-group命令将拨号列表应用到DDR接口
Router(config-if ) # dialer-group dialer-group //后面的dialer-group数值必须和在拨号列表中的内容一致。
步骤3：配置拨号信息
对于每个呼叫对应的目的地都要指定一个拨号串（电话号码），使用接口配置模式下的dialer-string命令设置拨号串，如果要呼叫多个目的地，必须使用dialer map命令映射远端协议地址到其电话号码。语法如下：
Router(config-if) # dialer string dial-string
Router(config-if) # dialer map protocol next-hop-address [name host-name | speed 56 | speed 64] [broadcast] dial-string
Router(config-if) # dialer idle-timeout //该接口配置命令配置超时时间
ISDN可以使用PPP也可以使用HDLC，如果使用PPP封装，必须指定验证方式。
Eg：Toronto和Hamilton路由器的DDR，使用PPP封状 CHAP验证方式
Humilton使用默认路由，如果路由器中查不到具体路由会将所有的流量发送到Toronto。而Toronto只会将去往HamiltonLAN的流量通过ISDN链路转发。
!
Hostname Toronto
!
Username Hamilton password 0 cisco
!
拨号特征文件：
拨号特征文件避免 传统DDR中的配置信息都直接绑定在物理接口上导致对应DDR接口无法连接到其他网段的DDR接口并且强制性地将两端的物理链路关联在一起 的问题；通过将逻辑配置信息与物理接口分离，允许根据呼叫配置信息与物理接口绑定，允许物理接口根据呼入呼出执行不同的功能。
拨号特征文件可以用来定义封装类型和访问控制列表，确定呼叫的最大值最小值，打开和关闭特征集。波号接口免除了物理接口的一一对应，可以使电路交换网设计具有可扩展性。
拨号特征文件的3个要素：
拨号接口：一种逻辑接口，用于针对每个目的地的拨号特征文件
拨号池：与拨号接口相关联的一个或多个物理接口
物理接口：物理接口属于一个拨号池、封装类型、验证方式和多连接都配置在物理接口上。
配置拨号接口：
使用interface dialer命令，给接口指定一个号码；进入接口配置模式后，配置IP地址，封装类型和验证方式、空闲时间和与感兴趣数据流关联的拨号组等；必须使用dialer remote-name 和 vdialer string 命令指示远程连接的路由器名字和所连接方的拨号号码，再通过dialer pool 命令将拨号接口与拨号池中的物理接口相关联。
使用dialer pool-member命令将物理的ISDN接口分配到一个拨号池，这样拨号接口才可以使用它们。物理接口可以属于多个拨号池，通过dialer pool-member命令的优先级别选项指定物理接口的优先级，当多个呼叫产生而只有一个可用接口时，拥有高优先级的接口拨号。同步/异步串行接口、BRI、PRI接口可用于拨号池。
Eg：两个物理接口3个拨号接口，每个拨号特征文件连接一个远程站点，第一个拨号接口可以使用在任何一个物理接口上，而其他拨号接口只能使用第一个物理接口interface BRI0/0
Hostname Toronto
!
Interface
Username
Username
Username Buffalo password 0 cisco
!
检查拨号特征文件的配置：
Show dialer 该命令可以提供呼叫的输入和输出统计信息。可以显示出拨号状态是否启动以及物理接口与特征文件的绑定关系。
Show isdn status 命令显示了ISDN连接的三层信息。
显示ISDN处理过程的信息
Debug isdn q921 显示了数据链路层的交换信息，常见有以下信息：
0x05表示呼叫建立信息
0x03表示正在处理呼叫
0x07表示呼叫连接信息
0x
Debug isdn q931 显示呼叫建立时的交换信息。
Debut dialer events 显示呼叫产生的原因，它可以给出激活接口的感兴趣数据流的源地址和目的地址
Debug dialer packet 显示DDR接口所传诵的流量以及是什么原因引起的接口摆动（一个配置不正确的ISDN接口可能不会持续不断地向外拨号的现象），接口摆动通常是由于不正确配置访问控制列表导致，例如允许路由更新流量为感兴趣数据包。
isdn call interface interface number通常情况下DDR配置正确，问题出在电信网络或远端路由器配置错误，可以使用isdn call interface interface number 命令测试电信网络或远端路由器的配置。如果呼叫建立，则电信网络或远端路由器正常，可能是本地路由器DDR配置问题，如果无法建立呼叫，检查电信网络或远端路由器配置。
Clear interface bri 强迫路由器重新与本地交换机协商SPID，如果改变了SPID，需要使用该命令，也可以重置路由器到本地ISDN网络的连接。
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