WAN（广域网）、LAN（局域网）和MAN（城域网）都是覆盖不同地理区域的网络。WAN覆盖较大的地理区域，例如一个地区或一个国家，而LAN覆盖较小的区域，通常是一栋建筑或一个校园。MAN连接的区域比LAN大但比WAN小，通常是大城镇或大都市。除了最偏远的地区外，MAN通常被认为已经过时。
互联网可以准确地描述为网络的网络，即互连的计算机组在本地和全球范围内相互通信。为了更容易描述这些网络，我们通常使用以下三个术语之一来定义它们：LAN、WAN和MAN。
每种网络都有其独特的用途和特点，可以满足小到家中的网络需求，大到整个互联网的需求。今天，我们将探讨这三种网络类型，以及它们如何让我们的所有数据包畅通无阻。
什么是WAN（广域网）？
WAN的定义相当广泛且灵活，但一般来说，它是指覆盖大片地理区域的网络，例如一个地区或一个国家。WAN促进了这些区域之间的长距离通信，无论距离或具体位置如何，都可以连接计算机。互联网就是一个WAN，覆盖尽可能大的地理区域甚至更多。
WAN的主要特征
● WAN可以长距离传输数据。
● 通常使用从私人实体（例如将所有ISP相互连接起来的本地ISP或一级运营商）租用的电信电路和基础设施。
● WAN将LAN相互连接，形成我们称之为互联网的互联网络。
● 数据通过路由器（第3层）在连接的LAN之间传输。
● 当我们想到WAN时，我们会想到公共IP地址，这些是分配给直接连接到互联网的设备（通常是调制解调器或路由器）的保留地址块。
● 虽然它们的数据传输速度通常比LAN慢，但随着最后一英里光纤和1+千兆互联网速度变得越来越普遍，至少在城市和郊区，这种差距正在缩小。
● 作为公共网络，安全性是WAN连接的一个问题，而加密和虚拟专用网络(VPN)对于维护隐私至关重要。
WAN技术和应用
有两项关键的WAN技术使这种广泛分布的网络得以存在和运行：光纤电缆和路由器。光纤可实现非常远距离的高带宽通信。
光纤使用玻璃纤维来传输调制光。不同类型的光纤更适合不同的应用；了解有关单模和多模光纤的更多信息。
光纤在WAN之间传输数据，而路由器则负责将数据包从各个LAN移入和移出到更大的WAN，充当LAN网关。它们还确定将流量从点到点传输的最有效方式，优化最短路径。虽然可能在家中或办公室中有一个小型路由器，但ISP会在区域中心运行非常强大的路由器来在全国范围内传输流量。
WAN的演变
当今的高速广域网所基于的技术可以追溯到19世纪40年代的电报。与我们今天使用的相比，这些早期的通信系统就像恐龙一样，但其基本原理仍然存在：通过电信号进行远距离双向通信。
电报最终演变为电话交换系统，其中人工操作和后来的机电开关完成电话和要拨打的电话之间的电路。数字取代了所有机电系统，但核心思想仍然存在：将A点连接到B点以传输数据。WAN非常相似，用光纤上的数字数据取代了铜线上的语音呼叫。
什么是LAN（局域网）？
LAN是一种比WAN小得多的网络，通常仅限于一栋建筑或小型校园。LAN用于本地网络（因此得名）；未连接到互联网的LAN只能方便连接到LAN上的其他设备。
LAN的核心方面
● LAN仅用于连接小区域内的设备，例如单栋建筑、房屋或校园。
● 它们使用居民或组织拥有的设备进行操作。
● 数据通过通过铜质以太网电缆连接的交换机（第2层）在设备之间传输。
● LAN使用通常由路由器定义并由DHCP分配给设备的范围内的私有IP地址。
● 过去十年或二十年销售的大多数交换机的运行速度为1Gbps，但一些高端交换机可能有2.5或10Gbps端口。
● LAN内的安全性仍然很重要，但连接的设备通常通过建筑物访问进行控制，因此在LAN级别上隐私不再是一个问题。
LAN技术与应用
如上所述，LAN技术围绕交换机和以太网展开。交换机是第2层设备，这意味着它们在OSI模型的数据链路层运行，我们关注的是MAC地址而不是IP地址。交换机通过MAC地址与设备通信，无法路由，因此它们不会与LAN之外的任何设备通信。
当今世界的LAN
LAN无处不在，每个企业、每个家庭、网络上有通信设备的地方都有LAN。掌握子网划分、NAT和常见协议（IP、DHCP、TCP等）等技能对于职业生涯早期至关重要。
学习局域网的最好之处在于知识是相当永恒的。很长时间以来没有出现任何新事物，只有对现有事物的小改进，例如更快的交换机或IPv6。
什么是MAN（城域网）？
城域网(MAN)是一种地理覆盖范围比局域网(LAN)大但比广域网(WAN)小的网络，通常覆盖一个城市或大都市地区。城域网充当局域网和广域网之间的中介，为城市环境提供连接。
在20世纪90年代末和21世纪初，大都市地区内越来越多的LAN需要高速互连。想象一下，一个大型、分散的大学校园，每栋建筑都有自己的LAN，但所有这些LAN都需要相互通信。这些互连的LAN依赖于慢速WAN连接，而带宽需求超出了容量。
那时光纤尚未普及，单模光纤用于长途电话网络干线，因此它被用来为城市内的客户提供私人数据链路。WAN的压力得到缓解，企业和大学获得了连接LAN所需的高速数据，而无需在建筑物之间铺设自己的光纤，MAN由此诞生。
MAN的独特功能
● 与建立在电话网络上的旧式WAN连接相比，MAN提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
● 它们由ISP运营，以提供大都市内的私人连接。
● 数据通过光纤传输，使用ISP操作的第3层路由来桥接LAN。
● MAN不使用公共IP，因为流量仅在其私有网络内路由。
● 数据速度取决于ISP及其在城域内的基础设施的稳健程度。
● 由于连接是私密的，并且ISP网络上的客户之间的流量在逻辑上是分开的，因此无需担心安全性。
MAN应用
MAN可应用于各种城市环境，包括：
● 大型大学校园
● 大城市内的市政和政府设施
● 硅谷等科技发达的城市在21世纪初就建立了城域网主干网，以缓解因高带宽需求而导致的城市数据拥塞
WAN、LAN和MAN技术的演进
WAN、LAN和MAN技术的发展是由对更大带宽的需求推动的。在LAN中，交换机需要从10MB升级到100，然后是1GB，然后是我们现在看到的10GB。更大的需求推动了发展，使更大的带宽成为常态。
对于WAN，带宽需求通过从拨号、ISDN和T1等铜缆技术转向光纤而得到满足。光纤可以在更远的距离上传输更多数据，使其成为城市和地区之间中继线以及社区最后一英里连接甚至直接进入家庭和企业的演进标准。同样，需求推动了演进。
对于城域网来说，光纤广域网在某种程度上是其失败之处。最初导致城域网出现铜线过载的问题被光纤广域网彻底解决，不再需要城域网来连接城域范围内的组织。
总之，网络管理员应该了解WAN、LAN和MAN之间的区别，因为它们在实施、技术和满足用户需求方面有着根本的不同。这些网络类型是组织内部网络和整个互联网的基石，因此了解这些区别对于规划和构建弹性和可扩展的网络至关重要。
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