что такое глобальная сеть wan

Что такое WAN? Как работают глобальные сети

Опубликовано admin в 21 ноября, 2020 21 ноября, 2020

Глобальная сеть (также известная как WAN) — это большая сеть информации, которая не привязана к одному месту. WAN могут облегчить связь, обмен информацией и многое другое между устройствами со всего мира через своего провайдера. Они имеют жизненно важное значение для международного бизнеса. И также необходимы для повседневного использования, поскольку Интернет считается крупнейшей паутиной в мире.

Что такое глобальная сеть (WAN)?

Как описано выше, WAN — это форма телекоммуникационных связей, которые могут соединять устройства из разных мест и по всему миру. Глобальные сети — это самые большие и самые обширные из доступных на сегодняшний день компьютерных объединений.

Они часто создаются поставщиками услуг, которые затем сдают свои WAN в аренду предприятиям, школам, правительствам или обычным пользователям. Используются клиентами для ретрансляции и хранения данных или связи с другими пользователями, независимо от их местонахождения, при условии, что у них есть доступ к WAN.

Доступ может быть предоставлен по различным каналам, таким как:

Для международных организаций глобальные сети позволяют без промедления выполнять свои основные повседневные функции. Сотрудники из любого места могут использовать ее для обмена важной информацией, общения с коллегами или просто оставаться на связи с большим центром ресурсов собственных данных для этой организации. Сертифицированные специалисты помогают предприятиям поддерживать свою внутреннюю и другую критически важную ИТ-инфраструктуру и обеспечивать кибербезопасность.

WAN и LAN — в чем разница?

Существует множество различных форм локальных сетей, но одной из наиболее распространенных за пределами WAN является локальная или LAN (Local Area Network).

В то время как WAN могут существовать масштабно, без привязки к физическому местонахождению за счет использования арендованного провайдера, LAN существуют в пределах ограниченной области. И могут использоваться для доступа к более крупной сети (например, к Интернету), но только в пределах среды, доступной для инфраструктуры LAN.

Двумя распространенными примерами LAN являются Ethernet и WLAN (беспроводные). Существуют и другие формы телекоммуникационных сетей:

Какова цель WAN-соединения?

Если бы подключения к глобальной сети не существовало, организации были бы изолированы в зонах ограниченного доступа или в определенных географических регионах. LAN позволила бы компаниям работать внутри своих зданий, но рост за пределами территории — либо в другие города, либо даже в другие страны — был бы невозможен, потому что соответствующая инфраструктура была бы непомерно высокой для большинства организаций.

По мере роста организаций и их выхода на международный уровень, глобальные сети позволяют общаться между филиалами, обмениваться информацией и оставаться на связи. Когда сотрудники путешествуют по работе это позволяет им получать доступ к информации, необходимой для выполнения своих профессиональных обязанностей. Данная технология также помогает обмениваться информацией с клиентами, а также с партнерскими организациями.

Однако глобальные сети также предоставляют важную услугу для населения. Студенты университетов могут полагаться на нее для доступа к библиотечным базам или университетским исследованиям. И каждый день люди полагаются на такую технологию для общения, банковских операций, покупок и многого другого.

Типы подключений

По мере того, как данные по всему миру продолжают распространяться с головокружительной скоростью, провайдеры различных размеров (от LAN до WAN) начинают испытывать беспокойство за то, что их оборудование может не выдержать нагрузки. Это привело к появлению новых форм оптимизации данных, среди прочего, для увеличения сбора данных, — уменьшения полосы пропускания и консолидации серверов.

Поскольку глобальные сети настолько обширны, современные компании стремятся к более оптимизированной версии подключения к ним. Программно-конфигурируемые глобальные сети (SD-WAN) — это одно из решений, к которому организации начинают обращаться. Поскольку оно может помочь уменьшить серьезные проблемы с трафиком при совместном использовании и распространении информации.

В SD-WAN используется интеллектуальное программное обеспечение, которое может отслеживать производительность различных подключений WAN. А затем соответствующим образом распределять данные по нужному подключению в соответствии с типом трафика, который требуется пользователям.

Например, в организации может быть много разных форм телекоммуникаций WAN — от электронной почты и конференц-связи, до обмена данными и выделенных серверных локаций — и SD-WAN обычно помогают снизить нагрузку на все эти соединения, выбирая соответствующий канал для передачи данных.

