Introducción a Redes WAN

Una WAN es una red de comunicación de datos que opera más allá del alcance geográfico de una LAN.

Al agregar el acceso WAN, se presentan otros aspectos a tomar en cuenta, como la seguridad de la red y la
administración de las direcciones.

Las WAN se diferencian de las LAN en varios aspectos. Mientras que una LAN conecta computadoras, dispositivos periféricos y otros dispositivos de un solo edificio u de otra área geográfica pequeña, una WAN permite la transmisión de datos a través de distancias geográficas mayores.
Las tres características principales de las WAN son las siguientes:

•  Las WAN generalmente conectan dispositivos que están separados por un área geográfica más extensa que la que puede cubrir una LAN.
  
•  Las WAN utilizan los servicios de operadoras, como empresas proveedoras de servicios de telefonía, empresas proveedoras de servicios de cable, sistemas satelitales y proveedores de servicios de red.
  
•  Las WAN usan conexiones seriales de diversos tipos para brindar acceso al ancho de banda a través de áreas geográficas extensas.

MODELO DE DISEÑO JERARQUICO

El modelo de red jerárquico es una herramienta de alto nivel, útil para diseñar una infraestructura de red confiable. Proporciona una vista modular de una red, lo que simplifica el diseño y la creación de una red que pueda crecer en el futuro.

MODELO DE RED JERARQUICO

El modelo de red jerarquico divide la red en tres capas:

•  Capa de acceso: permite el acceso de los usuarios a los dispositivos de la red. En una red de campus, la capa de 
  acceso generalmente incorpora dispositivos de conmutación de LAN con puertos que proporcionan conectividad a las 
  estaciones de trabajo y a los servidores. En el entorno de la WAN, puede proporcionar a los trabajadores a distancia o a los 
  sitios remotos acceso a la red corporativa a través de la tecnología WAN
  
• Capa de distribución: agrupa los armarios de cableado y utiliza switches para segmentar grupos de trabajo y aislar 
  los problemas de la red en un entorno de campus. De manera similar, la capa de distribución agrupa las conexiones WAN 
  en el extremo del campus y proporciona conectividad basada en políticas.
  
•  Capa núcleo (también conocida como backbone): enlace troncal de alta velocidad que está diseñado para 
  conmutar paquetes tan rápido como sea posible. Como el núcleo es fundamental para la conectividad, debe proporcionar un 
  alto nivel de disponibilidad y adaptarse a los cambios con rapidez. También proporciona escalabilidad y convergencia rápida.

PROTOCOLOS DE ENLACE WAN

Los protocolos de enlace de datos WAN más comunes son:

• HDLC
• PPP
• Frame Relay
• ATM

ENCAPSULACIÓN WAN

Los datos de la capa de red se envían a la capa de enlace de datos para ser transmitidos a través de un enlace físico que normalmente es de punto a punto sobre una conexión WAN. La capa de enlace de datos crea una trama alrededor de los datos de la capa de red, de modo que se apliquen los controles y verificaciones necesarias. Cada tipo de conexión WAN utiliza un protocolo de Capa 2 para encapsular un paquete mientras atraviesa el enlace WAN.

CONCEPTOS DE CONMUTACIÓN WAN

Conmutación de circuitos: A diferencia de la conmutación de circuitos, la conmutación de paquetes divide los datos del tráfico en paquetes que se envían a través de una red compartid. Los switches de una red conmutada por paquetes determinan el siguiente enlace por donde se debe enviar el paquete en función de la información de direccionamiento de cada paquete. Hay dos maneras de determinar este enlace: sin conexión u orientada a conexión.
Los sistemas sin conexión, tal como Internet, transmiten toda la información de direccionamiento en cada paquete
Los sistemas orientados a conexión predeterminan la ruta del paquete y cada paquete sólo necesita llevar un identificador
Circuitos virtuales: Las redes conmutadas por paquetes pueden establecer rutas a través de los switches para realizar conexiones particulares de extremo a extremo. Estas rutas se denominan circuitos virtuales. Un VC es un circuito lógico creado dentro de una red compartida entre dos dispositivos de red. Existen dos tipos de VC

Circuito virtual permanente (PVC, Permanent Virtual Circuit): un circuito virtual establecido de forma permanente que consta de un modo (transferencia de datos). Los PVC se utilizan cuando la transferencia de datos entre dispositivos es constante

Circuito virtual conmutado (SVC, Switched Virtual Circuit): son circuitos virtuales que se establecen dinámicamente a pedido y que se terminan cuando se completa la transmisión. La comunicación a través de un SVC consta de tres fases: establecimiento del circuito, transferencia de datos y terminación del circuito.

