广域网

什么是广域网 (WAN)？

广域网依赖于各种技术，包括光纤、卫星、微波链路和电路交换电话线。随着技术的发展，这些链路的速度大幅提高。光纤链路的速度通常可达 100 Gbps，甚至更高。

数据在广域网上以数据包的形式传输。数据包是微小的数据单元，包含有关源地址、目标地址和数据本身的信息。当设备想要通过广域网发送数据时，它将数据分成多个数据包，并通过网络发送。随后，数据包会在目标地址重新组合。

此外，由于源地址和目标地址之间的距离较远，广域网通常容易出现延迟，影响网络性能。为了克服这些影响，可以使用广域网优化技术（包括 TCP 协议加速、重复数据删除或数据压缩）来改进广域网传输。

在广域网的发展历程中，各种技术改进使传输速率不断提高。20 世纪 80 年代，网络速度还是以 Kbit/s 计算。如今，互联网连接的速度可高达 100 Gbit/s。

以下是广域网连接用到的一些主要技术。

• X.25：20 世纪 70 年代，国际电报电话咨询委员会（CCITT，现为 ITU-T）开发出了 X.25 协议。作为最古老的分组交换数据通信协议（将数据分组到数据包中的方法），该技术一直沿用到 2015 年。它采用点对点架构，用于连接远程终端和主机，通过从电话公司租用的模拟通道运行。
• 帧中继：20 世纪 80 年代，帧中继凭借更高的速度成为了 X.25 的替代选择。由于可以提高语音和视频性能，帧中继被美国企业广泛采用，但彼时欧洲依然使用 X.25 标准。帧中继通过基于虚拟电路的连接以称为“帧”的可变大小单元传输数据。它不进行任何纠错，如数据重传，而是由终端进行错误检查。如果检测到错误，则直接丢弃数据包。
• ATM：异步传输模式 (ATM) 于 20 世纪 80 年代末和 90 年代初开发问世。它与帧中继的不同之处在于传输固定大小的单元（53 字节）。此外，与帧中继有所不同，ATM 提供纠错功能，而且速度更快（最高可达 622 Mbps，而帧中继为 45 Mbps）。然而，由于基于互联网协议的产品性价比更高，加上其自身的单元大小（53 字节）效率不高，ATM 并未取得预期的成功。
• MPLS：多协议标签交换 (MPLS) 开发于 20 世纪 90 年代末，具备更强的灵活性和可扩展性，被用作 ATM 的替代方案。在进行数据包路由时，MPLS 依据的是标签，而非 IP 地址；可与任何网络协议配合使用，包括以太网、ATM 和帧中继。尽管 MPLS 具备可扩展性和高性能，但由于需将 SaaS 流量回传到数据中心进行安全检查，而这会影响应用性能，因此无法有效支持现代云架构。
• SD-WAN：该技术开发于 2010 年至 2020 年之间，可通过网络虚拟化将 MPLS、宽带互联网和 5G 等异构链路相组合，提供冗余并提高性能。它可以帮助组织通过低成本的互联网连接降低对 MPLS 的依赖。借助 SD-WAN，分支机构还可以避免将云流量送回数据中心，更好地管理 SaaS 流量。SD-WAN 也是 SASE（安全访问服务边缘）的一部分，可确保随时随地从任何设备安全地访问云应用。