虚电路和数据报网络——网络层

港控/mmm° 2023-05-30 04:57 10阅读 0赞

**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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
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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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

**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。  
![在这里插入图片描述][20191107145918263.png]

![在这里插入图片描述][20191107145531981.png]

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。

![在这里插入图片描述][20191107145558123.png]

## 三、总结 ##

**虚电路和数据报的比较**  
![在这里插入图片描述][20191107150020964.png]

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