虚拟电路与数据报网络之间的区别

提供面向连接服务的计算机网络被称为虚拟电路，而提供无连接服务的计算机网络则被称为数据报网络。作为背景知识，我们使用的互联网在网络层面就是基于数据报网络（无连接模式）的。因为从源点到目的地的所有数据包都不会遵循相同的路径。

虚拟电路

• 它是一种面向连接的协议，这意味着会预留一些资源，比如缓冲区之类的。CPU, 带宽等等，指的是新设定的VC将在某个数据传输会话中被使用的那个时间点。
• 第一个发送的数据包会在路径上的每一台服务器上占用资源。后续的数据包则会沿着与第一个数据包相同的路径进行传输，以完成连接过程。
• 由于所有数据包都遵循相同的路径，因此需要一个全局头部信息。只有连接中的第一个数据包需要包含全局头部信息，其余的数据包则通常不需要这样的头部信息。
• 由于所有数据包都遵循特定的路径，因此这些数据包会在目的地按顺序排列地被接收。
• 虚拟电路交换机制确保了所有数据包都能成功到达目的地。由于资源不足而无法处理某些数据包的情况也不会发生。
• 从以上几点来看，可以得出结论：虚拟电路这是一种非常可靠的数据传输方式。
• 虚拟电路的问题在于，每次建立新的连接时，都需要为每一台路由器预留资源以及额外的信息。如果有很多客户端同时试图使用同一台路由器的资源，那么这种情况就会变得非常麻烦。
• 它是由……所使用的。异步传输模式网络具体来说，就是用于电话通话的。

虚拟电路的几种类型

永久虚拟电路（Permanent Virtual Circuits, PVC）：通信管理站作为电信公司的中心局，可以手动配置交换机，从而提供与专用线路相当的性能。这些始终处于运行状态的通路主要用于高速通信。而PVC则要求电信公司分配资源给每个通信电路，无论该电路是否正在使用。因此，对于广域网来说，这种解决方案的成本较高。

2. 交换虚拟电路（SVCs）：一旦通信会话建立起来，交换机就会开始工作。在会话结束时，这些SVC会被释放，从而可以用来创建新的通信通道。这就是正常的电话通信过程。这些按分钟计费的SVC通常用于WAN网络中，当需要使用专用租用线路进行备份时。

虚拟电路的优势

• 接收方会按照发送方所发送的相同顺序来接收这些数据包。
• 一种安全的网络连接被称为虚拟电路。
• 任何数据包都不需要支付额外的费用。
• 在虚拟电路中，只使用了一个全局数据包开销。

虚拟电路的缺点

• 实施虚拟电路的成本非常高。
• 它仅提供基于连接的服務。
• 为了进行传输，需要永久地创建一个新的链接。

数据报网络

• 这是一种/属于某种类型的东西。无连接服务由于不存在用于连接会话的专用路径，因此无需提前预订资源。
• 所有的数据包都可以自由地通过任何可用的路径进行传输。因此，中间路由器需要根据不断变化的路由表来实时计算合适的路由路径。
• 由于每个数据包都可以自由选择传输路径，因此所有数据包都必须包含有关于源地址以及上层数据信息的头部信息。
• 这种无连接特性使得数据包可以以任意顺序到达目的地。这意味着，这些数据包有可能以无序的顺序被接收端接收到。
• 数据报网络并不像虚拟电路那样可靠。
• 数据报分组交换的主要缺点在于：只有当缓冲区、CPU以及带宽等资源可用时，数据包才能被转发。否则，该数据包将被丢弃。
• 不过，实施数据报网络始终是一种简单且成本效益高的方式。因为无需为每次应用程序的通信过程而额外地分配资源或创建专门的通道。
• 它通常由IP网络使用，而IP网络则被用于诸如互联网这样的数据服务中。

数据报网络的优点

• 数据报网络的灵活性是其主要优势之一。
• 它们在处理网络拥塞方面表现得更好。数据报网络能够适应网络流量的变化，并能够为数据包选择多条路径以使其到达目的地。因为每个数据包都是单独被处理的。
• 尤其是在那些规模庞大且结构复杂的网络中，这样做能够降低延迟，提升网络性能。
• 此外，数据报网络比其他类型的网络更容易进行扩展。由于其可扩展性，数据报网络是当今各种通信系统的理想选择，比如物联网（IoT）以及实时数据流式传输应用。

数据报网络的缺点

• 在数据报网络中，无法保证所有数据包都能按时、按序到达目的地。因为数据包是单独发送的，所以无法确保它们一定会到达目标位置或按照正确的顺序到达。这就是数据报网络的主要缺点之一。
• 数据报网络也存在易受安全漏洞攻击的缺点。由于数据报网络在发送者和接收者之间并没有建立专门的连接，因此它们特别容易受到网络攻击，比如欺骗攻击、窃听攻击以及拒绝服务攻击等。
• 此外，数据报网络并不总是能够支持服务质量方面的保障。虽然某些应用程序可以从某些协议所提供的服务质量功能中受益，比如实时传输协议（RTP），但总体而言，数据报网络并没有提供一种集中式的优先级分配方式或网络流量控制机制。

虚拟电路与数据报网络之间的区别

结论

• 虚拟电路的另一个名称是面向连接的交换方式。在发送消息之前，虚拟电路交换会先建立一条预定的路径。
• 在虚拟电路中，这条路径被称为“虚拟电路”，因为对用户来说，它看起来就像是一条专用的物理电路。
• 在数据报网络中，这种技术也被称为分组交换技术。每个数据包都被视为一个独立的实体。交换机利用每个数据包中包含的目的地信息来指导数据包到达其指定的位置。
• 在数据报网络中，没有必要预留资源，因为不存在用于连接会话的专用通道。现在，数据包的头部包含了所有要传输到目的地的数据。
• 数据报网络采用“先来先服务”的调度方式来管理资源的分配。