OPCIONES DE CONEXIÓN DE ENLACE WAN

Opciones de conexión de WAN privadas: Las conexiones WAN privadas incluyen opciones de enlaces de comunicación dedicados y conmutados.
Enlaces de comunicación dedicados: Cuando se requieren conexiones dedicadas permanentes, se utilizan líneas punto a punto con diversas capacidades que tienen solamente las limitaciones de las instalaciones físicas subyacentes y la disposición de los usuarios de pagar por estas líneas dedicadas

Enlaces de comunicación conmutados: Los enlaces de comunicación conmutados pueden ser por conmutación de circuitos o conmutación de paquetes.
Enlaces de comunicación por conmutación de circuitos: la conmutación de circuitos establece dinámicamente una conexión virtual dedicada para voz o datos entre el emisor y el receptor. Antes de que comience la conmutación, es necesario establecer la conexión a través de la red del proveedor de servicios.
Enlaces de comunicación por conmutación de paquetes: muchos usuarios WAN no utilizan de manera eficiente el ancho de banda fijo que está disponible para los circuitos dedicados, conmutados o permanentes porque el flujo de datos fluctúa. Los proveedores de comunicaciones cuentan con redes de datos disponibles para brindar un mejor servicio a estos usuarios.
Opciones de conexión WAN públicas: Las conexiones públicas utilizan la infraestructura global de Internet. Hasta hace poco, Internet no era una opción viable de sistema de redes para muchas empresas debido a los importantes riesgos de seguridad y la falta de garantías de rendimiento adecuadas en una conexión de extremo a extremo a través de Internet

OPCIÓN DE CONEXIÓN POR CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS

Conexión telefónica analógica: Este tema describe las ventajas y las desventajas del uso de opciones de conexión telefónica analógica e identifica los tipos de situaciones empresariales que se benefician más con este tipo de opción.

Red digital de servicios integrados: La red digital de servicios integrados es una tecnología de conmutación de circuitos que permite al bucle local de una PSTN transportar señales digitales, lo que da como resultado una mayor capacidad de conexiones conmutadas. Existen dos tipos de interfaces ISDN:

La ISDN de interfaz de acceso básico (BRI, Basic Rate Interface) está destinada al uso doméstico y para las pequeñas empresas, y provee dos canales B de 64 kbps y un canal D de 16 kbps.

La ISDN de interfaz de acceso principal (PRI, Primary Rate Interface) también está disponible para instalaciones más grandes. La PRI ofrece 23 canales B de 64 kbps y un canal D de 64 kbps en América del Norte, lo que da un total de velocidad de transmisión de hasta 1.544 Mbps

OPCIONES DE CONEXIÓN POR CONMUTACIÓN DE PAQUETES

Tecnologías WAN comunes por conmutación de paquetes: Las tecnologías WAN de conmutación de paquetes más comunes utilizadas en las redes WAN empresariales de la actualidad incluyen Frame Relay, ATM y X.25 heredado

X.25: X.25 es un protocolo de capa de red heredado que proporciona una dirección de red a los suscriptores. Los circuitos virtuales se establecen a través de la red con paquetes de petición de llamadas a la dirección destino.

Frame Relay: El más importante es que es un protocolo mucho más sencillo que funciona a nivel de la capa de enlace de datos y no en la capa de red. Frame Relay no realiza ningún control de errores o flujo. Frame Relay ofrece velocidades de datos de hasta 4 Mbps y hay proveedores que ofrecen velocidades aún mayores. Frame Relay ofrece una conectividad permanente, compartida, de ancho de banda mediano, que envía tanto tráfico de voz como de datos

ATM: Modo de transferencia asíncrona (ATM, Asynchronous Transfer Mode) es capaz de transferir voz, video y datos a través de redes privadas y públicas. Tiene una arquitectura basada en celdas, en lugar de tramas. Las celdas ATM tienen siempre una longitud fija de 53 bytes. ATM fue diseñado para ser extremadamente escalable y soporta velocidades de enlace desde T1/E1 hasta OC-12 (622 Mbps) y superiores.

