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:
- 用调制解调器通过点到点的连接组建广域网;
- 用专线组建广域网;
- 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)
- 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;
- 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 |