Зачем нужна локальная сеть, почему бы не использовать везде только глобальные сети

Question 1

Все системы в локальной сети напрямую соединены друг с другом.

Прежде чем вы скажете «нет, это не так»…

В старые времена сетей это был буквально один физический кабель, к которому были подключены все компьютеры (10BaseT, thinnet, thicknet и т. д.)
Были разработаны концентраторы/концентраторы/коммутаторы, которые позволяли компьютерам в сети подключаться к коммутатору, а не физически к одному и тому же проводу. Коммутатор по-прежнему физически соединяет компьютеры тем же способом — два компьютера, разделенные коммутатором, общаются друг с другом так же, как если бы они были соединены общим проводом (опуская разговор о «коллизиях» для простоты)
В сетях существует концепция, называемая «мост», которая позволяет напрямую соединять две различные сетевые технологии — представьте себе коммутатор с 2 портами, где один конец — это Ethernet, а другой — что-то вроде оптоволокна или Token Ring, если вы хотите зайти так далеко. Системы на обоих концах моста общаются одинаково, как будто мост — это просто провод между ними.
На вашем домашнем беспроводном маршрутизаторе ваша беспроводная локальная сеть "мостируется" таким же образом концептуально - так что она по-прежнему напрямую подключена - трафик WLAN попадает на мост в вашем домашнем маршрутизаторе, который затем пересылается через внутренний 4-портовый коммутатор локальной сети вашего маршрутизатора. Системы на обоих концах этого беспроводного моста общаются так же, как если бы мост был просто проводом между ними.

Если все напрямую подключено, т.е. в одной локальной сети (WLAN = LAN) - то маршрутизатор не нужен для общения двух систем. Не путайте это с 4 портамивыключательк которому подключено ваше беспроводное оборудованиемостовойна вашем домашнем маршрутизаторе — этот коммутатор/мост является частью этого устройства, которое также выполняет маршрутизацию.

Когда две системы, которые хотят общаться, находятся в одной локальной сети, мостовой/коммутируемой/как бы там ни было, системы могут просто выводить IP-пакеты со своих сетевых карт, и принимающая система их получит. Очень просто. Система также может отправить широковещательный пакет, который достигнет всех систем в локальной сети.

Когда вы не находитесь в одной локальной сети, необходим маршрутизатор, и отправляющая система должна отправить то, что она хочет сказать удаленной системе, маршрутизатору, который отвечает за пересылку туда и обратно между сетями. Маршрутизаторы не пересылают широковещательные пакеты по очевидным причинам.

Название «Интернет» происходит от основного протокола, на котором он основан — IP, который является «межсетевым протоколом». Его явная цель — обеспечить связь между сетями — между местами, где уже есть много систем. Маршрутизаторы управляют фактической связью между сетями.

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

Широковещательный трафик Ethernet не должен распространяться на все системы в мире.
Если двум системам, находящимся в одной сети или рядом друг с другом, приходится использовать WAN для связи друг с другом, это неэффективно (но отлично подходит для компаний, занимающихся сбором данных, и посреднических компаний).
WAN контролируется провайдером. LAN контролируется мной. Я могу подключить столько компьютеров/устройств, сколько захочу, к своей собственной LAN и не спрашивать никого.

Сотовые телефоны уже работают по модели «ISP предоставляет вам новую линию для каждого устройства» и «Две системы, расположенные рядом друг с другом, соединяются через WAN». Ограничивающим фактором в этом захвате всех интернет-подключений является тот факт, что проводные соединения во много раз быстрее, особенно для предприятий.

Возможно, именно так все и будет обстоять в будущем со всем потребительским Интернетом, но если сотовые технологии не начнут сравняться по скорости со скоростью действительно быстрых проводных бизнес-подключений (что может произойти уже скоро), это маловероятно.

Answer

Все системы в локальной сети напрямую соединены друг с другом.

Прежде чем вы скажете «нет, это не так»…

В старые времена сетей это был буквально один физический кабель, к которому были подключены все компьютеры (10BaseT, thinnet, thicknet и т. д.)
Были разработаны концентраторы/концентраторы/коммутаторы, которые позволяли компьютерам в сети подключаться к коммутатору, а не физически к одному и тому же проводу. Коммутатор по-прежнему физически соединяет компьютеры тем же способом — два компьютера, разделенные коммутатором, общаются друг с другом так же, как если бы они были соединены общим проводом (опуская разговор о «коллизиях» для простоты)
В сетях существует концепция, называемая «мост», которая позволяет напрямую соединять две различные сетевые технологии — представьте себе коммутатор с 2 портами, где один конец — это Ethernet, а другой — что-то вроде оптоволокна или Token Ring, если вы хотите зайти так далеко. Системы на обоих концах моста общаются одинаково, как будто мост — это просто провод между ними.
На вашем домашнем беспроводном маршрутизаторе ваша беспроводная локальная сеть "мостируется" таким же образом концептуально - так что она по-прежнему напрямую подключена - трафик WLAN попадает на мост в вашем домашнем маршрутизаторе, который затем пересылается через внутренний 4-портовый коммутатор локальной сети вашего маршрутизатора. Системы на обоих концах этого беспроводного моста общаются так же, как если бы мост был просто проводом между ними.

