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任务二 广域网的组网方式

知识点​

1.广域网有哪两种组网方式?​

任务描述:广域网的组网方式主要有两种,即点对点和分组交换式的连接组网。这两种组网方式各有特点,在拓扑结构、连接方式等方面有所不同。

教材原文一句话:广域网的组网方式主要有两种:点到点的连接和通过分组交换方式的连接。

为什么远程联网比局域网复杂:若使用多种本地设备或远距离设备来连接网络,则必须进行多方面的考虑——本地设备的接口、远距离线路的类型、中间设备的转换能力、费用,都要一起算。

2.图 7-3:三种网络连接选择​

从教材图 7-3 可知,组建广域网有三条路可选:

  1. 用调制解调器通过点到点的连接组建广域网;
  2. 用专线组建广域网;
  3. 用公共数据网的分组交换网络连接构成广域网。

图中出现的设备与线路:

图中标注位置/作用
LAN(左、右两端)需要互联的两个局域网
WAN(上方大椭圆)中间跨越的广域网云
网桥/路由器局域网接入广域网的边界设备(图中每条路径两端都有)
调制解调器(Modem)走电话拨号线时的数模转换设备
电话拨号线图 7-3 上方那条路径,借用电话网传输数据
公共数据网(云)中间的分组交换网,提供分组转发服务
数据服务单元/快捷服务单元图中写作"数据服务单元/快捷服务单元",即 DSU/CSU,是用户设备与数字线路之间的接口设备,做信号整形、线路均衡、接入控制
专线图 7-3 下方那条路径,长期租用的固定线路,不经过拨号

三条路径的直观对照:

路径中间设备线路性质特点
上:电话拨号线Modem — Modem拨号,按次/按时计费只要有电话就能用,速率低、建立连接慢
中:公共数据网DSU/CSU — 公共数据网 — DSU/CSU分组交换虚电路按需占用、多用户共享,费用与距离关系弱
下:专线DSU/CSU — 专线 — DSU/CSU固定租用速率稳定、时延小、时刻在线,费用高

3.点对点(点到点)式连接​

教材原文:若以点对点连接的方式组建广域网,有两种情况:

情况做法评价
① 全连通式网络所有路由器节点互相连通(任意两点之间都有一条专线)这种方式成本太高,也没有必要
② 网桥或 Modem 点到点连接用网桥或 Modem 把两端连起来(教材图 7-4:PC — Modem —(电话线)— Modem — PC)实际常用

为什么全连通"成本太高、也没有必要":

  • 线路数按公式增长:n 个节点全互联需要 n × (n − 1) ÷ 2 条链路——10 个节点要 45 条,100 个节点要 4950 条,费用与维护量爆炸式上升;
  • 多数节点之间并无直接通信需求:流量集中在少数方向上,为"偶尔一次"的通信铺一条专线不划算;
  • 所以现实中用公共数据网代替"每两点一条线"——把全连通的负担交给运营商的分组网。

一般情况:局域网使用网桥和路由器等接入设备进行网络互联。

图 7-4 的解读(点到点的连接):两台 PC 各接一个 Modem,两个 Modem 之间通过电话线相连——这是最简单的远程点对点,本质是"把一段电话线当成一根网线用"。

4.分组交换式的连接​

教材原文:路由器比网桥更常用于网络间的互联(教材图 7-5)。通过点到点网络并经由公共数据网的交换网络,路由器与远端路由器进行连接。

图 7-5 的解读(路由器连接):一侧是 PC — Router,另一侧是 PC — Router,两台路由器之间接入公共数据网(云),数据由分组网内的节点交换机逐段转发。

为什么"路由器比网桥更常用于网络间互联":

对比项网桥路由器
工作层次数据链路层网络层
转发依据MAC 地址(物理地址)IP 地址中的网络号
地址规模MAC 地址无结构,转发表随主机数增长网络号有层次,一条表项代表一整个网段,表小
广播处理转发广播(广播域不隔离)不转发广播,天然隔离广播域
异构互联只能互联同类型局域网(MAC 网桥),LLC 网桥也受限可互联不同类型的网络(以太网、DDN、帧中继等),屏蔽差异
路径选择无,只有一条生成树路径有,可选最佳路径、支持多路径与策略路由
安全性无可做访问控制、NAT、包过滤

一句话:广域网要跨越多种介质、多种协议、多个运营商网络,只有工作在网络层的路由器才能"翻译 + 选路",网桥做不到。

5.两种组网方式对比​

对比项点对点连接分组交换式连接
拓扑点到点(一条链路两端)星型/网状(经公共数据网多跳转发)
中间设备Modem 或网桥/路由器(直连)路由器 + 公共数据网的节点交换机
链路占用独占(专线或拨号期间独占)共享(统计复用,按需占用)
计费方式按距离与带宽(专线)或时长(拨号)按流量/连接时长,与距离关系弱
时延小且稳定(专线)稍大且有抖动(排队)
速率取决于线路,可较高取决于所购服务等级
可靠性单链路故障即中断(无冗余)分组网内多路径冗余,可靠性较高
适用场合两点之间流量大而稳定、要求时延稳定(如总部—分部专线)多点互联、流量突发、跨地域跨运营商(如企业分支经帧中继/MPLS 互联)
成本距离越远越贵,全连通不可行按需付费,多点组网更经济

考点提示:题目问"广域网两种组网方式"→ 点对点连接与分组交换式连接;问"点对点组网的两种做法"→ 全连通(成本太高、没必要) 与 用网桥/Modem 点到点连接;问"网络互联首选设备"→ 路由器(不是网桥)。

6.任务实施(教材要求的检索)​

  1. 启动计算机,在搜索工具中以"广域网点对点的连接"为关键词进行搜索,阅读其特点介绍;
  2. 以"广域网的分组交换式连接"为关键词进行查找,阅读其特点及设备组成。

7.本任务速查表​

考点结论
广域网组网方式点对点连接、分组交换式连接(两种)
组建广域网的三条路径Modem 拨号、公共数据网、专线
拨号路径的设备Modem(调制解调器),走电话拨号线
数字线路接口设备数据服务单元/快捷服务单元(DSU/CSU)
两端接入广域网的边界设备网桥/路由器
点对点组网的两种情况全连通(成本太高、没必要)、网桥/Modem 点到点
图 7-4 示意PC — Modem — 电话线 — Modem — PC
图 7-5 示意PC — 路由器 — 公共数据网 — 路由器 — PC
网络互联更常用的设备路由器(比网桥更常用)
路由器的核心优势按网络号选路、屏蔽异构、隔离广播、多路径
全连通链路数公式n × (n − 1) ÷ 2