1 連線服務與無連線服務

• 資料報(datagram)網路與虛電路(virtual-circuit)網路是典型兩類分組交換網路
• 資料報網路提供網路層無連線服務
• 虛電路網路提供網路層連線服務
• 類似於傳輸層的無連線服務（UDP）和麵向連線服務（TCP），但是網路層服務：
  
  • 主機到主機服務
  • 網路核心實現

2 虛電路網路

2.1 虛電路(Virtual circuits)

• 虛電路：一條從源主機到目的主機， 類似於電路的路徑(邏輯連線)

  • 分組交換
  • 每個分組的傳輸利用鏈路的全部頻寬
  • 源到目的路徑經過的網路層裝置共同完成虛電路功能

• 通訊過程：

  • 呼叫建立(call setup)→資料傳輸→拆除呼叫
• 每個分組攜帶虛電路標識(VC ID)， 而不是目的主機地址
• 虛電路經過的每個網路裝置（如路由器） ， 維護每條經過它的虛電路連線狀態
• 鏈路、 網路裝置資源(如頻寬、 快取等)可以面向VC進行預分配
  
  • 預分配資源=可預期服務效能
  • 如ATM的電路模擬（CBR）

2.2 VC的具體實現

• 每條虛電路包括:

  1. 從源主機到目的主機的一條路徑
  2. 虛電路號（VCID） ， 沿路每段鏈路一個編號
  3. 沿路每個網路層裝置（如路由器）， 利用轉發表記錄經過的每條虛電路

• 沿某條虛電路傳輸的分組，攜帶對應虛電路的VCID，而不是目的地址

• 同一條VC ，在每段鏈路上的VCID通常不同
  
  • 路由器轉發分組時依據轉發表改寫/替換虛電路號

2.3 VC轉發表

2.4 虛電路信令協議(signaling protocols)

• 用於VC的建立、維護與拆除
  
  • 路徑選擇
• 應用於虛電路網路
  
  • 如ATM、幀中繼(frame-relay)網路等
• 目前的Internet不採用

3 資料報網路

3.1 資料報網路

• 網路層無連線
• 每個分組攜帶目的地址
• 路由器根據分組的目的地址轉發分組
• 基於路由協議/演算法構建轉發表
  
  • 檢索轉發表
  • 每個分組獨立選路

3.2 資料報轉發表

Q: 如果地址範圍劃分的不是這麼“完美”會怎麼樣？

3.3 最長字首匹配優先

最長字首匹配優先：在檢索轉發表時，優先選擇與分組目的地址匹配字首最長的入口（entry）。

4 資料報網路和VC網路的對比

Internet (資料報網路)

• 計算機之間的資料交換
• “彈性” 服務，沒有嚴格時間需求
• 鏈路型別眾多
  
  • 特點、效能各異
  • 統一服務困難
• ”智慧” 端系統 (計算機)
  
  • 可以自適應、效能控制、差錯恢復
• 簡化網路，複雜“邊緣”

ATM (VC網路)

• 電話網路演化而來
• 核心業務是實時對話：
  
  • 嚴格的時間、可靠性需求
  • 需要有保障的服務
• “啞(dumb)” 端系統（非智慧）
  
  • 電話機
  • 傳真機
• 簡化“邊緣”，複雜網路