Если все напрямую подключено, т.е. в одной локальной сети (WLAN = LAN) - то маршрутизатор не нужен для общения двух систем. Не путайте это с 4 портамивыключательк которому подключено ваше беспроводное оборудованиемостовойна вашем домашнем маршрутизаторе — этот коммутатор/мост является частью этого устройства, которое также выполняет маршрутизацию.

Когда две системы, которые хотят общаться, находятся в одной локальной сети, мостовой/коммутируемой/как бы там ни было, системы могут просто выводить IP-пакеты со своих сетевых карт, и принимающая система их получит. Очень просто. Система также может отправить широковещательный пакет, который достигнет всех систем в локальной сети.

Когда вы не находитесь в одной локальной сети, необходим маршрутизатор, и отправляющая система должна отправить то, что она хочет сказать удаленной системе, маршрутизатору, который отвечает за пересылку туда и обратно между сетями. Маршрутизаторы не пересылают широковещательные пакеты по очевидным причинам.

Название «Интернет» происходит от основного протокола, на котором он основан — IP, который является «межсетевым протоколом». Его явная цель — обеспечить связь между сетями — между местами, где уже есть много систем. Маршрутизаторы управляют фактической связью между сетями.

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

Широковещательный трафик Ethernet не должен распространяться на все системы в мире.
Если двум системам, находящимся в одной сети или рядом друг с другом, приходится использовать WAN для связи друг с другом, это неэффективно (но отлично подходит для компаний, занимающихся сбором данных, и посреднических компаний).
WAN контролируется провайдером. LAN контролируется мной. Я могу подключить столько компьютеров/устройств, сколько захочу, к своей собственной LAN и не спрашивать никого.

Сотовые телефоны уже работают по модели «ISP предоставляет вам новую линию для каждого устройства» и «Две системы, расположенные рядом друг с другом, соединяются через WAN». Ограничивающим фактором в этом захвате всех интернет-подключений является тот факт, что проводные соединения во много раз быстрее, особенно для предприятий.

Возможно, именно так все и будет обстоять в будущем со всем потребительским Интернетом, но если сотовые технологии не начнут сравняться по скорости со скоростью действительно быстрых проводных бизнес-подключений (что может произойти уже скоро), это маловероятно.

Question 2

Однако не приводится никаких причин, по которым проводится это различие. Я не вижу, почему должно быть разделение между LAN/MAN/WAN. Особенно, если LAN могут использовать Wi-Fi (беспроводная локальная сеть). Я не знаком с тем, как работает Wi-Fi, но мне кажется, что поскольку он не использует провода, это как-то похоже на подключение к серверу AWS с моего локального компьютера или телефона через Интернет (возможно, через спутники).

Использует ли он провода или нет, не имеет никакого отношения к тому, что это локальная сеть. Это больше касается области покрытия – и, как упомянула @Akina в своем комментарии, структуры управления.

(Хотя это различие немного размыто. Международная корпорация может иметь свою собственную частную всемирную сеть с единым администрированием, которую можно назвать либо локальной, либо глобальной сетью, в зависимости от того, как вы щуритесь.)

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

Полагаю, что «выделенные линии» имели более конкретное значение — по сути, это были телефонные линии, за исключением того, что они напрямую соединяли два модема (модемы коммутируемой линии, а не DSL или кабельные модемы).

Я не понимаю, зачем проводить различие между LAN и WAN, если локальные сети настолько ограничены.

Но именно это и создает различие.

Я не понимаю, почему с WAN нельзя добиться такой же эффективности, как с LAN.

В наши дни, как правило, это возможно (по крайней мере, в плане пропускной способности). Самая большая WAN – Интернет – передает петабайты данных в день. Отдельные магистральные соединения достигают пропускной способности в 100 Гбит/с.

Хотя, возможно, когда писались ваши материалы для чтения, разница в стоимости между локальным соединением со скоростью 100 Мбит/с (из комнаты в комнату) и международным соединением со скоростью 100 Мбит/с была гораздо более существенной.

Но с другой стороны, раньше у всей страны иногда была связь с миром всего на скорости 64 кбит/с или 1 Мбит/с, потому что такая технология еще не была доступна.

