虚电路的原理

虚电路的原理

虚电路的原理就是建立连接是一个物理过程，需要路由器进行路径选择。电路交换技术仅仅有这样的物理链路，却没有运用数据报方式的思想去传输。虚电路方式的好处就是，用到了电路交换技术里最开始的建立线路链接，使分组传输过程中不必带有目的地址和源地址。

图1 虚电路工作原理

虚电路

虚电路是交换网络(ATM、帧中继、IP或因特网)上两个终端站之间的点对点通信链路。虚电路的设计是在交换网络上仿真物理电路的特性。家中与电话公司中心局之间的模拟电话线路就是物理电路的例子。它是专用于单个呼叫的物理线路,没有其他人使用它,带宽不共享。采用虚电路方式传输时，物理媒体被理解为由多个子信道（称之为逻辑信道LC）组成，子信道的串接形成虚电路（VC），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据的传输。

虚电路的特点

（1）在每次分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。这是因为不需要真正去建立一条物理链路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在；

（2）一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；

（3）分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择；

（4）通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。

虚电路的原理详解

交换网包含许多由交换机互连的链路,仿真一个电路意味着定义穿过这些链路的临时或永久路径,或许具有特定的带宽特性和最小延迟特性。工程师可循着特定的路径(可避免阻塞或使用具有较高带宽的线路)建立虚电路。或者,可以根据应用程序的要求临时建立路径。例如,可以提前配置虚电路,为视频会议提供必需的特定带宽要求和最小延迟特性。此路径由各链路以表(描述对特定数据分组的转发行为)的形式加以“记录”。数据分组可以标记,或者它们的目的地通过检查地址和端口信息来确定。交换机将此与表项进行比较并根据比较结果作出“迅速的”转发决定。

通常把在发送数据分组前定义通过网络的路径的技术称为显式路由选择。特别地,要获得各个等级的QoS(服务质量),显式路由将涉及通信量工程。MPLS在Internet上提供此功能。

如以上所说,可以临时也可为永久使用创建虚电路。前者称为SVC(交换虚电路)而后者称为PVC(永久虚电路)。PVC通常由技术人员建立,他们用工程技术方法寻找跨网络的最佳路径。可以用多种技术建立SVC。在一种名为“切入路由选择”的技术中,网络设备查找去向相同目的地的数据分组流。当检测到一个流时,则建立一个PVC,以迅速交换数据分组。

虚电路操作方式和虚电路服务
虚电路是在分组交换散列网络上的两个或多个端点站点间的链路。这种分组交换的方式是利用统计复用的原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道；就是采用时分复用的原理和数据分组插入的技术，把一条数据链路分成多条逻辑信道。在数据通信呼叫建立时，每经过一个节点便选择一条逻辑信道，最后通过逐段选择逻辑信道，在发信用户和收信用户之间建立起一条信息传送通路。由于这种通路是由若干逻辑信道构成的，并非实体的电路，所以叫做"虚电路"。虚电路为两个端点间提供临时或专用面向连接的会话。它的固有特点是，有一条通过多路径网络的预定路径。提前定义好一条路径，可以改进性能，并且消除了帧和分组对头的需求，从而增加了吞吐率。从技术上看，可以通过分组交换网络的物理路径进行改变，以避免拥挤和失效线路，但是两个端系统要保持一条连接，并根据需要改变路径描述。虚电路有永久性和交换型的虚电路两种。永久性虚电路（PVC）是一种提前定义好的，基本上不需要任何建立时间的端点站点间的连接。交换型虚电路（SVC）是端点站点之间的一种临时性连接。

虚电路技术的主要特点是：在数据传输之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。它适用于两端之间长时间的数据交换。优点：可靠、保持顺序；缺点：如有故障，则经过故障点的数据全部丢失。