第二章

網絡通信基本原理目標：了解通信系統的工作原理熟悉網絡傳輸的差錯處理技術熟悉多路復用技術及傳輸的控制規程12023/2/313:04通信系統的基本組成概念：通信：信息的傳遞，被傳輸的信息通常以電磁波信號的形式出現。通信三要素：信源：信息的發送者，如計算機、機器、人；信宿：信息的接收者，如計算機、機器、人；信道：信息的傳輸介質，如光纖、電纜、無線信道等2023/2/313:042信源變換器反變換器信宿噪聲源載體（信道）信息與信號模擬信息與數字信息模擬信息：通過各類感應器收集到的信息（如溫度），具有連續變化的特點。數字信息：內容為離散的數值，具有突變的特點。計算機處理的二進制信息則為典型的數字信息放大器與中繼器放大器：為衰減的信號補充能量，缺點是加入了噪聲。中繼器：過濾噪聲防止信號畸變，同時為信號整型。2023/2/313:043信道定義與分類信道：指信息傳輸的載體，它以傳輸介質和中繼通信設施為基礎，并具有方向的概念。信道分類：根據介質分類：有線信道：由物理介質（如導線）構成的傳輸介質。無線信道：在自由空間中，利用類似于電磁波的介質傳輸信號。根據信號分類模擬信道：傳輸模擬信號，特點是信號容易衰減、畸變數字信道：傳輸數字信號，特點是信號不衰減或作等比例衰減2023/2/313:044常見傳輸媒體雙絞線即是有線信道也是模擬信道使用最廣、價格便宜能夠傳播模擬信號和數字信號速度：10mb/s~100mb/s超過幾千米的長距離傳輸需使用設備放大信號2023/2/313:045銅線聚氯乙烯套層絕緣層無屏蔽雙絞線UTP銅線聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層屏蔽雙絞線STP常見傳輸媒體同軸電纜即是有線信道也是模擬信道在互聯網發展初期廣泛使用，后因價格因素被雙絞線替代特點：壽命長、頻帶寬、質量穩定現主要應用于閉路電視傳輸系統中2023/2/313:046外導體屏蔽層絕緣層絕緣保護套層內導體同軸電纜常見傳輸媒體光纖（有線信道和數字信道）傳播速度快：目前最高可達50000GHz的帶寬，今后還可提升。現在的實際傳輸速度可達10Gb/s，速度主要受限于光電信號的轉換速度。多模光纖與單模光纖特點：傳輸損耗小，中繼距離長，對遠距離傳輸特別經濟抗雷電和電磁干擾性能非常好。無串音干擾，保密性好體積小，重量輕2023/2/313:047輸入脈沖輸出脈沖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖常見傳輸媒體無線電波無線信道利用地面發射的無線電波通過電離層的反射，或電離層與地面發射到達接收端的一種遠距離通信方式特點傳播距離遠全方位傳播，容易繞過障礙物，無需對準電離層不穩定，導致傳輸質量不穩定2023/2/313:048無線電波中、低頻電波：沿地球表面傳播高頻、甚高頻電波：利用電離層反射傳播常見傳輸媒體微波無線信道頻率在100MHz以上的無線電波，其能量將集中于一點并沿直線傳播，就稱為微波特點：直線傳輸，需發射端與接收端對準遠距離傳輸耗損小、傳輸成本低傳輸質量穩定保密性較導向媒體差，需額外加密2023/2/313:049常見傳輸媒體衛星無線信道在地球站利用位于約3萬6千公里高空的人造同步地球衛星作為中繼器的一種微波接力通信方法。特點傳播距離遠適宜廣播通信，覆蓋面廣技術復雜，成本高2023/2/313:0410信道帶寬和信道容量信道帶寬指信道可以不失真地傳輸信號的頻率范圍。不同的傳輸介質具有不同的帶寬信道容量指信道的在單位時間內可以傳輸的最大信號量，它表示信道的傳輸能力。常見的數據傳輸單位：bps（b/s,位每秒）、Kbps、Mbps、Gbps2023/2/313:0411由于帶寬和容量具有正比關系：帶寬越大，容量越大，因此現實中一般利用帶寬表示信道容量。如局域網帶寬一般為10Mbps~1000Mbps信道帶寬和信道容量

