帧中继技术：虚电路与永久虚电路在广域网的应用

"帧中继使用虚电路-网络技术与应用课件（五）广域网" 帧中继是广域网（WAN）中的一种数据通信技术，它简化了传统X.25分组交换网络的复杂性，提高了网络性能。在帧中继网络中，逻辑连接的建立、复用和交换都在数据链路层（第二层）进行，而不是在网络层（第三层），这使得通信更加高效。 帧中继提供了两种类型的虚电路：交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）。交换虚电路类似于电话系统中的拨号连接，可以根据需要动态建立和拆除，适合于临时或不定期的数据传输。而永久虚电路则在通信之前就已经预先配置好，两端设备之间始终存在一条固定的连接，不需要每次通信时建立连接，因此适用于需要持续稳定的数据传输场景，如连接多个远程局域网。 在帧中继网络中，如果需要N个路由器之间进行通信，那么理论上需要建立N(N - 1)/2条永久虚电路来确保任意两个路由器间都能直接通信。这是一个经典的组合数学问题，也称为完全图的边数。例如，如果有3个路由器，就需要3条PVC；如果有4个路由器，就需要6条PVC。 帧中继的这种简化设计使得它在90年代初期成为广泛采用的广域网技术，尤其适用于连接地理分布较远的局域网。它减少了网络延迟，提高了带宽利用率，并且降低了网络管理的复杂性。 然而，帧中继也有其局限性，比如它缺乏内置的流量控制和错误纠正机制，这些功能通常由高层协议如TCP/IP来提供。此外，对于需要QoS（服务质量）保证的应用，帧中继可能不足够，因为它依赖于先到先服务（First-In-First-Out, FIFO）的队列策略，可能无法优先处理高优先级的数据。 帧中继是计算机网络历史上的一个重要里程碑，它在广域网的发展中起到了关键作用，为后来的更高级的交换技术如ATM（异步传输模式）和IP/MPLS（多协议标签交换）奠定了基础。同时，它也展示了网络设计如何在效率和复杂性之间寻找平衡，以满足不同用户和应用的需求。尽管现在帧中继已经被更现代的技术所取代，但它依然是理解和学习网络技术发展史的重要一环。