Спрос на данные будет продолжать расти в геометрической прогрессии в ближайшие десятилетия, поэтому можно продолжать разработку более продвинутых форм соединений WAN. Даже сейчас НАСА работает над созданием межпланетного Интернета для будущих исследований. И в настоящее время используют протокол дальней космической связи DTN для Международной космической станции.

Самая большая проблема будет связана со скоростью передачи данных, поскольку чем больше расстояние между двумя серверами, тем больше времени потребуется для передачи данных из точки A в точку B.

WAN стали неотъемлемой частью человеческого общения и деловых отношений, и по мере того, как мир продолжает расти, глобальные сети могут со временем меняться и развивать новые формы технологий.

Источник

Что такое WAN и LAN

На задней части роутера имеется несколько одинаковых разъемов, отличаются они только цветом и надписями «WAN» или «LAN». Если кабель заходящий в квартиру от провайдера подключить в любой из этих разъемов, то не факт что вам будет доступен интернет, поэтому далее разберем разницу в портах. Стандартно роутер имеет один-два WAN разъема и один-восемь LAN.

Что такое wan и lan в роутере, расшифровка термина

WAN расшифровывается как Wide Area Network, по-нашему это означает «Глобальная вычислительная сеть». Это выходной порт роутера в глобальную сеть, т.е. в Интернет. Мастер установки интернета протягивает кабель WAN до вашего дома или офиса.

Топология WAN

У каждого роутера есть LAN порты — с англ. языка «Local Area Networks» по-русски «Локальная сеть». Она соединяет все гаджеты в единую сеть и маршрутизатор через wan выводит их в Интернет. Например: ноутбуки, телевизоры, смартфоны, подключенные к роутеру в пределах квартиры или офиса. Все это называется локальной сетью или просто локалка.

В современном мире порты LAN теряют свои позиции, растёт технология беспроводной сети, которая упрощает подключение устройств в единую локальную сеть.

Как выглядит WAN разъем на роутере

У каждого роутера, он же маршрутизатор, есть один или два wan порта. Порт обязательно помечают цветом отличным от других, обычно синий, а также наносят рядом с портом слово «WAN», «Internet», «Ethernet» или просто пиктограмма планеты.

При подключении кабеля в порт WAN загорается соответствующий световой индикатор. Он начинает моргать, когда провайдер одобрит настройки wan сети и начинают передаваться данные из глобальной сети.

У каждого wan разъема роутера существует свой адрес — wan ip для идентификации его глобальной сетью.

Как выглядит LAN на роутере, маршрутизаторе или компьютере

LAN порт найти не сложно, он имеет прямоугольную форму и в роутере обычно их от одного до восьми портов и имеет маркировку «LAN» или «LAN1», «LAN2»… или даже просто цифрами «1», «2» и т.д., в ПК обычно один разъем.

LAN порты на роутере TP-link

Чем отличается WAN от LAN подключения на роутере

Основное отличие в назначении этих портов. WAN – это порт подключения Интернета, то есть внешней сети, а LAN – порт подключения всех домашних устройств в единую локальную сеть. Есть ещё несколько ключевых особенностей, рассмотрим их:

Но есть схожесть: строение разъема портов одинаковый и не важно выбран lan или wan.

Ошибки WAN порта на роутере

При использовании сетевого устройства могут возникнуть ситуации когда мы не сможем получить доступ к локальной сети или глобальной, причины тому может быть следующие:

Если такое произойдет то мы не получим доступ к нужной нам сети, хотя индикаторы на роутере будут показывать подключение кабеля, но Windows проинформирует нас что доступа к сети нет.

Есть устройства, которые могут совмещать функции WAN и LAN:

WAN IP

Во многих разделах встречается такая аббревиатура, она означает что всей локальной сети назначен адрес – IP, который присваивается провайдером в настройках роутера вручную или по автоматическому протоколу DHCP.

Настройки WAN IP роутера

Под этим IP адресом в интернете будут отображаться все устройства в локальной сети.

Индикация на роутере

Чтобы контролировать соединения на роутере применяется индикация в виде светодиодных лампочек на корпусе роутера, обычно на передней или верхней части корпуса.

