Rodzaje sieci komputerowych dzieli się przede wszystkim według zasięgu i to jedno kryterium tłumaczy całą resztę: im większy obszar, tym inna technologia, inny właściciel infrastruktury i inne prędkości. PAN kończy się na biurku, LAN na budynku, MAN obejmuje miasto, a WAN łączy kraje. W okablowaniu miedzianym granica jest twarda i wynosi 100 metrów na jeden segment, i to ona w praktyce wyznacza, gdzie kończy się sieć lokalna.
Skrót: PAN to urządzenia wokół jednej osoby, LAN to dom, biuro albo szkoła, MAN spina miasto lub aglomerację, WAN idzie ponad granicami. Największym WAN-em jest internet. W Polsce podręcznikowym przykładem MAN-ów są akademickie sieci miejskie spięte siecią PIONIER, która łączy 21 takich sieci i 5 centrów dużej mocy obliczeniowej.
Rodzaje sieci komputerowych według zasięgu
Podstawowy podział opiera się na zasięgu geograficznym, bo od niego zależy wszystko inne: rodzaj medium transmisyjnego, koszt budowy, opóźnienia i to, kto administruje siecią. Kolejność od najmniejszej do największej wygląda tak: PAN, LAN, MAN, WAN.
Istnieją też inne kryteria, mniej popularne w szkolnych definicjach, ale ważniejsze w pracy. Sieci dzieli się na przewodowe i bezprzewodowe, na prywatne i publiczne oraz według topologii, czyli sposobu połączenia węzłów: gwiazdy, magistrali albo siatki.
Te podziały nakładają się na siebie, zamiast się wykluczać. Domowa sieć jest jednocześnie LAN-em, w części bezprzewodowym, zbudowanym w topologii gwiazdy wokół routera i podłączonym do sieci rozległej operatora. Cztery różne opisy, jedno mieszkanie.
PAN, czyli sieć wokół jednej osoby
PAN obejmuje urządzenia w zasięgu ręki: słuchawki połączone z telefonem, smartwatch, klawiaturę bezprzewodową, drukarkę sparowaną z laptopem. Zasięg liczy się w metrach, a nie w setkach metrów, i zwykle nie wymaga żadnej infrastruktury poza samymi urządzeniami.
Odmianę bezprzewodową oznacza się skrótem WPAN i opisuje ją grupa standardów IEEE 802.15. Należą do niej Bluetooth oraz Zigbee, czyli protokół spotykany w automatyce domowej. Jeśli Bluetooth sprawia problemy, przyczyny bywają prozaiczne i rozpisałem je w tekście o tym, dlaczego Bluetooth nie działa.
LAN i granica stu metrów
LAN to sieć zamknięta w jednym budynku albo w grupie sąsiadujących budynków: mieszkanie, biuro, szkoła, hala produkcyjna. Odpowiada za nią standard IEEE 802.3, czyli Ethernet, a jej charakterystyczne cechy to niskie opóźnienia, wysoka przepustowość i pełna kontrola właściciela nad sprzętem.
Tu pojawia się liczba, którą warto zapamiętać. Tor transmisyjny na skrętce miedzianej może mieć maksymalnie 100 metrów i norma dzieli ten budżet na 90 metrów okablowania stałego, prowadzonego w ścianach i korytach, oraz po 10 metrów na kable połączeniowe po obu stronach.
Przekroczenie tej granicy nie kończy się komunikatem o błędzie. Kabel dalej działa, tylko zaczyna gubić pakiety i tracić prędkość, a przyczyny szuka się potem tygodniami w routerze i w karcie sieciowej. Dłuższy odcinek robi się przez switch pośredniczący, który odświeża sygnał, albo przez zamianę medium na światłowód, gdzie takiego limitu nie ma.
Praktyczna konsekwencja: jeśli planujesz kabel z piwnicy na poddasze przez cały budynek, policz trasę razem z zapasem na przejścia i zejścia w ścianach. Rzeczywista długość kabla bywa dwukrotnie większa niż odległość mierzona po przekątnej.
WLAN to nie jest to samo co LAN
WLAN oznacza bezprzewodową odmianę sieci lokalnej, czyli po prostu Wi-Fi w twoim mieszkaniu, i opisuje ją standard IEEE 802.11. Nie jest osobną kategorią zasięgu, tylko innym sposobem realizacji tego samego LAN-u.
Ma to znaczenie przy diagnozowaniu awarii. Kiedy laptop widzi drukarkę, ale nie widzi internetu, problem leży poza siecią lokalną, a nie w niej. Rozróżnienie tych pojęć rozpisałem szerzej w tekście o tym, czym różnią się WLAN, Wi-Fi i LAN.
MAN, czyli sieć na miasto
MAN obejmuje obszar miasta lub aglomeracji i najczęściej opiera się na światłowodach, bo tylko one przenoszą duże przepustowości na takich dystansach. Właścicielem bywa samorząd, operator albo konsorcjum naukowe, a typowe zastosowanie to spięcie rozproszonych oddziałów jednej instytucji.
W Polsce najlepszym przykładem są akademickie sieci miejskie, spięte siecią PIONIER. Łączy ona 21 akademickich sieci MAN oraz 5 centrów Komputerów Dużej Mocy, a jej linie światłowodowe mają w sumie 6931,51 km długości.
Skala przepustowości pokazuje różnicę wobec sieci domowej lepiej niż jakakolwiek definicja. Sieci MAN i centra obliczeniowe korzystają w niej z interfejsów 100 Gb/s, na infrastrukturze wdrożono transmisję 400 Gb/s, a operator deklaruje możliwość uruchomienia połączeń 800 Gb/s.
