420.4-2 网络层提供的两种服务

本节课我们介绍网络层提供的两种服务，一种是面向连接的虚电路服务，另一种是无连接的数据报服务。 ‍ 我们首先来看面向连接的蓄电路服务，如图所示，这是一个小型的互联网，这是主机中的五层原理体系结构。

虚电路服务的核心思想是：

• 可靠通信，应由网络自身来保证
• 当两台计算机进行通信时，应当首先建立网络层的连接，也就是建立一条虚电路 VC（Virtual Circuit），也保证通信双方所需的一切网络资源，然后双方就要沿着已建立的虚电路发送分组，需要说明的是虚电路表示这是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接，按照存储转发方式传送，而不是真正建立了一条物理连接
• 而采用电路交换的电话通信，则是先建立一条真正的连接。因此分组交换的虚连接与电路交换的连接只是类似，但并不完全一样
• 分组的首部仅在连接建立阶段使用完整的目的主机地址，之后每个分组的首部只需携带一条虚电路编号即可
• 这种通信方式如果在使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组最终正确到达接收方
• 通信结束后，需要释放之前所建立的虚电路
• 很多广域分组交换网，都使用这种面向连接的虚电路服务，例如曾经的 X.25 和逐渐过时的帧中继，异步传输模式等

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然而因特网的先驱者并没有采用这种设计思路，而是采用了无连接的数据报服务。数据报服务的核心思想是：

• 可靠通信，应当由用户主机来保证
• 当两台计算机进行通信时，他们的网络层不需要先建立连接
• 每个分组可走不同的路径
• 因此分组的首部必须携带目的主机的完整地址
• 这种通信方式所传送的分组，可能误码、丢失、重复和失序。这些传输差错。我们在之前的课程中已经介绍过了，就不再赘述了
• 由于网络本身不提供端到端的可靠传输服务，这就使得网络中的路由器可以做到比较简单，比电信网交换机价格低廉
• 因特网就采用了这种设计思想，将复杂的网络处理功能置于因特网的边缘，也就是用户主机和其内部的运输层，而将相对简单的尽最大努力的分组交付功能，置于因特网核心

采用这种设计思想的好处是网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用，因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思想的正确性。

将本节课的内容小结如下：

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需要说明的是由于 TCP 体系结构的因特网的网系层提供的是简单灵活的无连接的，尽最大努力交付的数据报服务。因此本章主要围绕网际层如何传送 IP 数据报这个主题进行讨论。