Conceptos generales de tecnologías WAN

DESCRIPCIÓN GENERAL DE TECNOLOGÍAS WAN

 

Las WAN son propiedad del proveedor de servicios que sirven para interconectar entre LAN de las empresas a LAN remotas de sucursales y para empleados ubicados a distancia.

Los proveedores de servicios incluyen empresas que prestan servicios como la red telefónica, de cable o satelital cuyo objetivo es transportar datos, voz y vídeo.

En cuanto a las LAN privadas son propiedad de una organización

y se usan para conectar ordenadores, dispositivos locales en un solo edificio u otra área pequeña.

 

 

A lo largo del tiempo las empresas van creciendo y para ello necesitan poder conectarse a una sucursal o con otra empresa de otro país compartiendo datos con el sitio central, como, por ejemplo, clientes conectándose con los bancos, con las tiendas, etc. También para estudiantes que acceden a bibliotecas de otro país y del mundo.

 

Topologías WAN

Las más comunes son:

Punto a punto: Se conecta entre dos terminales enviándose paquetes de un sitio a otro y viceversa siendo transparente para la red del cliente como si hubiese un enlace físico directo entre dos terminales.

De estrella: Es una opción menos costosa de topología punto a multipunto en vez de un circuito punto a punto el cual requiere varios routers con tarjetas de interfaz WAN.

En esta topología una interfaz a hub puede ser compartida por todos los circuitos de radio, por ejemplo, un router concentrador conectado a los 3 routers radiales a través de una nube WAN.

Malla completa

Una de las desventajas de esta topología es que la comunicación debe pasar a través del hub.

En esta topología hay gran cantidad de circuitos virtuales que se deben configurar y mantener.

 

Topología de seguridad preventiva doble

Esta topología da redundancia en el que se muestran dos routers concentradores conectados en redundancia a tres routers radiales a través de una nube WAN, la desventaja es que son más costosas de implementar este tipo de topologías de ubicación simple porque requieren hardware de red como routers y switches adicionales.

Este tipo de topología son más difíciles a la hora de implementar porque requieren configuraciones adicionales y complejas.

La ventaja es que ofrece redundancia de red, equilibrio de carga, computación/proceso distribuído mejorados y capacidad de implementar conexiones del proveedor de servicio de respaldo.

Evolución de redes

La organización que crece con el paso del tiempo, depende de varios factores como el tipo de producto/servicios que vende la empresa, el clima económico del país en el que opera la empresa, etc.

En tiempos de economía lenta, las empresas se centran en aumentar su rentabilidad por medio de mejorar la eficacia de operaciones existentes, aumentar la productividad de empleados y reducir costos operativos.

Administrar redes puede presentar gastos de instalación y funcionamiento significativos.

Las empresas que esperan que las redes funcionen correctamente justifican un gasto muy grande a la hora de ofrecer gran variedad de servicios y aplicaciones que respalden la productividad y rentabilidad.

Un ejemplo es de una empresa ficticia llamada SPAN Ingeniería que los requisitos de red de SPAN crezcan a medida que se convierta en una empresa global.

Oficina pequeña

SPAN Ingeniería convirtió residuos domésticos en electricidad y trabaja en un pequeño proyecto piloto para el gobierno municipal en su área local.

Cuándo creció contrató a 15 empleados.

Una vez que el proyecto piloto demuestra la viabilidad del proceso los contratos se obtienen a gran escala que es lo que está trabajando la administración de SPAN Ingeniería en el que debe administrar los costos con cuidado.

Al ser una oficina pequeña, SPAN Ingeniería usa su LAN para compartir recursos entre hosts y periféricos como impresoras, máquinas de fax, etc.

Al ser pocos empleados no hay problema con el ancho de banda porque hay suficiente para todos en el que usan un servicio DSL para empresas cuyo proveedor de servicios suministra servicios de telefonía local, ya que no puede costear personal interno de TI, sino que usa servicios de soporte del proveedor de DSL.

 Red de campus

Tras 5 años, esta empresa creció rápidamente después de la implementación de la primera planta piloto que se contrató para que diseñara una conversión de residuos a gran escala y también tuvo otros proyectos en municipalidades vecinas y en otras partes del país.

Para manejar la carga de trabajo adicional, contrató a más empleados y alquiló más espacio de oficina.

Para satisfacer necesidades cada vez más grandes, se mudó a varios pisos de un edificio de oficinas más grande.

A medida que la empresa se expandió, la red también creció. En lugar de una única LAN pequeña, la red ahora consta de varias subredes, cada una destinada a un departamento diferente.

Por ejemplo, todo el personal de ingeniería está en una LAN, mientras que los de marketing está en otra LAN diferente. Estas LAN se unen para crear una red empresarial, o campus, que abarca varios pisos del edificio.

