虚电路和数据报网络
- 类似于运输层为进程提供无连接服务或面向连接服务，网络层为两台主机提供无连接服务或面向连接服务。
- 目前，各主要计算机网络体系结构中，网络层提供且只提供面向连接服务或无连接服务二者之一。
- 网络层的连接服务与运输层的连接服务存在根本性差别，运输层的连接服务在位于网络边缘的端系统中实现，网络层的连接服务由网络边缘的端系统，网络核心的路由器共同实现。
连接服务——虚电路网络(virtual-circuit network )
- 在网络层提供连接服务的计算机网络
- 如ATM，帧中继等网络体系结构
- 虚电路概念源于电话界
- 虚电路是分组交换网络，每个分组的传输利用链路的全部带宽，源到目的路径经过的网络层设备共同完成虚电路功能
虚电路
- 网络层连接
虚电路组成
- 源和目的主机间的路径，即一系列链路，路由器，收发双方的端系统
- VC号，即沿着路径的每段链路的一个号码
- 沿着路径的每台路由器中的转发表表项
路由器支持
- 路由器转发表项类似于： 入接口|入VC号|出接口|出VC号
- 路由器必须为每条进行中的连接维护状态信息
- 创建新虚电路时，对路径上的路由器，增加相应表项
- 拆除虚电路时，对路径上的路由器，删除相应表项
虚电路阶段
-
虚电路建立
发送方运输层与网络层联系，指定接收方地址，等待网络层建立虚电路；
网络层决定发送方与接收方间的路径，并为路径上的每条链路决定一个VC号；
网络层在路径上的每台路由器中增添一个转发表项；
网络层可预留路径上的资源，如带宽； -
数据传输
虚电路上的分组在其首部携带一个vc号（而非目的地址）；
分组vc号与其当前所在链路的vc号对应；
路径上的每台中间路由器在某入接口上收到一个到达分组后，根据该分组的vc号，查询转发表，以确定该分组的出接口和出vc号，将该分组的vc号更新并移动分组到相应出接口。 -
虚电路拆除
发送方或接收方通知网络层它希望终止该虚电路，拆除阶段启动；
网络层通知另一侧的端系统会话结束；
网络层更新路径上每台路由器的转发表以拆除虚电路；
注意：
相较于TCP三次握手，路径上每台路由器都参与且了解虚电路的建立，而TCP连接的建立只在端系统中进行
在虚电路建立阶段，虚电路网络也需要路由（确定路径）。
虚电路信令协议(signaling protocols)
信令报文 端系统向网络发送的指示虚电路启动/终止的报文，路由器间传递的用于建立/拆除虚电路的 报文
信令协议 定义如何交换信令报文的协议
无连接服务——数据报网络(datagram network )
- 在网络层提供无连接服务的计算机网络
- 如因特网等网络体系结构
- 端系统发送分组时，为分组加上指示目的地端系统地址的首部行并将该分组推入网络；
路由器支持
- 路由器使用分组的目的地址转发分组；
- 路由器的转发表将目的地址映射到输出链路接口；
- 具体地，转发表维护ip地址前缀到输出链路接口的映射；
对到达分组的ip地址，路由器在转发表中进行前缀匹配，若有多个匹配项，则依据最长前缀匹配规则确定匹配；
- 路由器不维护连接信息，但维护转发状态信息;
- 转发状态信息变化的时间尺度相对慢于连接信息变化的时间尺度;
- 转发表通过路由选择算法更新，通常每1~5分钟更新一次转发表;
因特网与数据报网络
- 基于数据报网络体系的因特网服务模型使得服务保证最少（即没有保证），这对网络层施加了最小限度的需求；
- 这一体系使得因特网使用各种不同链路层技术较为容易；
- 新服务可通过端系统上的应用层协议快速部署实现；
数据报网络 VS 虚电路网络
数据报网络
简化网络，复杂“边缘”
- 计算机之间的数据交换
“弹性”服务，没有严格时间需求 - 链路类型众多
特点、性能各异，统一服务困难 - “智能”端系统 (计算机)
可以自适应、性能控制、差错恢复
虚电路网络
简化“边缘”，复杂网络
- 电话网络演化而来
- 核心业务是实时对话
严格的时间、可靠性需求，需要有保障的服务
-“哑(dumb)” 端系统（非智能）
电话机，传真机