2023/2/313:0412調制與解調為什么需要調制解調？計算機網絡的前身為采用模擬傳播技術的電話網絡，該網絡已具有龐大的規模且運行良好。計算機發送與接收的是數字信號，因此利用電話網絡傳輸需要進行數字信號與模擬信號的轉換。完成轉換功能的設備稱為調制解調器modem2023/2/313:04132.5、2.6、2.7節內容：略有興趣的同學可自行閱讀。2.8傳輸方式根據組成字符的各個二進制位是否同時傳輸，傳輸方式可分為并行傳輸和串行傳輸兩類。并行傳輸串行傳輸14主機A主機B8個信道0010111100000000000000011010ABCD主機A主機B110000110100001001000001CAB特點：傳輸速度快、通信成本高、不支持遠距離傳輸特點：傳輸速度低、成本低、支持遠距離傳輸2.8傳輸方式串行傳輸需解決的問題數據報文由多個字符構成，而字符又由多個比特構成。在串行傳輸的信道中，數據以比特流的形式存在。當接收端接收到數據比特流時，想要正確的讀取數據就需要做到以下幾點：正確識別比特位、正確識別字符、正確識別報文。兩類串行傳輸方式：同步傳輸：數據塊之間的傳輸間隔固定，這要求收發雙方的時鐘頻率一致。異步傳輸：數據塊之間的傳輸時間間隔長度可變，收發雙方的時鐘頻率相互獨立。2023/2/313:04152.8傳輸方式同步傳輸概述：同步傳輸在傳輸用戶數據前先向對方傳輸約定數量的同步字符，與對方進行時鐘頻率的校驗；然后，發送用戶數據；最后，再次發送數個同步字符提醒對方傳輸完畢。分類：面向位的同步傳輸（位同步）：以位為單位傳輸數據，使用零比特填充法區分特殊字符和用戶數據。面向字符的同步傳輸（字符同步）：以字符為單位傳輸數據，使用字符填充法區分特殊字符和用戶數據。2023/2/313:0416同步傳輸的數據結構零比特填充法當線路采用位同步傳輸（一連串的比特連續傳送）時，計算機采用該類填充法實現透明傳輸。填充方法：當發送方的數據鏈路層碰到數據中的5個連續的“1”時，它自動在輸出位流中填充一個“0”，當接收方看到連續5個“1”并且后面是“0”時，將自動去掉該“0”位，還原成原來的比特流。2023/2/313:0417會被誤認為是F字段零比特的填充與刪除數據中某一段比特組合恰好出現和F字段一樣的情況01001111110001010發送端在5個連1之后填入0比特再發送出去填入0比特010011111010001010在接收端將5個連1之后的0比特刪除，恢復原樣在此位置刪除填入的0比特010011111010001010練習：1、假設有一段數據的比特流為000000001111111111011111110……，試用零比特填充法填充后將其發送出去，請寫出填充后的數據。2、收到數據為0111111000011001111101111100111111000001111110……，請找出數據的內容和頭尾。字符填充法當線路采用面向字符的同步傳輸時，計算機采用字符填充法實現透明傳輸，其主要原理是將同步字符0x7E（01111110）放置在用戶數據塊的開始和結尾處，用于同步時鐘頻率和提示用戶數據的開始和結束。當用戶數據中出現與同步字符相同的字符時，利用轉義字符進行轉義。填充方法協議定義了一個特殊轉義字節0x7D（01111101），當數據中出現與特殊字符相同的數據段時，就在數據段前插入轉義字符。如果數據段與標志序列相同，則實際結果是0x7D，0x7E如果數據段與轉義字節相同，則實際結果是0x7D，0x7D2023/2/313:04192.9傳輸形式三類傳輸形式：單工通信（單向通信）：只能有一個方向的通信，而沒有反方向的交互，如廣播電視。半雙工通信（雙向交替通信）：雙方均可發送信息，但不能雙方同時發送。全雙工通信（雙向同時通信）：雙方可以同時發送和接收信息，計算機網絡是典型的全雙工通信模式。2023/2/313:04202.10傳輸差錯處理什么是傳輸差錯？在網絡傳輸過程由于信號失真導致的的數據錯誤或因傳輸失敗、超時導致的數據包丟失、延遲被統稱為傳輸差錯。如何處理差錯？差錯檢測：利用計時器檢測數據包的延遲或丟失利用檢錯碼檢測數據包的數據錯誤差錯處理：利用重傳機制解決數據包丟失、延遲問題利用檢錯碼修正簡單數據錯誤，利用重傳修正復雜數據錯誤2023/2/313:0421請注意：差錯處理是收發雙方保障數據正確傳輸的機制，該工作只在終端進行，傳輸過程中經過的網絡節點僅負責轉發數據！反饋重傳機制基本流程2023/2/313:0422發送方接收方連接請求及檢錯碼確認①請求建立連接并發送檢錯碼接收檢錯碼返回確認②發送正式數據數據確認接收數據并檢錯如正確返回確認數據確認②繼續發送數據……④數據發送完畢關閉連接關閉請求數據全部正確接收確認關閉確認特點：發送方每發送一個數據包需等待對方的確認。收到確認則繼續發送新數據未收到確認則繼續等待直到超時后重傳接收方根據檢錯碼核實數據正確性，并且每正確收到一個數據包就發送一個確認。