Ahora, la empresa cuenta con personal interno de TI para dar soporte y mantenimiento a la red. La red incluye servidores dedicados para correo electrónico, transferencia de datos y almacenamiento de archivos, así como aplicaciones y herramientas de productividad basadas en Web.

Además, la empresa tiene una intranet para proporcionar documentos e información internos a los empleados, mientras que una extranet proporciona información de proyectos a los clientes designados.

Redes de sucursales

La empresa tuvo gran éxito en los 6 años siguientes que la demanda de sus servicios aumentó.

Por tanto, hay nuevos proyectos en el que abrió pequeñas sucursales cercanas a los sitios de proyectos.

Esta situación presenta nuevos desafíos para el equipo de TI.

Para administrar la información y servicios en toda la empresa, SPAN Ingeniería cuenta ahora con un centro de datos, que aloja servidores y bases de datos de la empresa. Para asegurar que todas las partes de la empresa puedan acceder a los mismos servicios y las mismas aplicaciones independientemente de la ubicación de las oficinas, la empresa ahora debe implementar una WAN.

Para las sucursales que están en ciudades cercanas, la empresa decide usar líneas privadas dedicadas a través de su proveedor de servicios local. Sin embargo, para las oficinas ubicadas en otros países, Internet es una opción de conexión WAN atractiva.

Red distribuida

Ahora, SPAN Ingeniería tiene 20 años de operación y cuenta con miles de empleados distribuidos en oficinas en todo el mundo.

La empresa busca proporcionar a sus empleados los mejores servicios de red con el menor costo posible optimizados que

Permitirían a cada empleado trabajar con un porcentaje de eficiencia elevado.

Para aumentar la rentabilidad, SPAN Ingeniería debe reducir sus gastos de operación en el que reubicó algunas de sus oficinas en áreas menos costosas y también promover el trabajo a distancia y los equipos de trabajo virtuales. Para aumentar la productividad y reducir los costos, se usan aplicaciones basadas en Web, que incluyen conferencias web, aprendizaje electrónico y herramientas de colaboración en línea.

Las (VPN) de sitio a sitio y de acceso remoto permiten que la empresa use Internet para conectarse de manera fácil y segura con l empleados e instalaciones en todo el mundo. Para cumplir con estos requisitos, la red debe dar servicios convergentes y la conectividad WAN de Internet segura necesarios para las personas y las oficinas y remotas.

WAN en el modelo OSI

Las WAN se centran en la capa 1/física y en la capa 2/enlace de datos en el que requisitos son asignar direcciones físicas, controlar el flujo y encapsular.

Hay varias autoridades como la TIA/EIA, ISO E IEEE.

Los protocolos de capa 1 describen la forma de dar conexiones eléctricas, mecánicas, etc.

Los de capa 2 definen la forma de encapsular datos para transmitir a un sitio remoto, como mecanismos para transferir tramas.

Hay más protocolos como el PPP (protocolo punto a punto), Frame Relay y ATM. Algunos de estos usan el protocolo HDLC (control de enlace de datos de alto nivel).

La mayoría de enlaces WAN son punto a punto cuyo motivo no se usa el campo de dirección ce la trama de capa 2.

Terminología común de WAN

La diferencia entre WAN y LAN, WAN usa enlaces de datos dados por servicios de la empresa para acceder a internet y conectar distintos sitios de otras organizaciones, servicios externos y usarios remotos.

Las conexiones WAN son:

Equipo de las instalaciones del cliente (CPE): dispositivos ubicados en el perímetro empresarial que se conectan a un enlace de una prestadora de servicios. El suscriptor es dueño del CPE o lo alquila al proveedor de servicios.

Equipo de comunicación de datos (DCE): consta de dispositivos que colocan datos en el bucle local.

Proporciona una interfaz para conectar a los suscriptores a un enlace de comunicación en la nube WAN.

Equipo terminal de datos (DTE): se conecta al bucle local a través del DCE.

Dispositivos del cliente transmiten datos desde un equipo host o la red de un cliente para la transmisión a través de la WAN.

Punto de demarcación: Caja de conexiones del cableado, ubicada en instalaciones del cliente, que conecta los cables del CPE al bucle local. También es un punto establecido en un edificio para separar el equipo del cliente del equipo del proveedor de servicios.

Cuando surgen problemas, es necesario determinar si el usuario o el proveedor de servicios es responsable de resolucionar/reparar.

Bucle local: cable de cobre o fibra que conecta el CPE a la CO (oficina central) del proveedor de servicios. A veces, el bucle local también se denomina “última milla”.

Oficina central (CO): la instalación o el edificio del proveedor de servicios local que conecta el CPE a la red del proveedor.

Red interurbana: consta de líneas de comunicación, switches, routers y otros equipos digitales, de largo alcance y de fibra óptica dentro de la red del proveedor de servicios WAN.

