WAN — глобальная компьютерная сеть¶
WAN (Wide Area Network, широкополосная/глобальная компьютерная сеть) — компьютерная сеть, охватывающая большую географическую территорию — от города до планеты в целом, объединяющая локальные сети (LAN) и отдельные вычислительные узлы посредством каналов связи. В отличие от локальной сети, где расстояния измеряются метрами, а каналы связи обычно принадлежат самой организации, WAN использует арендованные или публичные телекоммуникационные линии и может соединять узлы, удалённые на тысячи километров. Крупнейшим примером WAN является Интернет.
¶Основные характеристики
Для WAN характерны следующие признаки:
- Большие расстояния — сеть может связывать узлы на разных континентах.
- Высокая задержка (латентность) — сигнал проходит значительные расстояния, что сказывается на скорости отклика.
- Относительно низкая пропускная способность по сравнению с LAN — каналы связи между городами и странами дороже и медленнее, чем внутри здания.
- Высокая стоимость — аренда каналов связи, обслуживание оборудования и оплата транзита стоят существенно дороже, чем содержание локальной сети.
- Более высокая частота ошибок — длинные линии связи более подвержны помехам, поэтому активно используются протоколы коррекции ошибок.
- Централизованное или распределённое управление — сеть может принадлежать одной организации (корпоративная WAN) или множеству независимых операторов (Интернет).
¶Классификация
WAN принято подразделять по нескольким признакам.
¶По способу организации
- Собранные сети (circuitswitched) — канал связи выделяется на время разговора или сессии, как в телефонной сети. Пример — dial-up подключения.
- Коммутируемые пакетные сети — данные разбиваются на пакеты, каждый маршрутизируется независимо. Основа современного Интернета.
- Выделенные каналы (leased lines) — постоянное соединение между двумя точками, гарантированная пропускная способность. Используется в корпоративных сетях.
- Виртуальные частные сети (VPN) — логическое соединение поверх публичной сети с шифрованием трафика.
¶По масштабу
| Тип | Охват | Пример |
|---|---|---|
| CAN (Campus Area Network) | Кампус, группа зданий | Сеть университета |
| MAN (Metropolitan Area Network) | Город | Кабельное ТВ |
| WAN (Wide Area Network) | Страна, континент, мир | Интернет, корпоративные сети |
| GAN (Global Area Network) | Планета | Спутниковые сети |
¶Технологии и протоколы
Для построения WAN используются разнообразные технологии физического и канального уровней:
- MPLS (Multiprotocol Label Switching) — технология коммутации по меткам, широко применяемая операторами связи для построения корпоративных и транспортных сетей.
- Ethernet over WAN — передача кадров Ethernet по операторским каналам (Metro Ethernet).
- ATM (Asynchronous Transfer Mode) — ячеек-коммутационная технология, активно использовавшаяся в 1990-е — 2000-е годы.
- Frame Relay — устаревшая технология пакетной коммутации, популярная в конце XX века.
- SD-WAN — программно-определяемая глобальная сеть, позволяющая динамически распределять трафик по нескольким каналам (интернет, MPLS, LTE) на основе политик.
Из сетевых протоколов для WAN исторически значимы X.25, PPP (Point-to-Point Protocol), HDLC, а также семейство протоколов TCP/IP, ставшее стандартом де-факто.
¶Устройство сети
Ключевые элементы WAN:
- Терминальное оборудование (DTE) — компьютеры, маршрутизаторы, серверы пользователя.
- Оборудование оператора (DCE) — модемы, коммутаторы, CSU/DSU, обеспечивающие подключение к каналу связи.
- Каналы связи — оптоволокно, спутниковые линии, радиоканалы, телефонные линии.
- Маршрутизаторы — перенаправляют пакеты между сегментами сети, выбирая оптимальный маршрут по протоколам OSPF, BGP, EIGRP.
¶Применение
WAN используется повсеместно:
- Корпоративные сети — объединение филиалов компании, единая телефония, доступ к общим ресурсам.
- Интернет — глобальная сеть сетей, соединяющая миллиарды устройств.
- Банковские сети — связь банкоматов и отделений с центрами обработки данных.
- Государственные сети — ведомственные сети связи, системы электронного документооборота.
- Образование и наука — доступ к распределённым вычислительным ресурсам, удалённое обучение.
¶Историческая справка
Первой глобальной пакетной сетью считается ARPANET, созданный в конце 1960-х годов в США при поддержке Министерства обороны. В 1970-е — 1980-е годы сеть выросла, были разработаны протоколы TCP/IP, ставшие основой современного Интернета. В СССР аналогичную роль играла сеть Релком, запущенная в 1990 году, ставшая первым соединением Советского Союза с Интернетом. В 1990-е годы с распространением цифровых технологий связи WAN получили массовое коммерческое применение, а в 2010-е — с развитием SD-WAN и облачных сервисов — произошёл переход от жёстких аппаратных конфигураций к программно-управляемым сетям.
¶Ограничения
Недостатки WAN по сравнению с LAN: зависимость от операторов связи, чувствительность к качеству каналов, сложность управления, необходимость шифрования передаваемых данных. Для защиты трафика в WAN применяются VPN, протоколы IPsec, TLS, а также средства сетевой безопасности (межсетевые экраны, системы обнаружения вторжений).
¶Источники
- Таненбаум Э. Компьютерные сети. — СПб.: Питер, 2015.
- Куроше Дж. Компьютерные сети. — М.: Вильямс, 2014.
- Гриффин Д., Шеппард М. Cisco CCNA. Полный курс подготовки к сертификации. — М.: Эксмо, 2020.
- RFC 1958: Architectural Principles of the Internet.
- Стандарт ITU-T X.25: Interface between Data Terminal Equipment and Data Circuit-terminating Equipment for terminals operating in the packet mode.