重傳2023/2/313:0423發送方接收方數據1確認1發送數據1繼續發送數據超時重傳數據校驗無誤返回確認檢驗出錯不返回確認收到確認繼續發送新數據出錯重傳數據2校驗無誤返回確認數據2確認2為了保證協議正常執行，這里需注意以下三點：發送方在發送完一個分組后，需暫時保留已發送的分組副本。分組和確認都必須進行編號。超時計時器設置的重傳時間應當比分組傳輸的平均往返時間更長一些。2023/2/313:0424超時重傳發送方接收方數據1發送數據超時重傳數據收到確認繼續發送新數據校驗無誤返回確認數據1確認1X丟失情況一：數據丟失發送方接收方數據1發送數據超時收到確認繼續發送新數據校驗無誤返回確認數據1確認1X丟失確認1重傳數據情況二：確認丟失發送方接收方數據1發送數據超時收到確認繼續發送新數據丟棄重復數據1但仍應再次發送確認1數據1確認1確認1遲到重傳數據情況三：確認遲到數據2重復收到確認1，接收后丟棄校驗無誤返回確認1停-等協議概述停等協議是一類典型的反饋重傳方法。其核心機制包括：肯定確認ACK、否定確認（NCK）計時器、計數器流程：發送方發送數據并等待確認接收方接收數據，校驗后發還確認（ACK\NCK）發送方收到ACK，則發送新數據；若收到NCK，則重發上個數據包若發送方為收到ACK或NCK，則繼續等待直到超時后重發數據包且計數器加1若重發次數超過指定值，向上層用戶報錯2023/2/313:0425上層用戶數據停等協議下層協議模塊2023/2/313:0426初始化重發次數+1>N給上層用戶報錯從上層接收數據上層有數據發送數據到下層啟動計時器接收下層數據下層有數據重發次數置0有無NAKACK其他有計時器超時無是是否否發送方流程接收方流程初始化從下層接收數據下層有數據無檢查數據正確性有數據正確向上層發送數據向下層發送ACK是否向下層發送NAK思考題舉例說明：為什么在停等協議中需對數據和分組編號？舉例說明：在停等協議中，如果收到重復的報文段時不予理睬（即不再重復確認）是否可行？2023/2/313:0427不編號的例子不理睬的例子停等協議的性能停等協議是一個功能正確的協議，缺點是其效率太低（半雙工）。舉例：有兩臺主機分別位于美國東西兩岸，兩岸間的光速往返傳播時延RTT大約是30ms，假定彼此通過一條傳輸效率為R=1Gb/S的信道相連。包括首部和數據的每個數據包長度L=1000字節（8000bit），實際傳輸一個分組到1Gb/S鏈路中所需時間是t=L/R=8us。在停等協議下：t=0時發送分組；8us后分組全部進入鏈路t=8us+15ms=15.008ms時，分組到達接收方假設ACK很小（忽略發送時延），t=30.008ms時ACK到達發送方，發送方開始發送下一個分組。發送方利用率=0.008/30.008=0.00027相當于一個網絡提供商購買了千兆鏈路，僅能得到127kb/s的吞吐量！解決方案：流水線傳輸發送方可連續發送多個分組，不必每發完一個分組就停頓下來等待對方的確認。由于信道上一直有數據不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。2、滑動窗口協議概述目標：提高數據傳輸的效率地位：TCP協議的精髓原理：設置發送窗口，在窗口內的多個分組可以一次性發送出去，而不需要等待對方的確認。當接收方接收到一定量的分組后，向發送方發送一個累積確認，告知其之前分組均已正確接收。當發送方收到一個累積確認后，將窗口向前滑動，以便發送新的分組。本部分內容，教材敘述不清，詳情請參看謝希仁著《計算機網絡》的5.4、5.6節內容（P192-P200），課件內容以該書內容為標準編制。1234567891011122、滑動窗口協議連續ARQ協議簡化的滑動窗口協議協議內容：位于窗口內的分組可以連續發送出去每接收到一個累積確認，窗口就滑動相應的位置發送窗口初始狀態下的滑動窗口，其大小為5個分組當接收到分組1的確認時，窗口向前滑動一格隨后，當接收到分組5的確認時，窗口向前滑動四格發送窗口這里收到的第二個確認就是一個累積確認，其告知發送方5號之前的所有分組均已收到。123456789101112滑動窗口協議連續ARQ協議協議內容：位于窗口內的分組可以連續發送出去，窗體前面的部分為已發送且獲得確認的數據，窗體后面的為未發送的數據。每接收到一個累積確認，窗口就滑動相應的位置回退N：若發送方一連發出了前五個分組，其中3號分組丟失了，基于累積確認原理，接收方只能對序號為2的累積確認。因此，發送方只能將窗體向前滑動兩格，且重發3-5號分組。發送窗口窗口滑動兩格，且重發3,4,5號分組。滑動窗口協議以字節為單位的滑動窗口概述：窗體以字節為單位向前滑動窗體的大小由接收方根據其接收能力確定，當B給A發送消息說明窗口是20（字節），確認號是31，則窗體構成如下：窗體內的數據需保留在發送方的緩存中以備重發，當接收到確認后方可刪除。

