Protokoły i obsługiwany przez nie ruch danych w sieci mogą mieć charakter połączeniowy lub bezpołączeniowy. W połączeniowej obsłudze danych używana jest trasa (ścieżka) między stacją nadawczą a stacją odbiorczą, utworzona tylko na czas trwania transmisji. W obsłudze bezpołączeniowej dane przepływają przez połączenie ciągle istniejące.
W usłudze połączeniowej można wyróżnić trzy fazy:
W wyniku budowy połączenia zostaje utworzona pojedyncza ścieżka między stacją nadawczą a stacją odbiorczą. Zasoby sieciowe powinny mieć rezerwę pozwalającą na zapewnienie realizacji usługi, np. zagwarantowaną szybkość przesyłania danych.
W fazie przesyłania dane są transmitowane przez utworzoną ścieżkę w sposób sekwencyjny. Dane docierają do stacji odbiorczej w kolejności ich wysyłania przez stację nadawczą.
W fazie likwidacji połączenia utworzone połączenie ulega przerwaniu. Dalsza transmisja między stacjami nadawczą i odbiorczą musi być ponownie poprzedzona fazą budowy połączenia.
Usługę połączeniową charakteryzują dwie istotne wady w porównaniu z usługą bezpołączeniową:
Statyczny wybór ścieżki jest kłopotliwy, ponieważ oznacza potrzebę przesyłania całego ruchu przez tę samą statyczną trasę; uszkodzenie jej w dowolnym miejscu powoduje zerwanie całego połączenia. Statyczna rezerwacja zasobów sieciowych stwarza kłopoty, ponieważ wymaga gwarantowanej szybkości transmisji oraz zaangażowania zasobów sieciowych, z których nie mogą korzystać inni użytkownicy sieci.
Należy jednak podkreślić, że połączeniowa usługa jest bardzo przydatna w aplikacjach nie tolerujących opóźnień. Na przykład zastosowania wymagające przesyłania głosu i obrazu są oparte na usługach połączeniowych.
W usłudze bezpołączeniowej nie buduje się jedynej ścieżki między stacją nadawczą i odbiorczą, pakiety do stacji odbiorczej mogą docierać w innej kolejności niż są wysyłane przez stację nadawczą, ze względu na to, że mogą być przesyłane różnymi trasami. W usłudze bezpołączeniowej dane przepływają przez trwałe połączenia między węzłami sieci, a każdy pakiet jest obsługiwany indywidualnie i niezależnie od innych pakietów danego komunikatu. Jest to możliwe pod warunkiem, że każdy pakiet jest kompletnie zaadresowany, to znaczy, że każdy z nich ma swój adres stacji nadawczej i stacji odbiorczej.
Usługa bezpołączeniowa ma dwie zalety:
Dynamiczna selekcja ścieżki umożliwia trasowanie z pominięciem uszkodzonego miejsca w sieci dzięki sterowaniu przepływem odnoszącym się do każdego pakietu z osobna. Dynamiczny przydział pasma jest bardzo efektywny, ponieważ pasmu nie przydziela się zasobów, jeśli nie są one używane.
Usługi bezpołączeniowe są zalecane przy transmisji danych w aplikacjach tolerujących pewne opóźnienia i powtórzenia.