Индикация обычного роутера

Индикация GPON роутера Ростелеком

Индикаторы роутера SERCOMM RV6699

Распиновка

Видео про отличия разъема lan от порта wan

Источник

Содержание

Общая классификация [ править ]

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков: территориальная распространенность;

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети: ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории, используются коммерческими бизнес-приложениями, а государственные сети используются в государственных структурах, используются государственными бизнес-приложениями. Программист бизнес-приложений должен ориентироваться в обоих видах сетей. Программист бизнес-приложений зарабатывает в два раза больше других программистов. Все программисты стремятся стать программистом бизнес-приложений. Поэтому нельзя пренебрегать как ведомственными, так и государственными сетями.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся па низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Особенности WAN, отличия от LAN [ править ]

Принципы построения WAN [ править ]

Многие глобальные сети построены для конкретной организации и являются закрытыми. Другие, построенные интернет провайдерами, предоставляют соединение из локальной сети организации в интернет. WAN довольно часто построены с использованием выделенных линий (закрытых двунаправленных линий между двумя или более локациями, предоставляемых за определенную месячную плату). На каждом конце выделенной линии, роутер соединяет локальную сеть на его стороне со вторым роутером, имеющим собственную локальную сеть. Однако, выделенные линии могут быть очень дорогими. Поэтому вместо них WAN также могут быть построены c использованием менее дорогой схемы передачи пакетов.

Основными используемыми протоколами в глобальных сетях являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был также широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей [ править ]

Понятно, что глобальные сети имеют множество недостатков, которые хотелось бы оптимизировать. Сближение в методах передачи данных в глобальных и локальных сетях происходит на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи. Из-за резкого улучшения качества каналов связи в глобальных сетях начали отказываться от сложных и избыточных процедур обеспечения корректности передачи данных. Примером могут служить сети Frame relay. В этих сетях предполагается, что искажение бит происходит настолько редко, что ошибочный пакет просто уничтожается, а все проблемы, связанные с его потерей, решаются программами прикладного уровня, которые непосредственно не входят в состав сети Frame relay.

За счет новых сетевых технологий и, соответственно, нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.

С появлением более качественной связи и с увеличением скорости передачи данных, соответственно также нужны новые алгоритмы маршрутизации, оптимальные для новых параметров сетей.

И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Наиболее ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой не только локальных и глобальных компьютерных сетей, но и телефонных сетей, а также широковещательных видеосетей, объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети.

Маршрутизация в WAN [ править ]

При разработке алгоритмов маршрутизации часто преследуют одну или несколько из перечисленных ниже целей:

Сами алгоритмы маршрутизации могут быть классифицированы по типам. Например, алгоритмы могут быть:

Статические алгоритмы маршрутизации вообще вряд ли являются алгоритмами. Распределение статических таблиц маршрутизации устанавливается администратором сети до начала маршрутизации. Оно не меняется, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружениях, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста. Т.к. статические системы маршрутизации не могут реагировать на изменения в сети, они, как правило, считаются непригодными для современных крупных, постоянно изменяющихся сетей.

Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети, программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о корректировке маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять статические маршруты там, где это уместно. Например, можно разработать «маршрутизатор последнего обращения» (т.е. маршрутизатор, в который отсылаются все неотправленные по определенному маршруту пакеты). Такой маршрутизатор выполняет роль хранилища неотправленных пакетов, гарантируя, что все сообщения будут хотя бы определенным образом обработаны.

Названия одномаршрутных и многомаршрутных алгоритмов говорят сами за себя. Некоторые сложные протоколы маршрутизации обеспечивают несколько маршрутов к одному и тому же пункту назначения, тем самым увеличивая пропускную способность и надежность. Одномаршрутные же алгоритмы находят лишь один маршрут, что, естесственно, хуже.

