Der Aufbau des Frame-Relay-Datenrahmens ist sehr einfach: Zwischen den 8 Bit langen Flags für den Beginn und das Ende des Frame-Relay-Headers befinden sich das Addressenfeld, die Nutzerdaten und 2 Byte lange Prüfsummenfeld (FCS). Der Header ist 2 bis 4 Byte lang und enthält den Data Link Channel Identifier (DCLI), sowie einige Steuerbits und Bits für die Überlastanzeige.

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Aufbau des Frame-Relay-Rahmens

Fehlerhafte Pakete, d.h. Pakete, deren DLCI-Feld fehlerhaft übertragen wurden, werden über die komplette Ende-zu-Ende-Verbindung erneut angefordert. Das DLCI-Feld enhält die Steuerungsmechanismen für die Verbindung und Übertragung. Mit dem numerischen DLCI-Wert wird eine bestimmte virtuelle Verbindung identifiziert, über die das Frame-Relay-Netzwerk Sende- und Empfangsstation eindeutig identifizieren kann. Der Frame-Relay-Header hat auch mehrere 1-Bit-Datenfelder für die Überlastkontrolle, die Forward Explicit Congestion Notification (FECN) und Backward Explicit Congestion Notification (BECN). Ein Command/Response Bit (C/R), zwei Bits für die Adressenerweiterung, und ein weiteres für Discard Eligibility (DE) für Überlasterscheinungen.

Innerhalb des variablen Informationsfeldes können Benutzerdaten zwischen 262 Bytes und bis zu 8.192 Bytes (8 KB) übertragen werden. Das den Nutzerdaten folgende Prüfsummenfeld umfasst 2 Bytes und dient dem Erkennen von Bitfehlern.