Зачем иметь локальную сеть, почему не везде глобальные?

Question

Я новичок в изучении модели OSI и изучаю, что такое LAN, MAN и WAN.

Из того, что я видел:

Локальная сеть (ЛВС) - это компьютерная сеть, которая соединяет компьютеры в ограниченной области, такой как место жительства, школа, лаборатория, университетский городок или офисное здание. В отличие от этого, глобальная сеть (WAN) не только покрывает большее географическое расстояние, но также, как правило, включает арендуемые телекоммуникационные каналы.

Тем не менее, нет никаких причин, почему это различие сделано. Я не понимаю, почему должно быть разделение между LAN/MAN/WAN. Особенно, если локальные сети могут использовать Wi-Fi (беспроводная локальная сеть). Я не знаю, как работает Wi-Fi, но, похоже, поскольку он не использует провода, он чем-то похож на подключение к серверу AWS с моего локального компьютера или телефона через Интернет (возможно, через спутники).

Из ничего не зная о Wi-Fi/ спутниках / станциях / и т.д., кажется, что LAN может быть ограничением, аналогичным тому, как радиостанции ограничены областями в городах. Каким-то образом радиоволны распространяются только на определенное расстояние или что-то в этом роде.

Если это так, то потребуются глобальные сети. Но я не понимаю, почему бы просто не использовать WAN повсеместно вместо LAN, должно быть какое-то преимущество.

Глобальная сеть (WAN) - это телекоммуникационная сеть или компьютерная сеть, которая простирается на большое географическое расстояние / место. Глобальные сети часто создаются с арендованными телекоммуникационными каналами.

Но из того, что я вижу, "арендованная телекоммуникационная сеть" это просто:

[выделенная] телекоммуникационная цепь, которая является любой линией, проводником или другим каналом, по которому передается информация.

К тому же:

с точки зрения применения протоколов и концепций компьютерных сетей, возможно, лучше всего рассматривать глобальные сети как технологии компьютерных сетей, используемые для передачи данных на большие расстояния и между различными локальными сетями, MAN и другими локализованными архитектурами компьютерных сетей. Это различие связано с тем, что обычные технологии ЛВС, работающие на нижних уровнях модели OSI (такие как формы Ethernet или Wi-Fi), часто предназначены для физически проксимальных сетей и, таким образом, не могут передавать данные через десятки, сотни или даже тысячи миль или километров.

Опять же, я не понимаю, почему должно быть различие между LAN и WAN, если локальные сети настолько ограничены. Я не понимаю, почему вы не можете быть такими же эффективными с глобальной сетью, как с локальной сетью.

Например, для Уровня 2 модели OSI, это заявляет:

Надежная передача кадров данных между двумя узлами, соединенными физическим уровнем.

Но локальная сеть Wi-Fi не связана физическим уровнем (как спаянные чипы), поэтому я не понимаю.

Я, вероятно, очень скучаю, поэтому, если это широкий вопрос, возможно, было бы полезно узнать, где искать дополнительную информацию. Спасибо.

Answer 1

Тем не менее, нет никаких причин, почему это различие сделано. Я не понимаю, почему должно быть разделение между LAN/MAN/WAN. Особенно, если локальные сети могут использовать Wi-Fi (беспроводная локальная сеть). Я не знаю, как работает Wi-Fi, но, похоже, поскольку он не использует провода, он чем-то похож на подключение к серверу AWS с моего локального компьютера или телефона через Интернет (возможно, через спутники).

Использует ли он провода или нет, это не имеет ничего общего с тем, что он является локальной сетью. Это больше о покрытой области - и как @Akina упомянул в их комментарии, о структуре управления.

(Хотя различие немного размыто. Международная корпорация может иметь собственную частную всемирную сеть с единым управлением, которое может называться либо локальной, либо глобальной, в зависимости от того, как вы щурились.)

Глобальная сеть (WAN) - это телекоммуникационная сеть или компьютерная сеть, которая простирается на большое географическое расстояние / место. Глобальные сети часто создаются с арендованными телекоммуникационными каналами.

Я предполагаю, что "выделенные линии" имели более конкретное значение - они были в значительной степени телефонными линиями, за исключением прямого соединения двух модемов вместе (модемов удаленного доступа, а не DSL или кабельных модемов).

Я не понимаю, почему должно быть различие между LAN и WAN, если локальные сети настолько ограничены.

Но это именно то, что создает различие.

Я не понимаю, почему вы не можете быть такими же эффективными с глобальной сетью, как с локальной сетью.

В наши дни, как правило, вы можете (по крайней мере, насколько пропускная способность идет). Крупнейшая WAN - Интернет - передает петабайты данных в день. Отдельные магистральные каналы имеют пропускную способность до 100 Гбит / с.

Хотя может быть так, что когда ваш материал для чтения был написан, разница в стоимости между локальной связью 100 Мбит / с (из комнаты в комнату) и международной связью 100 Мбит / с была гораздо более значительной.

Но с другой стороны, в прежние времена иногда вся страна имела всего 64 кбит / с или 1 Мбит / с связь с миром - потому что технология просто еще не была доступна.

Но локальная сеть Wi-Fi не связана физическим уровнем (как спаянные чипы), поэтому я не понимаю.

Радиоволны - это физический слой. Оптические сигналы - это физический уровень. "Физический" не означает "осязаемый", он означает нечто, что напрямую связано с законами физики.

---

Из комментариев:

потому что у вас недостаточно IP-адресов, если у всех есть общедоступный IPv4-адрес, и не всем нужен доступ в Интернет

Хотя это и не так, этот комментарий относится к совершенно другому различию между "LAN" и "WAN". Могут быть домашние локальные сети, использующие глобальные адреса, и всемирные сети, использующие частные адреса.

