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计算机网络 · 04-network

数据报与虚电路

重要度 ⭐⭐⭐⭐⭐ 计算机网络/网络层数据报虚电路面向连接无连接
速查
分组交换的两种方式:数据报(Datagram)无连接、独立路由、可能乱序虚电路(Virtual Circuit)面向连接、固定路径、按序到达。互联网采用数据报(IP),电信网采用虚电路。

核心概念

分组交换的两种方式:数据报(Datagram)虚电路(Virtual Circuit)

数据报方式

  • 无连接:不需要事先建立连接
  • 每个分组独立路由:每个分组携带完整的目的地址
  • 可能乱序到达:不同分组可能走不同路径
  • 路由器不维护连接状态,网络故障可自动绕路
发送方 → [分组1(目的地址)] → 路由器A → 路由器B → 接收方
发送方 → [分组2(目的地址)] → 路由器A → 路由器C → 路由器B → 接收方
(分组可能走不同路径,到达顺序不确定)

虚电路方式

  • 面向连接:需要先建立虚电路
  • 所有分组沿同一条虚电路传输,按序到达
  • 分组头部只需虚电路号(不需完整地址)
  • 路由器需维护虚电路状态表
1. 建立:发送方→路由器A→路由器B→接收方(建立虚电路 VC1)
2. 数据:所有分组沿 VC1 传输,头部标记 VC1
3. 释放:传输完毕后释放虚电路

关键对比

特性数据报虚电路
连接建立不需要需要
目的地址每个分组都带仅建立时需要
路由选择每个分组独立建立时确定
分组顺序可能乱序按序到达
路由器状态不维护维护虚电路表
可靠性网络故障可绕路故障需重建
适用场景互联网ATM、X.25

常见考法

考点说明
数据报 vs 虚电路对比从连接建立、路由、顺序等维度对比
IP 是数据报还是虚电路IP 是数据报方式,无连接
虚电路号的作用标识虚电路,替代完整目的地址
适用场景判断互联网用数据报,电信网用虚电路

易错点

注意
  • 数据报不等于不可靠,上层协议(如 TCP)可以提供可靠性
  • 虚电路不是物理电路,是逻辑电路,可共享物理链路
  • IP 协议是数据报方式,但 IP 之上可以建立面向连接的 TCP
  • 虚电路建立时只是确定路径,不独占带宽(与电路交换不同)

核心结论

必背
  1. 互联网采用数据报方式(IP 协议),灵活性高、鲁棒性强
  2. 虚电路方式适合流量稳定的场景,开销小、顺序保证
  3. 两种方式各有优劣,选择取决于应用需求
  4. 数据报的每个分组独立路由,虚电路的分组沿固定路径传输

记忆卡片

数据报和虚电路的核心区别?
数据报无连接、独立路由、可能乱序;虚电路面向连接、固定路径、按序到达
IP 协议属于哪种方式?
数据报方式(无连接)。
虚电路为什么分组头部更小?
只需虚电路号,不需完整目的地址。
虚电路与电路交换的区别?
虚电路不独占带宽,是逻辑连接;电路交换独占物理资源。

图示 · 数据报与虚电路路由

数据报(无连接,独立路由) 发送 接收 A B 虚电路(面向连接,固定路径) 发送 接收 A B 所有分组沿同一条虚电路 VC1 传输 数据报两个分组走不同路径(实/虚),虚电路所有分组同路
图:数据报分组独立选路(可能走不同路径),虚电路建立后所有分组沿固定逻辑路径传输。

交互动画 · 数据报与虚电路转发路径

橙=分组 P1,绿=分组 P2;虚线为可选路径。数据报各分组独立选路,虚电路统一走固定逻辑路径。

相关知识点

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