虚电路和数据报网络——网络层

网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类

  1. 面向连接的网络服务(虚电路服务)
  2. 无连接的网络服务(数据报服务)

一、虚电路

1、组成
一条虚电路由如下组成:源和目的主机之间的路径(一系列链路和路由器)、VC(virtualcircuit)号,沿着该路径的每段链路的号码、以及该路径上每台路由器中的转发表。
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2、特点

  1. 数据传输前,需建立连接,一个连接被称为一条虚电路VC
  2. 虚电路由VC号来标识和区分
  3. 虚电路连接的状态需要维持(路径上的交换节点都参与)
  4. 虚电路连接涉及资源预留问题

3、一个分组沿着其路由在每条链路上不简单的保持相同的VC号的原因

  1. 逐链路代替VC号减少了在分组首部中VC字段的长度
  2. 通过允许沿着该虚电路路径的每条链路有不同的VC号,大大简化了虚电路的建立。若沿着某路径的所有链路要求一个共同的VC号,路由器不得不交换并处理相当大的报文以约定一个共同的VC号用于一次连接。

4、虚电路的建立
(1)虚电路建立(信令协议控制)
在建立阶段,发送运输层与网络层联系,指定接收方地址,等待网络建立虚电路。网络层决定发送方和接收方之间的路径,即该虚电路的所有分组要通过的一系列链路和路由器。网络层也为沿着该路径的每条链路决定VC号。最后,网络层在沿着路径的每台路由器的转发表中增加一个表项。

(2)数据传输
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(3)虚电路拆除(信令协议控制)
当发送方(或接收方)通知网络层它希望终止该虚电路时,就启动该阶段。网络层通常将通知网络另一侧的端系统结束呼叫,并更新路径上每台路由器中的转发表以表明该虚电路已不存在。

二、数据报

1、定义
数据报网络是网络层无链接的服务。端系统每要发送一个分组,就为该分组加上目的端系统的地址,然后将该分组推进网络。数据报网路中不维护连接状态信息,但有转发状态信息。每个路由器使用一个分组的目的地址来转发该分组。路由器匹配目的地址时,使用最长前缀匹配规则。转发表大概每1~5分钟由路由算法更新一次。
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2、特点
(1)在网络层无呼叫建立
(2)路由器:没有端到端连接的状态

  • 无网络级“连接”的概念

(3)分组使用目的主机地址转发

  • 在相同源和目的对可能采用不同的路径*

3、路由算法和转发表
在路由器上,有两个重要的东西,一个是路由算法,用来确定通过网络的端到端路径;另一个是转发表,转发表确定了本路由器如何转发分组。需要注意的是对于转发表,目的地址是32位的IP地址,那么就有几十亿各IP地址,一个路由器不可能维护一个几十亿的表,所有转发表是按照地址的范围转发的。
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既然是按照范围寻址,那么就有一个匹配问题,在数据报网络中采用的是最长前缀匹配优先原则。

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三、总结

虚电路和数据报的比较
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