Некоторые алгоритмы маршрутизации оперируют в плоском пространстве, в то время как другие используют иерархии маршрутизации. В одноуровневой системе маршрутизации все маршрутизаторы равны по отношению друг к другу. В иерархической системе маршрутизации некоторые маршрутизаторы формируют то, что составляет основу (backbone — базу) маршрутизации. Пакеты из небазовых маршрутизаторов перемещаются к базовым маршрутизаторам и пропускаются через них до тех пор, пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная с этого момента, они перемещаются от последнего базового маршрутизатора через один или несколько небазовых маршрутизаторов до конечного пункта назначения. Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она имитирует организацию большинства компаний и следовательно, очень хорошо поддерживает их схемы трафика.

Алгоритмы с интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе.

Некоторые алгоритмы маршрутизации предполагают, что конечный узел источника определяет весь маршрут. Обычно это называют маршрутизацией от источника. В системах маршрутизации от источника маршрутизаторы действуют просто как устройства хранения и пересылки пакета, без всяких раздумий отсылая его к следующей остановке.

Другие алгоритмы предполагают, что главные вычислительные машины ничего не знают о маршрутах. При использовании этих алгоритмов маршрутизаторы определяют маршрут через объединенную сеть, базируясь на своих собственных расчетах. В первой системе, рассмотренной выше, интеллект маршрутизации находится в главной вычислительной машине. В системе, рассмотренной во втором случае, интеллектом маршрутизации наделены маршрутизаторы.

Внутридоменные или междоменные алгоритмы.

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов; другие — как в пределах доменов, так и между ними. Природа этих двух типов алгоритмов различная. Поэтому понятно, что оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом междоменной маршрутизации.

Алгоритмы состояния канала (известные также как алгоритмы «первоочередности наикратчайшего маршрута») направляют потоки маршрутной информации во все узлы объединенной сети. Однако каждый маршрутизатор посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние его собственных каналов.

Алгоритмы вектора расстояния (известные также как алгоритмы Форда-Беллмана) требуют от каждого маршрутизатора посылки всей или части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям. Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем направлениям, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы. Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы вектора расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора расстояний, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора расстояний.

Принцип работы глобальных сетей [ править ]

Существуют так называемые «операторы связи», которые содержат собственные каналы и арендуют провайдерам доступ к ним. Собственность каждого оператора, включая все локальные сети провайдеров, подключенные к нему, принято называть «автономной системой».

Автономная система – это ряд связанных между собой машин с единой внутренней политикой маршрутизации (IGP – Internal Gateway Protocol). Сами автономные системы посредством мощных каналов соединяются между собой, образуя единую сеть Internet. Но невозможно передать данные каждому маршрутизатору обо всех остальных роутерах. Поэтому принято выделять так называемые «пограничные шлюзы» автономной системы. Все шлюзы соединяются по единой магистрали и обмениваются данными посредством внешних протоколов маршрутизации (EGP – External Gateway Protocol).

К внутренним протоколам относятся RIP и OSPF.

Прежде чем описать эти протоколы, введем понятие «хоп», использующееся во многих метриках протоколов. Хоп или транзитный участок — участок сети между двумя узлами сети, по которому передаются сетевые пакеты. Обычно используется для определения «расстояния» между узлами. Чем больше хопов — тем сложнее путь маршрутизации и тем «дальше» находятся узлы друг от друга. Например, на иллюстрации ниже количество хопов будет равно 2.

Протокол RIP (Routing Information Protocol) очень прост и универсален, поэтому поддерживается всеми операционными системами и железными маршрутизаторами. Он относится к классу «дистанционно-векторных» протоколов.

Идея RIP очень проста. Каждый маршрутизатор через определенный интервал времени (30 секунд) отсылает информацию о связях своим соседям. Сосед соотносит их со своей базой и добавляет данные, если они актуальны. Таким образом, все роутеры должны знать обо всех своих сетях. Метрика в RIP совпадает с числом хопов до нужной сети. В случае, если метрика равна 16, сеть считается недоступной. Следовательно, протокол может работать с сетью, в которой максимально число шлюзов менее 16.

Бывают случаи, когда происходят внештатные ситуации, получившие названия «зацикливание» и «счет до бесконечности». Зацикливание происходит после отключения одной из сети, когда сторонний роутер оповестит соседа, что сеть доступна через него (в случае, если сосед не успеет оповестить маршрутизатор о недоступности сети). Таким образом, между шлюзами образуется петля.