WAN i internet jako największa sieć rozległa
WAN łączy sieci oddalone o setki i tysiące kilometrów, przekraczając granice miast i państw. Nie buduje się go zwykle od zera, tylko dzierżawi łącza od operatorów telekomunikacyjnych albo zestawia połączenia szyfrowane przez publiczny internet.
Sam internet jest największym istniejącym WAN-em: zbiorem autonomicznych sieci, które wymieniają ruch według wspólnych zasad. Dlatego firma z oddziałami w kilku miastach mówi o swoim WAN, mimo że fizycznie korzysta z cudzych włókien.
Ceną za zasięg są opóźnienia i koszt. Pakiet pokonujący pół Europy zawsze potrzebuje więcej czasu niż ten przechodzący przez switch obok biurka, a to przekłada się na wszystko, co reaguje w czasie rzeczywistym: rozmowy głosowe, gry sieciowe, zdalny pulpit i sterowanie maszynami. Dlatego firmy trzymają najbardziej wrażliwe usługi jak najbliżej użytkownika, zamiast centralizować je w jednej serwerowni po drugiej stronie kraju.
Ten sam mechanizm tłumaczy popularność sieci dostarczania treści. Zamiast wysyłać każdy plik z jednego serwera, kopie rozstawia się bliżej odbiorców, żeby skrócić drogę pakietu i zejść z opóźnieniem. To już nie jest zmiana typu sieci, tylko sposób obchodzenia jej fizycznych ograniczeń.
| Typ | Zasięg | Typowe medium | Przykład |
|---|---|---|---|
| PAN | kilka metrów | Bluetooth, Zigbee | słuchawki i zegarek przy telefonie |
| LAN | budynek, tor do 100 m | skrętka, Wi-Fi | sieć w domu lub biurze |
| MAN | miasto, aglomeracja | światłowód | akademickie sieci miejskie |
| WAN | kraje, kontynenty | łącza operatorskie | internet, sieć korporacyjna |
Skróty, które najczęściej się mylą
Poza czterema podstawowymi kategoriami krąży kilka oznaczeń, które w tekstach pojawiają się bez wyjaśnienia. CAN opisuje sieć kampusową, czyli coś pomiędzy LAN-em a MAN-em: kilka budynków jednej uczelni albo zakładu na wspólnym terenie.
SAN to sieć pamięci masowej, wydzielona wyłącznie do komunikacji serwerów z macierzami dyskowymi. Buduje się ją osobno właśnie po to, żeby ruch dyskowy nie konkurował o pasmo z normalnym ruchem użytkowników. VPN nie jest natomiast typem zasięgu, tylko szyfrowanym tunelem zestawianym w ramach istniejącej sieci, najczęściej przez internet. Zdarza się, że w jednym zdaniu ktoś zestawia LAN, SAN i VPN jak równorzędne kategorie, choć opisują trzy zupełnie różne rzeczy: zasięg, przeznaczenie i sposób zabezpieczenia transmisji.
Osobną warstwą opisu jest model ISO/OSI, który dzieli komunikację na 7 warstw i tłumaczy, co dzieje się z danymi na każdym etapie. Rozpisałem go w tekście o siedmiu warstwach modelu ISO/OSI, bo bez niego trudno czytać dokumentację sprzętu.
Po co ci ten podział w praktyce
Przy diagnozowaniu awarii podział na warstwy zasięgu skraca poszukiwania. Jeśli urządzenia w mieszkaniu widzą się nawzajem, LAN działa i szukasz problemu wyżej, po stronie łącza operatora albo konfiguracji adresacji. Sposób nadawania adresów w sieci lokalnej opisałem osobno przy okazji zmiany adresu IP komputera i routera.
Przy zakupach ten sam podział chroni przed przepłacaniem. Sprzęt opisany jako rozwiązanie dla sieci rozległej ma funkcje, których w mieszkaniu nie wykorzystasz, a przy budowie okablowania w domu istotniejsza od parametrów kabla bywa jego trasa i długość.
Najczęstsze pytania
Czym różni się LAN od WAN?
Zasięgiem i właścicielem infrastruktury. LAN zamyka się w budynku i należy do ciebie, a WAN łączy odległe lokalizacje, korzystając z łączy dzierżawionych od operatorów. Sieć lokalna jest szybsza i ma mniejsze opóźnienia, sieć rozległa daje zasięg kosztem obu tych parametrów.
Czy Wi-Fi w domu to LAN czy WLAN?
To WLAN, czyli bezprzewodowa część sieci lokalnej. Urządzenia podłączone kablem i te po Wi-Fi należą do tej samej sieci lokalnej i widzą się nawzajem, różnią się wyłącznie sposobem połączenia z routerem.
Dlaczego kabel sieciowy nie może być dłuższy niż 100 metrów?
Bo na dłuższym odcinku sygnał w miedzi słabnie na tyle, że przestaje mieścić się w wymaganiach czasowych standardu Ethernet. Norma dzieli te 100 metrów na 90 metrów okablowania stałego i po 10 metrów na kable połączeniowe po obu stronach toru.
Czy internet to WAN?
Tak, to największa istniejąca sieć rozległa. Składa się z tysięcy niezależnych sieci, które wymieniają między sobą ruch na wspólnych zasadach, bez jednego właściciela i jednego centrum zarządzania.
Gdzie w tym podziale mieści się VPN?
Nigdzie, bo VPN nie jest kategorią zasięgu. To szyfrowany tunel zestawiony wewnątrz istniejącej sieci, najczęściej przez internet, który sprawia, że odległe urządzenie zachowuje się tak, jakby było w sieci lokalnej.
