X.25、FR（帧中继）和 ATM 在通信中都是虚电路（对比区别）

X.25、FR（帧中继）和 ATM 都是计算机网络发展史上重要的广域网（WAN）数据交换技术。它们代表了在 TCP/IP 一统天下之前，电信行业为连接远程网络、传输数据所做的不同技术路径的探索。

下面我为您逐一详细解释。

X.25 是一种诞生于 1970年代 的早期分组交换广域网协议。

核心思想：在不可靠的模拟电话网络上，通过严格的差错控制来提供可靠的虚电路连接。
工作方式：
- 分组交换：将数据分割成一个个小“分组”（Packet）进行传输。
- 虚电路：在通信前先建立一条逻辑路径（虚电路），所有分组都按顺序沿这条路径传输，保证顺序。
- 层层检错重传：它在 OSI 模型的下三层（物理层、数据链路层、网络层）都进行了严格的差错校验。每个节点收到数据后都必须进行确认，一旦发现错误就立即要求重传。这使得它在当时质量很差的铜缆网络上非常可靠。
比喻：就像一封重要的挂号信，每经过一个邮局都要签字确认，确保万无一失，但速度很慢。
主要缺点：速度慢，延迟高。因为每个节点都要进行繁琐的差错控制，开销巨大。
历史地位：它是第一个广泛应用的公共数据网络标准，为后来的技术奠定了基础，但现在已被完全淘汰。

帧中继 可以看作是 X.25 的“高效升级版”，诞生于 1980年代末和1990年代。

核心思想：随着传输介质（光纤）越来越可靠，错误率极低，不再需要像 X.25 那样在每个节点都进行差错控制。帧中继简化了差错控制流程，将数据以“帧”为单位进行高速交换。
工作方式：
- 它只在 OSI 模型的数据链路层上运行。
- 它检测到错误帧后直接丢弃，而不在中间节点负责重传。重传任务由通信两端（用户设备）的更高层协议（如TCP）来完成。
- 它提供了 PVC（永久虚电路） 和 SVC（交换虚电路）。
比喻：就像发送一批普通快递。快递中转站只负责以最快速度分拣和转发包裹，如果某个包裹破损了就直接扔掉。寄件人和收件人自己发现没收到后，再重新寄一次。
主要优点：相比 X.25，速度更快、延迟更低、效率更高。
历史地位：在专线昂贵、IP VPN 尚未成熟的年代，帧中继是企业连接总部与分支机构局域网（LAN-to-LAN）的主流选择，后来逐渐被更便宜、更灵活的 IP VPN 所取代。

ATM 是一种设计非常超前的技术，旨在打造一个集成的、面向连接的网络，可以同时高质量地传输语音、视频和数据。

核心思想：使用固定长度的、非常小的信元（Cell）进行交换。这是其最关键的特征。
工作方式：
- 固定信元：每个信元长度固定为 53 字节（5字节信元头 + 48字节载荷）。这种固定长度使得硬件交换速度极快，且延迟可预测且非常低（低抖动）。
- 面向连接：通信前必须建立一条虚路径（VP）和虚通道（VC）。
- 服务质量 (QoS)：这是 ATM 的核心优势。它可以为不同的业务（如语音通话、视频会议、文件传输）提供精确的带宽、延迟和抖动保证。打网络电话时，语音信元可以优先于数据信元传输。
比喻：就像一条所有车辆大小和速度都完全一样的高速公路。交通调度极其高效，可以绝对保证急救车（语音/视频）优先、快速地通过，没有任何不确定性。
主要缺点：信元税：每个53字节的信元就有5字节的开销，传输效率相对较低；技术复杂，部署成本高昂。
历史地位：ATM 曾被认为是未来“信息高速公路”的基石，但由于其复杂性和成本，最终未能成为主流局域网技术。然而，它的设计思想（尤其是QoS）影响深远。其技术一度在电信运营商 backbone、DSL（ADSL）接入网等场景中有广泛应用。

特性	X.25	帧中继 (FR)	ATM
时代	1970s	1980s-1990s	1990s-2000s
设计目标	在不可靠线路上提供可靠性	在可靠线路上实现高效传输	集成服务（语音、视频、数据）
传输单位	分组 (Packet)	帧 (Frame)	信元 (Cell)，固定长度53字节
差错控制	层层检错，节点重传	只检错，节点丢弃，终端重传	主要依赖终端
速度/延迟	慢，高延迟	较快，较低延迟	极快，极低且稳定的延迟
关键优势	高可靠性	高效率，比专线便宜	强大的QoS（服务质量）
现状	完全淘汰	基本淘汰，少数遗留系统	特定领域（如运营商网络），被IP/MPLS取代

这三种技术的最终命运，都是被 IP over Ethernet 技术所取代。通过不断提升硬件速度和引入像 MPLS 和 DiffServ 这样的技术，IP 网络在保持灵活性和低成本的同时，也逐步解决了服务质量（QoS）问题，从而一统天下。

简单来说，它们的故事是：从追求可靠的 X.25，发展到追求效率的 帧中继，再到追求完美服务质量（QoS）的 ATM，最终全部收敛于灵活、开放、成本极低的 IP 网络。

近期文章