一、網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)概述

在傳輸層每個應(yīng)用可以被提供使用兩個服務(wù)：無連接的 UDP 和有連接的 TCP，在網(wǎng)絡(luò)層也能為主機之間提供無連接和有連接的服務(wù)。

在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)層在向運輸層提供服務(wù)的時候到底是使用“面向連接”，還是使用“無連接”的服務(wù)，曾引起了長期的爭論。原因就是：在計算機通信中，可靠交付應(yīng)該由誰來負責(zé)？是網(wǎng)絡(luò)核心還是網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)？

針對上面的問題，有兩種重要的服務(wù)實現(xiàn)，分別是“無連接”的數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)和“面向連接”的虛電路網(wǎng)絡(luò)。

二、虛電路網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)兩臺計算機進行通信時，應(yīng)當(dāng)先建立連接（即：在分組交換中建立一條虛電路(Virtual Circuit)），然后雙方就沿著建立的虛電路發(fā)送分組。這樣以來，分組的首部不需要填充完整的目的主機地址，而是只需要填寫這條虛電路對應(yīng)的編號即可，因此減少了分組的開銷。

通過虛電路服務(wù)如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所發(fā)送的分組就可以無差錯的按序到達終點，不存在丟失與重復(fù)的情況。就像上圖，兩臺主機之間進行分組的交換都必須在事先建立好的虛電路上。

采用虛電路網(wǎng)絡(luò)會使網(wǎng)絡(luò)核心部分變得復(fù)雜，需要所有經(jīng)過這條電路的節(jié)點共同維護，如果虛擬電路斷開，那么數(shù)據(jù)將會丟失，只能重新建立虛電路。互聯(lián)網(wǎng)的先驅(qū)者們認為計算機有很強的差錯處理能力，因此提出了一種無連接的思路：數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)。

三、數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)路在發(fā)送分組之前不需要先建立連接。每一個分組（IP 數(shù)據(jù)報）獨立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（無編號）。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的保。也就是說，所傳送的分組可能出錯、丟失、重復(fù)和失序（不按順序到達終點），也不保障分組交付的時限。由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器比較簡單，從而使減輕網(wǎng)絡(luò)核心的負擔(dān)，并且價格也比較低。

如果主機中進程間的通信需要可靠的數(shù)據(jù)交付，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機中的運輸層負責(zé)（差錯檢測、流量控制等）。采取這種設(shè)計有很多好處：網(wǎng)絡(luò)造價相對較低，運行方式靈活，可以適用多種應(yīng)用。

目前的互聯(lián)網(wǎng)能夠發(fā)展到今天的規(guī)模，正是因為采用了這種設(shè)計思路。OSI 體系的支持者曾極力主張適用可靠傳輸?shù)奶撾娐肪W(wǎng)絡(luò)，但是這早已經(jīng)成為歷史了。

TCP/IP 體系的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供的就是數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

四、虛電路網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

對比虛電路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)

思路	可靠通信由網(wǎng)絡(luò)來保障	可靠通信由網(wǎng)絡(luò)主機保障
連接的建立	需要建立連接	不需要建立連接
終點地址	僅在連接建立時使用，每個分組使用虛擬電路號	每個分組都有完整的終點地址
分組轉(zhuǎn)發(fā)	沿著虛擬電路進行轉(zhuǎn)發(fā)	每個分組獨立選擇路由進行轉(zhuǎn)發(fā)
節(jié)點故障時	所有通過故障節(jié)點的分組均不能到達	當(dāng)一個節(jié)點出故障時，不影響其他的節(jié)點
分組的順序	按發(fā)送順序到達終點	不一定按發(fā)送順序到達終點
差錯處理與流量控制	可以由網(wǎng)絡(luò)負責(zé)，終點也可以由主機負責(zé)	由主機負責(zé)

五、other

網(wǎng)絡(luò)真是一個有趣的東西，神秘而又復(fù)雜。陸陸續(xù)續(xù)參考資料、書籍總結(jié)了幾篇關(guān)于網(wǎng)絡(luò)知識方面的博文，是因為覺得只有更了解計算機才能學(xué)好計算機。這可能是一個枯燥的過程，但是哪有什么事都那么容易呢？堅持便是最好的學(xué)習(xí)方式。

參考書籍：
《計算機網(wǎng)絡(luò)》 謝希仁 著

總結(jié)

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