Acceso a la WAN: Introducción a las redes WAN

Acceso a la WAN: “Introducción a alas redes WAN” Francesc Pérez Fdez.

1. Introducción a las redes WAN

Una WAN es una red de comunicación de datos en serie que opera más allá del alcance geográfico de una LAN. La empresa debe suscribirse a un proveedor de servicios WAN; como proveedores de servicios de telefonía, proveedores de servicios de cable, sistemas satelitales y proveedores de servicios de red, para poder conectar sedes remotas. Las LAN normalmente son propiedad de la empresa o de la organización que las utiliza.

Internet se está utilizando cada vez más como una alternativa económica al uso de una WAN empresarial para algunas aplicaciones. Hay nuevas tecnologías disponibles para las empresas que proporcionan seguridad y privacidad para las comunicaciones y las transacciones a través de Internet.

Cisco ha desarrollado una arquitectura recomendada que se denomina Arquitectura empresarial de Cisco y que tiene trascendencia en las diferentes etapas de crecimiento de una empresa. La arquitectura empresarial de Cisco está compuesta por módulos que representan vistas específicas que se centran en cada lugar de la red.



Las operaciones de una WAN se centran principalmente en las Capas 1 y 2. La definición y la administración de los estándares de acceso WAN están a cargo de varias autoridades reconocidas,

entre ellas la Organización Internacional de Normalización (OIE ), la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA,Telecommunications Industry Association) y la Asociación de Industrias

Electrónicas (EIA, Electronic Industries Alliance).



La imagen muestra la terminología utilizada comúnmente para describir las conexiones físicas de la WAN.


2. Estándares de la capa física WAN

Las WAN utilizan numerosos tipos de dispositivos que son específicos para los entornos WAN.



Los protocolos de la capa física de las WAN describen cómo proporcionar conexiones eléctricas, mecánicas, operativas y funcionales para los servicios WAN. La capa física de la WAN también

describe la interfaz entre el DTE y el DCE. La selección del protocoloestá determinada en mayor medida por el método de comunicación del proveedor deservicios.



Conectores


3. Estándares de la capa de enlace de datos WAN

Definen cómo se encapsulan los datos para su transmisión a lugares remotos, así como también los mecanismos de transferencia de las tramas resultantes. Se utiliza una variedad de tecnologías diferentes, como ISDN, Frame Relay o ATM. Muchos de estos protocolos utilizan los mismos mecanismos básicos de entramado, HDLC. ATM se diferencia de los demás porque utiliza celdas pequeñas de un tamaño fijo de 53 bytes (48 bytes para datos), mientras que las demás tecnologías de conmutación de paquetes utilizan paquetes de tamaño variable.

Otro protocolo de capa de enlace de datos es el protocolo de conmutación de etiquetas multiprotocolos (MPLS, Multiprotocol Label Switching). Puede operar a través de cualquier infraestructura existente, por ejemplo IP, Frame Relay, ATM o Ethernet. Se sitúa entre la Capa 2 y la Capa 3 y, a veces, se denomina protocolo de Capa 2.5.


3. Estándares de la capa de enlace de datos WAN

Para asegurarse de que se esté utilizando el protocolo de encapsulación correcto, se debe configurar el tipo de encapsulación de Capa 2 utilizado en cada interfaz serial del router. El protocolo de encapsulación que se debe usar depende de la tecnología WAN y del equipo. HDLC fue propuesto

en 1979 y, por este motivo, la mayoría de los protocolos de entramado que se desarrollaron después se basan en él.


4. Conmutación WAN

Las redes de conmutación de circuitos son las que establecen un circuito (o canal) dedicado entre los nodos y las terminales antes de que los usuarios puedan comunicarse. La red telefónica conmutada

es un ejemplo. Varias conversaciones comparten la ruta interna que sigue el circuito entre los intercambios. La multiplexación por división temporal (TDM, Time Division Multiplexing) asigna a cada

conversación una parte de la conexión por turno. Si los módems reemplazan a los teléfonos, entonces el circuito conmutado puede transportar datos de computadora. PSTN e ISDN son dos tipos de tecnología de conmutación de circuitos que pueden utilizarse para implementar una WAN en un contexto empresarial. En general se considera una forma cara de transferir datos.