OPCIONES DE CONEXIÓN POR INTERNET

Servicios de banda ancha: Las opciones de conexión de banda ancha normalmente se utilizan para conectar empleados que trabajan a distancia con el sitio corporativo a través de Internet. Estas opciones incluyen cable, DSL e inalámbrica.

DSL: La tecnología DSL es una tecnología de conexión permanente que utiliza líneas telefónicas de par trenzado existentes para transportar datos de alto ancho de banda y brindar servicios IP a los suscriptores.

Módem por cable: El cable coaxial es muy usado en áreas urbanas para distribuir las señales de televisión. El acceso a la red está disponible desde algunas redes de televisión por cable.

Acceso inalámbrico de banda ancha:

La tecnología inalámbrica utiliza el espectro de radiofrecuencia sin licencia para enviar y recibir datos. El espectro sin licencia está disponible para todos quienes posean un router inalámbrico y tecnología inalámbrica en el dispositivo que estén utilizando. La tecnología inalámbrica de banda ancha están cambiando esta situación:
WiFi municipal: muchas ciudades han comenzado a establecer redes inalámbricas municipales. Algunas de estas redes proporcionan acceso a Internet de alta velocidad de manera gratuita o por un precio marcadamente menor que el de otros servicios de banda ancha.
WiMAX: la interoperabilidad mundial para el acceso por microondas (WiMAX, Worldwide Interoperability for Microwave Access) es una nueva tecnología que se está comenzado a utilizar. Se describe en el estándar 802.16 del IEEE (Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica). WiMAX proporciona un servicio de banda ancha de alta velocidad con acceso inalámbrico y brinda una amplia cobertura como una red de telefonía celular en lugar de hacerlo a través de puntos de conexión WiFi pequeños.

Internet satelital: normalmente es utilizada por usuarios rurales que no tienen acceso a los servicios de cable y DSL. Una antena satelital proporciona comunicaciones de datos de dos vías (carga y descarga). La velocidad de carga es de aproximadamente la décima parte de la velocidad de descarga de 500 kbps.

Tecnología VPN: Una VPN es una conexión encriptada entre redes privadas a través de una red pública como Internet. En lugar de utilizar una conexión de Capa 2 dedicada, como una línea arrendada, las VPN utilizan conexiones virtuales denominadas túneles VPN que se enrutan a través de Internet desde una red privada de la empresa al sitio remoto o host del empleado.

Tipos de acceso VPN:

VPN de sitio a sitio: estas VPN conectan redes enteras entre sí; por ejemplo, pueden conectar la red de una sucursal con la red de la sede principal de la empresa, como se muestra en la imagen. Cada sitio cuenta con un gateway de la VPN, como un router, un firewall, un concentrador de VPN o un dispositivo de seguridad.

VPN de acceso remoto: las VPN de acceso remoto permiten a hosts individuales, como trabajadores a distancia, usuarios móviles y consumidores de Extranet, tener acceso a la red empresarial de manera segura a través de Internet. Normalmente, cada host tiene instalado el software cliente de VPN o utiliza un cliente basado en la Web.

Metro Ethernet: Metro Ethernet es una tecnología de red que está avanzando con rapidez y que lleva Ethernet a las redes públicas mantenidas por empresas de telecomunicaciones. Los beneficios de Metro Ethernet incluyen los siguientes:

Reducción de gastos y administración: Metro Ethernet proporciona una red conmutada de Capa 2 de ancho de banda elevado que puede administrar datos, voz y video en la misma infraestructura.

Integración sencilla con redes existentes: Metro Ethernet se conecta fácilmente con las LAN de Ethernet existentes, lo que reduce los costos y el tiempo de instalación.

Mayor productividad empresarial: Metro Ethernet permite a las empresas aprovechar aplicaciones IP que mejoran la productividad y que son difíciles de implementar en redes TDM o Frame Relay, como comunicaciones IP por host, VoIP, streaming video y broadcast video