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数据报与虚电路

在计算机网络体系结构中,物理层负责在设备间透明传输原始比特流,数据链路层通过帧封装与差错控制实现相邻节点的可靠传输。而网络层作为通信子网的核心,向上层提供两种本质不同的分组交换服务模式:

  1. 面向连接的虚电路服务(Virtual Circuit)和无连接的数据报服务(Datagram)。
  2. 这两种服务的核心差异在于通信路径的建立方式与分组处理逻辑。

注:虽然传输层TCP提供类似虚电路的可靠服务,UDP提供类似数据报的服务,但二者本质是终端系统实现的端到端功能,而非网络层的基础服务。在TCP/IP体系结构中,网络层(IP层)仅提供无连接的数据报服务,这是互联网架构的根基设计,传输层中通过TCP与UDP协议实现了两种服务的抽象。

在OSI模型中,网络层必须同时支持数据报和虚电路两种方式,但是TCP/IP模型为了减轻网络设备负担,从而在网络层仅支持数据报方式,将虚电路的实现交由高层实现。

1. 虚电路

在虚电路方式中,当两台计算机进行通信时,应当先建立网络层的连接,也就是建立一条逻辑上的虚电路(Virtual Circuit, VC),连接一旦建立,就固定了虚电路对应的物理路径。与电路交换类似,整个通信过程分为三个阶段:虚电路建立、数据传输与虚电路释放。

每次建立虚电路时,将一个未用过的虚电路号(VCID)分配给该虚电路,以区别本系统中的其他虚电路,然后双方就沿着已建立的虚电路传送分组。

2. 数据报