数据报和虚电路:计算机网络的重要组成部分

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图5.2数据报服务图5.3虚电路服务在数据报服务中，网络随时都可以接受主机发送的分组（数据报），并为每个分组独立地选择路由。在数据传送完毕后，还要将这条虚电路释放掉。在差错控制和流量控制方面，数据报服务不进行差错控制和流量控制，主机承担端到端的可靠传输。表5.1虚电路服务与数据报服务的主要区别

从体系结构上看，广域网涉及三个层次：物理层、数据链路层和网络层。广域网可以在最高层（即网络层）看数据的流向。网络层可以为连接在网络上的设备提供两种服务：无连接的网络服务——数据报服务、面向连接的网络服务——虚电路服务。

如图5.2 和图5.3所示分别给出了这两种服务的主要特点。

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图5.2　数据报服务

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图5.3　虚电路服务

在数据报服务中，网络随时都可以接受主机发送的分组（数据报），并为每个分组独立地选择路由。这种服务只是尽最大努力将分组交付给目的主机，并不提供可靠的数据传输，网络不保证所传送的分组不丢失，也不保证分组的按序到达。图5.2 表示主机H1 向主机H2 发送数据，可以看出，各分组分别在网络设备中选择路径，最终到达目的主机，每个分组选择的路径可能不同，到达目的站点的时间顺序也并不一定是按照发送站点的顺序到达。例如，分组可经过的结点可以为A→B→D→E，也可以为A→C→E。为了使接收端可以将多个分组组装起来向上层交付，需要分组的首部中封装一些信息（如序号）。

在虚电路服务中，假设主机H1 要向主机H2 通信。若采用虚电路的方式进行，则主机H1先向目的主机H2 发送一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找到了一条合适的路由。若主机H2 同意通信就发回响应信息，然后双方就建立了虚电路并可以传送数据了。在数据传送的过程中，所有分组不必单独寻找路径，沿着这条已经建立好的虚电路进行数据传送即可。在数据传送完毕后，还要将这条虚电路释放掉。(https://www.chuimin.cn)

网络所提供的这两种服务的思路来源不同。虚电路服务来源于电信网，电信网将终端（电话机）做得非常简单，可靠的数据传输由电信网负责。因此，电信网的结点交换机复杂而昂贵。

数据报服务要求使用较复杂且有一定智能性的主机作为终端，这样可靠通信便可以由主机中的软件（如TCP 协议）来保证。采用这种设计思路的观点是，无论用什么方法设计网络，网络提供的服务并不可能做得非常可靠，用户主机仍要负责端到端的可靠性。只要让网络提供数据报服务，就能完成基本通信功能，并能大大简化网络层的结构。虽然数据传输的差错处理需要两端的主机来处理，带来了一定的时延，但技术的进步使得网络传输出错的概率越来越小，能够使网络为用户提供更多的服务。互联网能够发展到今天的规模，充分说明了在网络层提供不可靠的数据报服务是非常成功的。

除了上述的主要区别外，数据报服务和虚电路服务还各自有一些优缺点。由于虚电路服务在传输分组时需要建立虚电路，数据传输完毕需要释放虚电路，这本身就需要耗费网络资源；而网络上传送的报文长度在大多数情况下都很短，往往一次传送一个分组就够了，从这方面考虑，使用虚电路服务费时费力。相比较而言，数据报的方式既经济又迅速，适合具有突发特点的网络传输数据。另一方面，虚电路服务在数据传输中，由于分组不需要再携带完整的目的地址信息，只需要有简单的虚电路号码标志，因此，分组的控制信息部分可以减少一部分开销。

在差错控制和流量控制方面，数据报服务不进行差错控制和流量控制，主机承担端到端的可靠传输。虚电路服务有专用的逻辑链路进行数据通信，分组按序到达，能够进行差错控制和流量控制。

表5.1 归纳了虚电路服务与数据报服务的主要区别。

表5.1　虚电路服务与数据报服务的主要区别

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数据报和虚电路:计算机网络的重要组成部分

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