Dispositivos WAN

Módem de Internet por acceso telefónico: Un módem de banda de voz convierte (es decir, modula) las señales digitales producidas por una computadora en frecuencias de voz que luego se transmiten a través de líneas analógicas de la red de telefonía pública.

En el otro lado de la conexión, otro módem convierte nuevamente los sonidos en una señal digital (es decir, los demodula) como entrada para una computadora o una conexión de red.

Servidor de acceso: Controla y coordina el módem de Internet por acceso telefónico, y las comunicaciones de los usuarios de entrada y salida telefónica.

También puede tener una combinación de interfaces analógicas y digitales y admitir cientos de usuarios simultáneos.

Módem de banda ancha: Se utiliza con servicio de Internet por DSL o por cable de alta velocidad. Ambos funcionan de manera similar al módem de banda de voz, pero usan mayores velocidades de transmisión y frecuencias de banda ancha.

CSU/DSU: Es requerida para líneas arrendadas/alquiladas. Puede ser un dispositivo separado, como un módem, o puede ser una interfaz en un router.

La CSU proporciona terminación de la señal digital y asegura la integridad de la conexión mediante la corrección de errores y el monitoreo de la línea.

La DSU convierte las tramas de línea en tramas que la LAN puede interpretar y viceversa.

Switch WAN: un dispositivo de internetworking de varios puertos usado en redes de proveedores de servicios.

Estos dispositivos conmutan el tráfico, como la retransmisión de tramas (Frame Relay) o ATM, y operan en la capa 2.

Router: Proporciona internetworking y puertos de interfaz de acceso WAN que se usan para conectarse a la red del proveedor de servicios.

Estas interfaces pueden ser conexiones seriales, Ethernet u otras interfaces WAN. Con algunos tipos de interfaces WAN, se requiere un dispositivo externo, como una DSU/CSU o un módem (analógico, por cable o DSL) para conectar el router al proveedor de servicios local.

Router principal/switch multicapa: Reside en el centro o en el backbone de la WAN, en lugar de en la periferia.

Para desempeñar esta función, un router o switch multicapa debe poder admitir varias interfaces de telecomunicaciones con la mayor velocidad usada en el núcleo de la WAN. También debe poder reenviar paquetes IP a máxima velocidad en todas esas interfaces. El router o switch multicapa también debe admitir los protocolos de routing que se utilizan en el núcleo.

Conmutación por circuitos

Establece una conexión virtual dedicada para voz o datos entre un emisor y un receptor en forma dinámica. Antes de que la comunicación pueda comenzar, es necesario establecer la conexión a través de la red del proveedor de servicios.

Ejemplo, un suscriptor hace una llamada telefónica, el número marcado se usa para establecer los switches en los intercambios a lo largo de la ruta de la llamada, de modo que haya un circuito continuo desde el origen hasta el destinatario de la llamada.

Si el circuito transporta datos informáticos, es posible que el uso de esta capacidad fija no sea eficaz. Por ejemplo, si el circuito se utiliza para acceder a Internet, se produce una ráfaga de actividad en el circuito cuando se transfiere una página web.

Los dos tipos más comunes de tecnologías WAN de conmutación de circuitos son PSTN (red pública de telefonía de conmutación) e ISDN (red digital de servicios integrados).

Conmutación de paquetes

Divide los datos en tráfico en paquetes que se enrutan a través de una red compartida.

No requieren que se establezca un circuito y permiten que muchos pares de nodos se comuniquen a través del mismo canal.

Enfoques

Sistemas sin conexión: se transporta toda la información de direccionamiento en cada paquete en el que cada switch evalua la dirección para determinar adónde enviar el paquete. Un ejemplo de sistema sin conexión es Internet.

Sistemas orientados a la conexión: la red predetermina la ruta para un paquete, y cada paquete solo tiene que transportar un identificador.

El switch determina la ruta siguiente al buscar el identificador en las tablas almacenadas en la memoria. El conjunto de entradas en las tablas identifica una ruta o un circuito particular a través del sistema.

Cuándo un circuito se establece en forma temporal mientras un paquete viaja a través de él y luego se divide nuevamente, se lo denomina “circuito virtual” (VC).

En el caso de Frame Relay, los identificadores utilizados se denominan “identificadores de conexión de enlace de datos” (DLCI).

Cuándo usuarios comparten los enlaces internos entre los switches, el costo del switching de paquetes es inferior al del switching de circuitos.

Sin embargo, latencia y vibración son mayores en redes de conmutación de paquetes que en redes de conmutación de circuitos.

Esto se debe a que se comparten los enlaces, y los paquetes se deben recibir por completo en un switch antes de pasar al siguiente.

A pesar de la latencia y la vibración inherentes en redes compartidas, la tecnología moderna permite el transporte satisfactorio de comunicaciones de voz y video en estas redes.

Autor/a: Víctor López Macías

Curso: Cisco CCNA Routing and Switching

Centro: Tajamar

Año académico: 2017-2018