容错能力

人们期望的结果是,Internet 能始终为依赖于它的数百万用户提供服务。 这就要求网络体系结构具有容错能力。 容错网络能够降低故障影响,从而保证让受故障影响的设备数量降至最低。 这种网络还能够在发生此类故障时快速恢复。 这些网络依赖于消息的源地址与目的地址之间的多条路径。 如果一条路径失败,消息可以立即通过不同的链路发送。 有多条路径到达目的地被称为冗余。

面向连接的电路交换网络

为了理解冗余的必要性,我们可以来看早期电话系统的工作原理。 当一个人使用传统电话打电话时,呼叫首先要经历一个设置过程。 此过程会确定打电话者(源)与接听来电的电话(目标)之间的电话交换位置。 电话呼叫过程中会创建临时路径(即电路)。 如果电路中的任意链路或设备发生故障,则会放弃呼叫。 若要重新连接,则需要使用新的电路发出新的呼叫。 这个连接过程称为电路交换过程,如图所示。

许多电路交换网络均优先维护现有电路连接,而牺牲新电路请求。 一旦建立某个电路,即使电话两端的人员之间并未进行通信,也会保持该电路连接并使用资源,直至一方挂断电话。 由于只能创建这么多电路,如果收到消息时所有电路都繁忙,则可能无法处理呼叫。 创建具有足够容量的多条备用路径来支持大量并发电路所需的成本,以及在出现故障时动态重建断开的电路所需的技术,使得电路交换技术不是 Internet 上的最佳选择。