以太网也能“广域”
广域以太网走向实用
最近，广域以太网堂而皇之地进入了通信服务商的广告。这个词至今听起来都不那么“顺耳”，看起来也不那么“顺眼”,使人有点“丈二的和尚摸不着头脑”。最近几年，世界上的一些通信商开始提供将分布在不同城市、同属于一个公司的多个LAN连接起来的服务。这种服务冲破了以太网与生俱来的短距离、窄范围的“局域”概念，使以太网从“局域”的桎梏中解放出来。
将我们听惯了的“以太网”和不太熟悉的“广域”搁在一起，总觉得有点怪怪的。那么，究竟什么是广域以太网？广域以太网就是将地理上远距离分散于各处的多个LAN连接起来，形成“一个LAN”。
譬如，某公司在城市A的总部和城市B的分部各有一个LAN。在过去，通常是用专线将两个LAN连接起来，或者是经由Internet来进行通信，多个LAN独立存在，可以通过路由器连接起来。
如果要使用广域以太网技术，则是另一番景象。经由通信经营商准备好的广域以太网，将分处在城市A、B的LAN连接起来，就可以将其作为“一个LAN”来看待。所谓“一个LAN”，就是公司的所有计算机可以用“LAN”中所具有的应用功能进行通信。
从通信价格上来看，广域以太网与个人用户接入到Internet所用的ADSL接入服务相比要贵，但与传统的专线服务相比要便宜得多。
如何连接成一个LAN?
用LAN交换器连接，原样不动地传送MAC帧。
广域以太网将远距离分散在各处的LAN连接成一个LAN，就意味着从某处的LAN送出的MAC帧可以原样不动地到达其他任何地点的LAN。
那么用普通Internet进行通信和用广域以太网进行通信有何区别？
在Internet中，所有的终端都是用TCP/IP来进行通信。通信双方所交换的数据的基本单位是IP包，用路由器来中继IP包。
当用户发送IP包时，在LAN内是被打包成MAC帧来“发运”的。但是，保持“原汁原味”的MAC帧到达的范围被局限于最初的路由器以内，一旦超越了该路由器，就不能运送MAC帧了。LAN是以路由器作为分界线的。
在广域以太网中，MAC帧是原样不动地穿越通信经营商的网络。在广域以太网中，中途没有路由器，全都是用LAN交换机来连接的。因此，从某处PC送往它处的MAC帧，是经由通信经营商的广域以太网来运达目的地的。
当然，这也适合“广播”方式。如果某处的PC发送了广播帧，不仅会遍及PC所处的LAN内，而且，经由通信经营商的广域以太网还可以将广播帧中继到其他所有各处的LAN。也正是因为这样，才能运行诸如显示Windows计算机列表和用DHCP来自动分配IP地址等的应用。
怎么做到远距离通信？
关键在于：无需检测MAC帧的冲突
如果在WAN中也能使用以太网，那么为什么在此之前却没人动这个脑筋？其实，原本以太网作为LAN技术的根本理由，就是以太网中的终端间的距离是受限制的。而在广域以太网中，却能用以太网的方式进行远距离连接，其“奥秘”就在于以太网的基本访问方式CSMA/CD。
用CSMA/CD不可能实现远距离通信。早期的以太网技术规范是用同轴电缆作为传输介质，一根电缆上连接有多个终端，这就是所谓的共享传输介质结构。用这种结构进行通信时，一旦有多个终端同时发送数据（MAC帧），就会发生碰撞而造成数据损坏。所以，为了避免冲突，采用了CSMA/CD访问控制方式。所谓CSMA/CD就是自己在发送MAC帧的时候，要保证在LAN上不发生冲突。
CSMA/CD是半双工通信方式，因此限制了以太网的通信距离。在以太网中，传送速度和MAC帧的大小决定了LAN的总长度。当然，实际的距离还和所用的传输电缆有关，即使用延迟和信号损失较小的光缆，在传送速度为10Mbps时理论上的通信距离也只能达到几公里，而在100Mbps时却只为几百米。
使用LAN交换机则不发生冲突。而在实际的广域以太网服务中，却可以将相距达1000公里以上的多个LAN连接起来。理由很简单，在广域以太网中不用CSMA/CD访问控制方式。当今的以太网规范已经不再采用CSMA/CD访问控制方式。现在以太网规范的主流已经不是过去的在一根电缆上连接多个终端，而是通过LAN交换器或中继器以一对一的方式进行连接。另外，传送介质方面则使用UTP电缆或光纤，所以，自己送出的信号和接收的信号不会发生碰撞，这就是所谓的全双工通信方式，传输距离仅仅受传输介质所造成的信号损失的限制。
另外，LAN交换机将所接收到的MAC帧存储到缓冲存储器上，以适当的时序发送。所以，以太网挣脱了CSMA/CD这个紧箍咒，通信距离再也不受CSMA/CD的制约。故此，只要在中途设置几台LAN交换机，就可以将LAN进行无限制的延伸。
广域以太网服务是如何构成的？
很简单，只要进口和出口是“以太网”，而内部采用什么结构都无所谓。
从LAN到提供广域以太网服务的通信经营商的这段接入电路采用什么样的技术？在用户侧要配置什么样的设备？
从各处的LAN到通信经营商的接入电路大体上分为两类:一类是采用光缆以太网直接连接；另一种是采用ATM的专线服务进行连接。
通信经营商可以将光纤直接铺设到用户办公地点，或者借用其他公司的光缆，用以太网直接连接。但是，有的场合，由于受客观条件限制，不便采用这种方式时，就要使用专线。
广域以太网服务是用全双工以太网来交换MAC帧的一种结构。在全双工以太网中，PC发送出帧之后，对于到达对方的时间并没有限制。只要MAC帧最终能到达对方，至于途中的电路是否是以太网已不关心了。通信经营商可以利用各种不同的电路，关键是，只要出口可以完好无损地送出与从入口送入的MAC帧相同的数据就行。
怎么做到与他人的数据不混淆？
附加识别序号，以区别不同用户的帧。
一定会有不少人担心，经由通信经营商将多个LAN连接起来，在安全性上是否会存在问题。譬如，其他用户收发的帧涌入后，在Windows网络计算机列表上连其他公司的PC也一并被显示出来。
实际上，这是杞人忧天。从原理上说，绝不会发生其他用户的数据涌入的问题。在以太网中，只要是在同一个LAN网段内，广播帧一定会到达所有的终端。既然在通信经营商的广域以太网中在同一个LAN交换器中连接有多个用户，一般来说，数据肯定会混杂在一起。之所以没有发生这种令人担忧的数据混杂，是采用了VLAN技术。
VLAN是将物理上的一个LAN分割成逻辑上的多个LAN。具体的做法是:通信经营商给每个用户分配一个固定的识别序号（VLAN ID），将其作为特征标记附加在用户交换的MAC帧上，在经营商的广域以太网内进行传输。附加有特征标记的MAC帧只在经营商的广域以太网范围内有效,一旦出了这个网，就取掉了特征标记。
通过使用VLAN特征标记，在经营商的广域以太网范围内，即使是在物理上与其他用户连接成了一个LAN，在入口和出口处的MAC帧也可以准确无误地分别到达每个用户，但其他用户的数据绝不会到达该用户的LAN中。
时至今日，以太网已经不是昔日受CSMA/CD所局限的LAN技术，已经成为基于LAN交换器的WAN中也能使用的技术。实际上，在最新的以太网规范10G以太网中，CSMA/CD已经从规范中销声匿迹了，业界普遍将它视做瞄准WAN应用的规范。可以说，广域以太网是未来以太网的一种崭新的实现形态。