Чтобы избежать петель, вводят два ограничения в протокол RIP. Первое называется «правилом разделения горизонта». Оно гласит, что маршрутизатор A не должен отправлять данные о сети B, маршрутизатору C, если последний ему сообщил о сети B. Иными словами, роутер не шлет информацию о сети соседу, если изначально получил сведения об этой сети от него. Второе ограничение обязывает шлюз изменить метрику маршрута, если ее разослал тот же самый роутер. Отчасти, эти добавления спасают от петель, но не всегда. Бывает, что маршрутизатор получает ложные данные от стороннего шлюза по цепочке.

Счет до бесконечности происходит в результате несвоевременного оповещения станций. При этом ложный маршрут может существовать, пока метрика сети не станет равной 16.

Более формально, алгоритм работает следующим образом: таблица маршрутизации RIP содержит по записи на каждую обслуживаемую машину. Запись должна включать в себя

Периодически (через таймаут) маршрутизатор посылает копию своей маршрутной таблицы всем своим соседям-маршрутизаторам, а те обновляют свои таблицы, если находят более короткий маршрут. На иллюстрации показано финальное состояние после выполнения алгоритма поиска пути от Source до Target:

В процессе алгоритма происходило следующее:

Также обратите внимание на поле Gateway в каждой таблице — благодаря нему можно восстановить весь маршрут.

На смену RIP пришел протокол OSPF, который снимает ограничение в 15 узлов и сводит к минимуму служебный трафик. Он относится к классу протоколов «состояния связей», а его работа складывается в два этапа:

1. Каждый маршрутизатор после включения рассылает информацию по всем своим интерфейсам обо всех своих соседях.

2. После составления полной сетевой картины роутер начинает искать оптимальный маршрут до каждой сети с помощью алгоритма Дейкстры.

Метрика представляет собой уже не число хопов, а пропускную способность канала (время передачи одного бита в 10-наносекундных интервалах). Так, для Ethernet метрика равна десяти, для Fast Ethernet — единице, а для канала 56 Кб/с — 1785. Полная метрика для определенного маршрута является суммой всех промежуточных каналов. При этом OSPF никогда не пропустит пакет через канал в один хоп, если имеется связь, построенная на Fast Ethernet, пусть даже состоящая из 3-4 хопов.

Следует отметить, что OSPF умеет посылать данные сразу по нескольким каналам, тем самым, уменьшая нагрузку на сеть. Однако в этом случае действует ограничение по метрике. Подробно это здесь описывать не будем.

На текущий момент BGP зарегистрирован под четвертой версией и не имеет конкурентов. Общая схема работы BGP такова. BGP-маршрутизаторы соседних АС, решившие обмениваться маршрутной информацией, устанавливают между собой соединения по протоколу BGP и становятся BGP-соседями

Далее BGP использует подход под названием path vector, являющийся развитием дистанционно-векторного подхода. BGP-соседи рассылают друг другу векторы путей (path vectors). Вектор путей, в отличие от вектора расстояний, содержит не просто адрес сети и расстояние до нее, а адрес сети и список атрибутов (path attributes), описывающих различные характеристики маршрута от маршрутизатора-отправителя в указанную сеть.

Примерная схема работы сообщений в BGP выглядит так:

При выборе протокола маршрутизации необходимо взвесить все «за» и «против». С одной стороны, громоздкий OSPF. С другой — никто не мешает использовать RIP второй версии, который научился понимать маски подсети и аутентификацию, чего не умел его предшественник.

Принцип работы глобальных сетей: пример [ править ]

Представим, что мы сидим в Нью-Йорке и хотим подключиться к серверу, который находится в Санкт-Петербурге по адресу http://neerc.ifmo.ru. Что примерно будет происходить, когда мы наберем адрес и нажем Enter?

В первую очередь в ход идет DNS-сервер: он транслирует сначала поддомены (neerc), обращаясь к локальному провайдеру, затем транслирует основной домен (ifmo.ru), обращаясь в глобальную сеть. Получив IP-адрес сервера, мы знаем, куда надо подключаться. Наш IP тоже известен, поэтому мы спокойно подключаемся, создаем соединение и передаем/получаем нужную информацию.

Возможное примерное развитие событий представлено на картинке. DNS-серверов обычно несколько, в данном случае рассмотрен вариант двух:

Источник