由于協議本身復雜，為簡化模型，我們假設數據傳輸只在一個方向上進行，其A發送數據，B給出確認。在這個模式下，討論將僅限兩個窗口：A的發送窗口、B的接收窗口。請注意：窗體大小需由接收方決定，窗體越大發送方的效率越高，但若接收方來不及處理，則高效的傳輸沒有任何意義。以字節為單位的滑動窗口窗體的行為窗體的大小由后沿和前沿共同確定后沿前移：收到新確認。前沿前移：收到新確認（窗體前移）。不動：未收到新確認且接收方通知窗體大小不變、收到了新確認但接收方通知窗體縮小。收縮：接收方通知窗體縮小。TCP標準強烈不贊成接收方縮小窗體。這容易導致將已發送未確認的窗內數據劃分到窗體之外。以字節為單位的滑動窗口窗體指針在A的發送窗口中，數據可分為兩類:已發送但未收到確認允許發送但尚未發送使用三個指針P1、P2、P3區分兩類數據，若A已發送了窗內的11個字節數據（31-41）則指針如圖所示。P3–P1=A的發送窗口（又稱為通知窗口）P2–P1=已發送但尚未收到確認的字節數P3–P2=允許發送但尚未發送的字節數（又稱為可用窗口）以字節為單位的滑動窗口協議運行細節討論情況一：A發送了11個數據（31-41），而B此時僅收到失序達到的數據32、33。則：B僅能發送確認號31（即期望收到的序號）并緩存收到的數據。協議運行細節討論情況二：接上述情況，若此時B收到了31號數據。則B：將31-33號數據交付給應用層刪除緩存中的對應數據：32、33號分組發送確認號：34和窗口值：20（A收到后將窗口前移三格）將接收窗口前移三格協議運行細節討論情況三：接上述情況，若B一直未收到34號數據或B發給A的確認丟失，而A已將窗體內所有數據發送完畢，此時A：A的發送窗口已滿，可用窗口為零為保證可靠傳輸，A設置超時定時器，當定時器為0則重發這部分數據。以字節為單位的滑動窗口關于緩存發送方緩存應用程序傳給傳輸層TCP準備發送的數據已發送但尚未得到確認的數據接收方緩存按序到達，但尚未被接收應用程序讀取的數據為按序到達的數據練習假設使用連續ARQ協議，發送窗口大小是3，而序號范圍是【0,15】，而傳輸媒體保證在接收方能夠按序收到分組。在某一時刻，接收方下一個期望收到的序號是5。試問：（1）在發送方的發送窗口中可能出現的序號組合有哪些種？（2）接收方已經發送出去，但仍滯留在網絡中（即還未到達發送方）的確認分組，可能有哪些？說明這些確認分組是用來確認哪些序號的分組。2023/2/313:0440[2-7]2\3\42.11常用檢錯碼檢錯碼的構造檢錯碼=信息字段+校驗字段實質：設計信息字段與校驗字段之間的對應關系，即編碼規則檢驗碼的特性：校驗碼越長，編碼的檢錯能力越強。校驗碼過長，易導致有效信息比例下降，傳輸效率變低。2023/2/313:0441常用檢錯碼奇偶校驗法水平奇/偶校驗位檢驗方法：根據數據位中1的個數，設置校驗位，使得數據位加校驗位的1的個數達到偶數個(偶校驗)或奇數個（奇校驗）。例如：采用偶校驗時若接收端發現幀中1的個數為奇數，則說明發生差錯。特點：在差錯發生概率較小且位之間的差錯均獨立發生時適用檢測正確率僅50%2023/2/313:04420100110011111數據位校驗位常用檢錯碼垂直奇偶校驗碼該校驗碼也成為組校驗，將被傳輸的信息進行分組，并排列為果然行和列，然后利用奇校驗或偶校驗計算出其校驗碼并跟隨用戶數據發送出去舉例（偶校驗法）假設有用戶數據內容為0111001001010101010111010101……，則2023/2/313:04430111001