(Например, локальная сеть IPv6 может очень дешево использовать тот же формат адресации, что и остальная часть Интернета. Если у вас есть приличный кусок адресов IPv4, вы также можете использовать их в своей локальной сети - см. MIT в качестве примера.)

Answer 2

Вы пытаетесь укусить слишком много за один раз. Я не удивлен, что вы в замешательстве.

Для очень грубого разделения: Ваша домашняя сеть с одним или несколькими компьютерами является сетью локальной сети. От вашего роутера до телефонной компании есть сеть MAN. Оттуда в мир, это WAN.

Эта серия вопросов очень большая, чтобы подробно ее рассмотреть, но вот некоторые моменты. Это различие сделало в первые дни телекоммуникаций и интернет-технологий. Все новые Wi-Fi даже не были изобретены.

1) Итак, один ответ: по историческим причинам.

WAN, MAN и LAN, как правило, имеют различную структуру. Есть одна книга, которая очень подробно об этом говорит, но это также очень напряженная и сложная книга, не рекомендующая этого, но вот она, Фред Халсолл: передача данных, компьютерные сети и открытые системы.

То, что я делаю, рекомендую: книги Эндрю С. Таненбаума, например: Межсетевое взаимодействие. Это намного удобнее для читателей. MAN и LAN, использует разные пространства IP-адресов. Эти сети являются иерархическими. В настоящее время они используют адреса IPv6, даже если вы видите адреса IPv4 в ваших повседневных подключениях.

2) Второй ответ: для топологии и иерархии сети и другого набора пространства IP-адресов.

Потому что, как вы уже прочитали, ЛВС имеют очень разные свойства по сравнению, например, с сетями WAN, которые обычно представляют собой очень большие межконтинентальные соединения. Вам не нужно знать каждую деталь о соединениях WAN или MAN, если вы не работаете в каком-либо интернет-провайдере (например, в телефонной компании).

3) Третий ответ: разные свойства.

Answer 3

Каждая система в локальной сети напрямую связана друг с другом.

Прежде чем сказать "нет, они не" ...

• В старые времена работы в сети это был буквально один физический кабель, к которому были подключены все компьютеры (10BaseT, thinnet, thinnet и т.д.).
• Были разработаны концентраторы / концентраторы / коммутаторы, которые позволяли компьютерам в сети подключаться к коммутатору, а не физически по одному проводу. Коммутатор по-прежнему физически соединяет компьютеры одинаково - два компьютера, разделенные коммутатором, общаются друг с другом так же, как если бы они были соединены общим проводом (для простоты пропущен разговор о "коллизиях")

• В сети существует концепция, называемая "мостовым соединением", которая позволяет напрямую соединять две разные сетевые технологии - представьте себе, что это 2-портовый коммутатор, где один конец - это Ethernet, а другой - что-то вроде оптоволоконного кабеля или Token Ring, если вы хотите перейти это далеко назад. Системы на обоих концах моста говорят так же, как если бы мост был просто проводом между ними.

• На домашнем беспроводном маршрутизаторе ваша беспроводная локальная сеть концептуально "соединена" таким же образом - поэтому она все еще напрямую подключена - трафик WLAN попадает на мост в домашнем маршрутизаторе, который затем перенаправляется через внутренний 4-портовый коммутатор локальной сети маршрутизатора. Системы на обоих концах этого беспроводного моста говорят так же, как если бы мост был просто проводом между ними.

Если все подключено напрямую, т. Е. В одной и той же локальной сети (WLAN = LAN), то для взаимодействия двух систем не требуется маршрутизатор. Не путайте это с помощью переключателя 4 порта , к которому беспроводной аппаратный мостовом на домашнем маршрутизаторе - этот переключатель / мост является частью этого устройства , что также делает маршрутизацию.

Когда две системы, которые хотят общаться, находятся в одной локальной сети, соединены мостом / коммутированы / как бы то ни было, системы могут просто выводить IP-пакеты со своих сетевых адаптеров, и принимающая система получит их. Очень просто. Система также может отправлять широковещательный пакет, который достигнет всех систем в локальной сети.

Когда вы не находитесь в той же локальной сети, необходим маршрутизатор - и отправляющая система должна отправлять то, что она хочет сказать, удаленной системе на маршрутизатор, который отвечает за пересылку туда и обратно между сетями. Маршрутизаторы не пересылают широковещательные пакеты по понятным причинам.

Название "Интернет" происходит от основного протокола управления им - IP, который является "протоколом межсетевого взаимодействия". Его явная цель - обеспечить связь между сетями - между местами, в которых уже есть много систем. Маршрутизаторы обрабатывают фактическую связь между сетями.

Теперь, когда вы понимаете, как все это работает, настоящая причина разделения:

• Широковещательный трафик Ethernet не должен распространяться на все системы в мире.
• Если две системы в одной сети или рядом друг с другом должны проходить через глобальную сеть, чтобы общаться друг с другом, это неэффективно (но отлично подходит для сбора данных и компаний среднего звена).
• WAN контролируется Интернет-провайдером. Локальная сеть контролируется мной. Я могу подключить столько компьютеров / устройств, сколько захочу, к своей локальной сети, и мне не придется никого об этом спрашивать.

Сотовые телефоны уже работают по моделям «Интернет-провайдер предоставляет вам новую линию для каждого устройства» и «Две системы, расположенные рядом друг с другом, проходят через WAN, чтобы общаться друг с другом». Ограничивающим фактором при захвате всех подключений к Интернету является тот факт, что проводные подключения выполняются во много раз быстрее, особенно для предприятий.

Возможно, так будет в будущем для всего потребительского Интернета, но если сотовая технология не начнет соответствовать скорости действительно быстрых бизнес-соединений (что может произойти в ближайшее время), это маловероятно.