從 PAN 到 WAN：網路架構分層與實務應用完整解析

   本篇文章從「網路架構設計」角度，系統性說明 PAN、LAN、MAN、WAN 的架構差異、組成方式與實務應用，適合 工程師、系統架構設計者、資安與區塊鏈相關研究者 閱讀。

一、為什麼要用 PAN / LAN / MAN / WAN 來看網路架構？

在系統設計中，網路不是只有「能不能連線」，而是牽涉到：

  • 延遲（Latency）

  • 頻寬（Bandwidth）

  • 可靠度（Reliability）

  • 管理權責（Who controls the network）

  • 安全邊界（Security Boundary）

PAN、LAN、MAN、WAN 本質上是：

用「網路覆蓋範圍」來劃分不同等級的架構設計假設。

二、PAN 的網路架構（Personal Area Network）

1️⃣ 架構定位

PAN 是最貼近使用者裝置層的網路架構，通常是：

  • 點對點（Point-to-Point）

  • 小型星狀（Star）

2️⃣ 架構示意

[ 使用者裝置 ]
├─ 藍牙耳機
├─ 智慧手錶
└─ 鍵盤 / 滑鼠

3️⃣ 架構特性


PAN（Personal Area Network）架構特性

項目 說明
傳輸距離 極短（約 1～10 公尺）
延遲 極低
頻寬 低～中（依技術而定，如 Bluetooth）
管理方式 裝置自行管理，幾乎無集中式控制
安全假設 裝置彼此信任，重點在配對與授權
4️⃣ 系統設計重點

  • 幾乎不考慮路由

  • 重點在 裝置配對、安全認證、功耗

三、LAN 的網路架構（Local Area Network）

1️⃣ 架構定位

LAN 是多數企業系統的核心運作範圍，也是後端工程師最熟悉的環境。

2️⃣ 典型 LAN 架構（分層設計）

[ Client ]
│
[ Switch / Wi-Fi AP ]
│
[ Firewall ]
│
[ Application Server ]
│
[ Database Server ]

3️⃣ 架構特性


LAN（Local Area Network）架構特性

項目 說明
傳輸距離 建築物、辦公室或校園範圍
延遲 低（通常為毫秒等級以下）
頻寬 高（1Gbps / 10Gbps 常見）
管理方式 由組織自行控管（Switch、Firewall、VLAN）
安全邊界 明確（內外網、私有 IP、ACL）
4️⃣ 實務重點

  • 典型三層架構（Client / App / DB）

  • 常見技術：

    • VLAN

    • Internal DNS

    • Private IP

👉 多數 .NET / Java 企業系統預設假設自己跑在 LAN

四、MAN 的網路架構（Metropolitan Area Network）

1️⃣ 架構定位

MAN 是 「多個 LAN 的聚合」，通常由：

  • 電信業

  • 政府

  • 大型學研機構

來維運。

2️⃣ 架構示意

[ LAN - A ] ─┐
├─ [ 都會光纖 / 專線骨幹 ] ─ [ 核心節點 ]
[ LAN - B ] ─┘

3️⃣ 架構特性


MAN（Metropolitan Area Network）架構特性

項目 說明
傳輸距離 城市等級，多個 LAN 互聯
延遲 中（高於 LAN，低於跨國 WAN）
頻寬 高（光纖、專線）
管理方式 集中管理（電信業或大型組織）
成本 高於 LAN，需專線或骨幹建設
4️⃣ 實務觀察

  • 很少單獨稱為 MAN

  • 實務上常說：

    • 「跨區專線」

    • 「電信 MPLS」

五、WAN 的網路架構（Wide Area Network）

1️⃣ 架構定位

WAN 是 不可控、跨組織、跨國 的網路環境。

👉 Internet 本身就是最大型的 WAN。

2️⃣ WAN 架構核心概念

[ Client ]
│
[ ISP ]
│
[ Internet Backbone ]
│
[ ISP ]
│
[ Cloud / Data Center ]

3️⃣ 架構特性


WAN（Wide Area Network）架構特性

項目 說明
傳輸距離 跨城市、跨國，甚至全球
延遲 高且不穩定
頻寬 依線路與網路狀況而異
管理權責 分散（多個 ISP 與網路節點）
安全模型 零信任，需端到端加密（TLS / VPN）
4️⃣ 系統設計重點

  • 必須假設：

    • 封包會遺失

    • 延遲不穩定

    • 節點不可信

  • 因此衍生出：

    • TLS

    • Retry / Timeout

    • Idempotency

六、用一張圖看懂整體網路架構層次

[ PAN ] 裝置層
↓
[ LAN ] 內部系統層
↓
[ MAN ] 組織骨幹層
↓
[ WAN ] 全球互聯層

七、結語：網路範圍其實是在定義「系統假設」

PAN、LAN、MAN、WAN 並不是考試名詞而已，而是：

在告訴你：這個系統「可以相信什麼、不可以相信什麼」。

  • LAN 系統：假設低延遲、高可靠

  • WAN 系統：必須防錯、防重送、防攻擊

理解這個分層，對於：

  • 分散式系統

  • 微服務

  • 區塊鏈與跨鏈架構

都是非常重要的基礎。

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