b10010101b20101011b31010101b41010010r用戶數據，分為4行7列：偶校驗碼：垂直校驗的準確度高于水平校驗，準確度為PQ/P(Q+1)，其中Q為行數，P為列數。如例子中的數據為4行7列，則準確度為80%常用檢錯碼垂直奇偶校驗碼的檢測：接收方在接收到用戶數據后進行驗證，驗證方法為將接收的比特流按字符（7位）異或，即S=b1⊕b2

⊕…

⊕bn

⊕r。若奇校驗則S=1說明數據正確，若偶校驗則S=0說明數據正確。異或運算法則：相同為0相異為1，利用符號⊕2023/2/313:0444例如：1011⊕0101=11101011⊕0101=1110垂直水平奇偶校驗校驗方法：將單個幀分段排列形成一個矩陣后利用異或計算出其行、列校驗碼存入用戶數據幀中發送給接收方。接收方將同樣利用異或運算計算得到的結果與校驗碼比較，若不同，則說明發生差錯。2023/2/313:0445水平垂直奇偶校驗實例2023/2/313:0446101011111001110原始數據101011111100011101001010發送方將數據分為三段后計算行、列校驗碼。列校驗碼行校驗碼10100101校驗位101011101100011101001010接收方再次進行模2運算發現（2,2）位置數據出錯校驗錯校驗錯二維奇偶校驗的特點：當數據中產生單個差錯，可以檢測并自動糾正當數據中產生多個差錯時，也可檢測但無法糾正練習：1、有如下用戶數據，若按每行7位為其分組，然后請利用水平垂直偶校驗碼找出其校驗碼為多少？2、某接收方收到如下數據，其中后10位為校驗碼，則請利用水平垂直奇校驗碼檢測該數據是否出錯，若出錯請指出錯誤的地方并進行糾正。2023/2/313:04471010100010010101011110110110111011010000101000100001110101011101010011循環冗余校驗CRC原理：把數據D，看成d位二進制數發送方與接收方商定一個r+1位模式(生成多項式),G

選擇r位循環冗余位,R,將它們添加到D后面

<D,R>的d+r位二進制數使用模2運算能被r+1位的二進制數G整除接收方用G去除接收到的<D,R>的d+r位二進制數，如果余數非零：錯誤發生能檢測到少于r+1位的各種猝發錯誤，被各種協議廣泛使用D:被發送的數據比特R：CRC比特d比特r比特CRC編碼2023/2/313:0448循環冗余校驗實例發送方行為傳輸數據D為：101110，設置校驗位R為3位。根據校驗位數量雙方商定的生成多項式x3+1則G為1001，共4位。根據上述內容，計算檢驗碼R要使<D,R>能被G整除（異或運算），則有將D與R合并后發送到接收方。接收方行為將<D,R>與G相除（異或運算），余數為0則接受；反之，則認為出錯2023/2/313:0449101110011練習1、要發送的數據比特序列為1010001101，CRC校驗生成多項式G(X)=X5+X4+X2+1,計算CRC校驗碼.2、完成書后練習第9題p662023/2/313:04502.13多路復用與集中傳輸

