电话系统规则

当你走进电话机房时，你会看到考虑周详的安全措施、成排的蓄电池开关、整齐的电线以及屋项上的柴油发电机。这一切都是为了保障电话系统具有高度的可靠性。因为电信通信在当今社会中具有举足轻重的地位。
对于如何提供电话服务有许多成文和未成文的规定，第一条写在法律中且被所有人接受的有关电话网的指导性原则就是：要提供不间断的服务。电信服务供应商们尽最大可能确保其物理线路的安全，且提供冗余备用线路和程序，以备在一条电缆中断时进行动态选路。不过，打电话的人通常并不知道这一切。

电话系统中第二条不言而喻的规则是：不能中断一个已发生的通话。这意味着，如果电话通路被他人占用，你就是再着急也不能抢用。再举个具体的例子：母亲节这天，你在给家里打电话时可能拨不通，话机上显示“繁忙”（告知呼叫者线路止忙），实际上你再着急也不可能把那些正在占用线路的通话者赶走。
最后，第三条规则是：电话服务应该向所有人开放。至少是让那些愿意且能够负担一定合理的月服务费的人能够使用它。这最后一条规则体现了“普遍服务”的要求。尽管电话服务并未在全球普及（因为普遍服务的概念并没有一个统一标准），不过这一要求对美国电信事业仍产生了重要影响。普遍服务要求电话操作很简单，应该让3.4岁的小孩都会使用。
除了对电话服务作出规定，对电话网络设备的工作方式也有相应的规定。比如说：如何确认一个呼叫、一个呼叫如何在同一网络上与其他呼叫共存、交换机和其他设备如何告知对方有呼叫到来等等。从电话系统的这些操作和功能可以看出，美国人十分讲求可靠性，至少，他们要求公用电话网具有高度的可靠性。电话发明不久，人们就意识到在生活中离不开它。于是，科技人员不断开发出新的电信设备，以满足人们的需求。

上述关于电话通信的问题与网际协议（IP）有什么关系呢？尽管Internet诞生至今仅有30年的历史，可人们对它早已是爱不释于了。然而，即使在那些天天使用Internet的人中，也极少有人会认为在口常生活中Internet与公共交换电话网（PSTN）一样重要。因为PSTN中会因为网络繁忙而使用户的通信速度降低，以致出现“操作超时”“连接失败”等现象。这些现象虽说不会使整个网络失效，却是经常让Internet用户感到难以忍受。产生这样截然不同结果的原因很简单：花在PSTN上的钱很多，而投在Internet上的资金相对来说要少。在过去的儿年中，Internet用户数剧烈地增长，虽然网络服务供应商（ISP）以难以置信的速度在扩充网络的容量和效率，但这种扩充速度却远远地落后于用户的需求，他们期望得到像PSTN一样的网络服务，实际上这是不可能的。由于Internet的发展速度开始放慢，且人们在口常生活和商业事务中对它的依赖性不断增加，Internet基础结构的质量将会有所改进，使它像电话网一样具有高度的可靠性。然而，这是否意味着，在一个可信赖的，无所不在的Internet出现后，人们只需简单地插上电话插头就可以在任意两地聊天呢？是不是简单的因为可靠性和容量的问题使得Internet不能成为今后的主干电话网络呢？
实际上，让Internet提供PSTN样的功能并非如此简单。高可靠性和大容量是任何大型电话系统的两个必要特征，但这只是必要的特征。在PSTN中，由于个人报文（或说电话信息）相当重要，以致有必要花费大量的金钱和资源去保证其安全，但Internet从来就不是为了适应PSTN标准而设计的。Internet用户并不需要高可靠性的单个报文传输，而且在电话网中为获得高可靠性的代价又太人，于是Internet工程师们在设计Internet中，对单个报文看得并不太重。如果在网络中有什么故障，这个报文可以另选路由绕过故障点，也可以重发。虽然按这种设计思想设计的网络非常适合于电子邮件和文件的传输，但它却极不适于传输对时延要求十分严格的信息，尤其是电话通信这种实时交谈通信。这样就产生了两种不同的方法来处理网络上的信息，并以它们为基本原则产生了两类通信协议。
这两种数据通信方法通常被称作面向连接和面向无连接的方法。连接的概念已经介绍过了，现在来看看Internet怎样处理面向连接的电话呼叫（尽管在路由器间根本没有连接）。首先，我们简要地回顾一下面向连接的物理网络的工作情况。