Но Wi-Fi LAN не соединена физическим уровнем (как спаянные вместе чипы), поэтому я не понимаю.

Радиоволны — это физический уровень. Оптические сигналы — это физический уровень. «Физический» не значит «осязаемый», это значит то, что напрямую связано с законами физики.

Из комментариев:

потому что у вас не будет достаточного количества IP-адресов, если у всех будет публичный адрес IPv4, и не всем нужен доступ в интернет

Хотя это и не ошибочно, этот комментарий относится кполностью отличаетсяразличие 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 можете совершенно свободно использовать их в своей локальной сети — см. в качестве примера MIT.)

Answer

Однако не приводится никаких причин, по которым проводится это различие. Я не вижу, почему должно быть разделение между LAN/MAN/WAN. Особенно, если LAN могут использовать Wi-Fi (беспроводная локальная сеть). Я не знаком с тем, как работает Wi-Fi, но мне кажется, что поскольку он не использует провода, это как-то похоже на подключение к серверу AWS с моего локального компьютера или телефона через Интернет (возможно, через спутники).

Использует ли он провода или нет, не имеет никакого отношения к тому, что это локальная сеть. Это больше касается области покрытия – и, как упомянула @Akina в своем комментарии, структуры управления.

(Хотя это различие немного размыто. Международная корпорация может иметь свою собственную частную всемирную сеть с единым администрированием, которую можно назвать либо локальной, либо глобальной сетью, в зависимости от того, как вы щуритесь.)

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

Полагаю, что «выделенные линии» имели более конкретное значение — по сути, это были телефонные линии, за исключением того, что они напрямую соединяли два модема (модемы коммутируемой линии, а не DSL или кабельные модемы).

Я не понимаю, зачем проводить различие между LAN и WAN, если локальные сети настолько ограничены.

Но именно это и создает различие.

Я не понимаю, почему с WAN нельзя добиться такой же эффективности, как с LAN.

В наши дни, как правило, это возможно (по крайней мере, в плане пропускной способности). Самая большая WAN – Интернет – передает петабайты данных в день. Отдельные магистральные соединения достигают пропускной способности в 100 Гбит/с.

Хотя, возможно, когда писались ваши материалы для чтения, разница в стоимости между локальным соединением со скоростью 100 Мбит/с (из комнаты в комнату) и международным соединением со скоростью 100 Мбит/с была гораздо более существенной.

Но с другой стороны, раньше у всей страны иногда была связь с миром всего на скорости 64 кбит/с или 1 Мбит/с, потому что такая технология еще не была доступна.

Но Wi-Fi LAN не соединена физическим уровнем (как спаянные вместе чипы), поэтому я не понимаю.

Радиоволны — это физический уровень. Оптические сигналы — это физический уровень. «Физический» не значит «осязаемый», это значит то, что напрямую связано с законами физики.

Из комментариев:

потому что у вас не будет достаточного количества IP-адресов, если у всех будет публичный адрес IPv4, и не всем нужен доступ в интернет

Хотя это и не ошибочно, этот комментарий относится кполностью отличаетсяразличие 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 можете совершенно свободно использовать их в своей локальной сети — см. в качестве примера MIT.)

Question 3

Ты пытаешься откусить слишком много за один раз. Я не удивлен, что ты в замешательстве.

Для очень грубого деления: Ваша домашняя сеть с одним или несколькими компьютерами — это локальная сеть. От вашего маршрутизатора до телефонной компании — это MAN-сеть. Оттуда до мира — это WAN.

Эта серия вопросов слишком велика, чтобы разобрать ее подробно, но вот несколько моментов. Это различие было сделано в ранние дни телекоммуникаций и интернет-технологий. Все новые Wi-Fi даже не были изобретены.

1) Итак, один из ответов: по историческим причинам.

WAN, MAN и LAN, как правило, имеют разную структуру. Есть одна книга, которая разбирает это очень подробно, но это очень напряженная и сложная книга, не рекомендую ее, но вот она, Фред Халсолл: Передача данных, компьютерные сети и открытые системы.

Что я делаю, рекомендую: например, книги Эндрю С. Таненбаума: «Internetworking». Это гораздо более удобно для чтения. MAN и LAN используют разные пространства IP-адресов. Эти сети иерархичны. В настоящее время они используют адреса IPv6, даже адреса IPv4 вы видите в своих повседневных подключениях.

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

Потому что, как вы уже прочитали, локальные сети имеют совершенно иные свойства по сравнению, например, с сетями WAN, которые обычно являются очень большими межконтинентальными соединениями. Вам не нужно знать все подробности о соединениях WAN или MAN, если только вы не работаете в каком-нибудь интернет-провайдере (ISP), например, в телефонной компании.

3) Третий ответ: разные свойства.

Answer