復用：指能在同一信道中同時傳輸多路信號的技術。類別：頻分復用（FrequencyDivisionMultiplexing，FDM）時分復用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）波分復用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）2023/2/313:04512.12節內容略，感興趣的同學可課后自學頻分復用定義將多個信號調制在不同的載波頻率上，從而在同一媒體上實現同時傳送多路信號的目的。優點：信道利用率高、復用路數多分路方便，用戶數與帶寬成正比缺點：設備復雜抗干擾能力差，容易產生串音干擾2023/2/313:0452源1源6源2源3源4源5頻分多路復用器MUX通道1通道2通道3通道4通道5通道6頻分多路復用器MUX目標1目標2目標3目標4目標5目標6波分復用定義：波分復用是光的頻分復用，作用是通過提高光纖的利用率以達到提高傳輸效率的目的。2023/2/313:04531550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm82.5Gb/s1310nm20Gb/s復用器分用器光纖放大器EDFA120km時分復用定義：時分復用是將多路信號按一定的時間間隔以“輪轉”的方式在一條線路上“同時”傳送。特點：將時間劃分為一段段等長的時隙并編號每位復用用戶占用一個序號的時隙每位復用用戶在傳送時占用了同樣的帶寬多個時隙構成了一個時分復用幀（TDM幀）2023/2/313:0454ABCDABCDABCDABCD可用頻段頻率時間時分復用幀組成信道的時隙時分復用時分復用的缺點：利用率低：每個時隙固定分配給某個用戶，當該用戶無數據傳送時會造成浪費。2023/2/313:0455ABCDaabbcdbcattttt4個時分復用幀#1④③②①acbcd時分復用#2#3#4用戶統計時分復用（集中傳輸）時分復用的改進：統計時分復用將多個低速用戶的數據集合起來共享一個高速鏈路的時隙。2023/2/313:0456用戶ABCDabcdttttt3個STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統計時分復用每個時隙中需先傳輸當前時隙用戶的地址信息2.14數據交換三類數據交換方式電路交換：面向連接的交換方式報文交換：共享線路、存儲轉發分組交換：共享線路、存儲轉發、報文分組區別：線路分配方案獨占or共享用戶的靈活性用戶數據格式的定義網絡資源收費策略距離？通信時長？分組交換更廉價2023/2/313:0457建立連接—保持連接—釋放鏈接以報文為傳輸單元，自主路由轉發以分組為傳輸單元，實現同一報文數據多分組并行傳輸2.15數據報和虛電路使用何種服務管理網絡中的分組流？討論：是面向連接服務（虛電路）還是無連接服務（數據報）？電話網絡：數據可靠性要求高，終端設備（電話機）簡單，檢錯糾錯能力差。解決方案：面向連接的虛電路服務，提供獨占線路保證數據正確、按序達到。計算機網絡：數據可靠性要求高，終端設備（計算機）差錯處理能力強。解決方案：面向無連接的數據報服務，降低了線路架設成本，提高了網絡的靈活性，可適應網絡的不同應用。58可以看出：討論利用何種服務管理分組流，主要是看可靠交付的任務由誰完成。網絡？端系統？在計算機網絡中，計算機作為一類復雜設備有能力承擔這項任務。因此，網絡傳輸過程中僅需提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。虛電路服務和數據報服務59虛電路服務（virtual-Circuit，VC）虛電路：指從源節點到目的節點之間由軟件按網絡地址建立起來的通道。虛電路服務的三階段建立連接：在進行實際數據通信前，先通過路由選擇在源網絡節點和目的網絡節點之間建立一條虛電路，并為沿路的每一段鏈路分配一個VC號，同時為沿路的所有節點的虛電路表中增加一項鏈路信息。維持連接（通信）：每個節點維持當前連接的VC號，當對應數據包到達時按虛電路表進行轉發并將數據包首部的VC號修改為即將進入的鏈路的VC號。斷開連接：完成數據轉發后各節點將虛電路表中的對應表項刪除。H1H2虛電路H1

發送給H2

的所有分組都沿著同一條虛電路傳送虛電路服務虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉發方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。請注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。60ABC12223242路由器A的虛電路表進入節點進入虛電路號離去節點離去虛電路號H112B22虛電路服務和數據報服務61數據報服務（dadgramnetwork）源主機將原始數據劃分為多個定長分組，并為每個分組增加一個首部記錄其目的主機地址。將分組發送到網絡中，通過路由器實現每個分組的獨立轉發。數據報服務的基本構成元素端系統：拆包和組包路由器：維持路由表，根據分組目的地址進行轉發路由算法：負責路由表的生成、維護和實時更新（1到5分鐘更新一次路由表）拆包和組包網絡中的基本數據傳輸單位是數據包（分組）根據網絡設備的存儲能力及網絡負載情況，網絡規定了分組的大小，因此，當數據報過長時就需要將數據劃分為多個分組；當數據到達接收方時再由目的主機將其分組合并為原始數據報。拆包：劃分數據、為每個分組添加首部控制信息組包：確認接收到所有亂序分組，根據分組首部信息對分組進行排序、校驗。然后合并為原始數據報。62路由與轉發63