4. Conmutación WAN

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 compartida. Las redes de conmutación de paquetes no requieren que se establezca un circuito y permiten que muchos pares de nodos se comuniquen a través del mismo canal.

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 aconexión: Los sistemas sin conexión, tal como Internet, transmiten toda la información de direccionamiento

en cada paquete. Cada switch debe evaluar la dirección para determinar a dónde enviar el paquete. Los sistemas orientados a conexión predeterminan la ruta del paquete y cada paquete sólo

necesita llevar un identificador. En el caso de Frame Relay, estos se denominan identificadores de control de enlace de datos (DLCI, Data Link Control Identifiers).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: permanentes y conmutados

Como los enlaces internos entre los switches se comparten entre varios usuarios, los costos de la conmutación de paquetes son más bajos que aquéllos de conmutación de circuitos. Los retardos

(latencia) y la variación en los retardos (fluctuación de fase) son mayores en las redes conmutadas por paquetes que en las conmutadas por circuitos. A pesar de la latencia y a las fluctuaciones de fase

inherentes a las redes compartidas, la tecnología moderna permite el transporte satisfactorio de las comunicaciones de voz y hasta video por estas redes.


5. Opciones de conexión WAN



Líneas arrendadas: cuando se necesitan conexiones dedicadas permanentes, se utiliza un enlace

punto a punto para proporcionar rutas de comunicación WAN preestablecidas desde las instalaciones

del cliente a través de la red del proveedor hasta un destino remoto.



El costo de las soluciones de línea dedicada puede tornarse considerable cuando se utilizan para conectar varios sitios separados por distancias mayores. La capacidad dedicada elimina la latencia o

las fluctuaciones de fase entre los extremos. La disponibilidad constante es esencial para algunas aplicaciones, como es el caso de VoIP o video sobre IP.



Conexión analógica telefónica: cuando se necesitan transferencias de datos de bajo volumen e intermitentes, los módems y las líneas telefónicas analógicas ofrecen conexiones conmutadas

dedicadas y de baja capacidad. La telefonía tradicional utiliza un cable de cobre llamado bucle local para conectar el equipo telefónico que se encuentra en las instalaciones del suscriptor a la CO. La señal que circula por el bucle local durante una llamada es una señal electrónica que varía continuamente y que es una traducción de la voz del suscriptor, analógica. Los bucles tradicionales locales pueden transportar datos informáticos binarios a través de la red telefónica de voz mediante un módem. Las características físicas del bucle local y su conexión a la PSTN limitan la velocidad de la señal a menos de 56 kbps. Las ventajas del módem y las líneas analógicas son la simplicidad, la disponibilidad y el bajo costo de implementación. Las desventajas son la baja velocidad en la transmisión de datos y el tiempo de conexión relativamente largo. Los circuitos dedicados tienen poco retardo o fluctuación de fase para el tráfico punto a punto, pero el tráfico de voz o video no funciona de forma adecuada a estas bajas velocidades de bits.



Red Digital de Servicios Integrados: es una tecnología de conmutación de circuitos quepermite al bucle local de una PSTN transportar señales digitales, lo que da como resultado una mayor capacidad de conexiones conmutadas. La ISDN cambia las conexiones internas de la PSTN de señales portadoras analógicas a señales digitales de multiplexación por división temporal (TDM).



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. Un número de canal identifica la SVC resultante. Los paquetes de datos rotulados con el número del canal se envían a la dirección correspondiente. Varios canales pueden estar activos en una sola conexión. Las aplicaciones típicas de X.25 son los lectores de tarjeta de punto de venta. Las velocidades de los enlaces X.25 varían de 2400 bps a 2 Mbps.

Frame Relay: Frame Relay se diferencia de X.25 en varios aspectos. 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. Los VC de Frame Relay se identifican de manera única con un DLCI, lo que garantiza una comunicación bidireccional de un dispositivo DTE al otro. La mayoría de las conexiones de Frame Relay son PVC y no SVC.

ATM: capaz de transferir voz, video y datos a través de redes privadas y públicas. Las celdas ATM tienen siempre una longitud fija de 53 bytes. La celda ATM contiene un encabezado ATM de 5 bytes seguido de 48 bytes de contenido ATM. oporta velocidades de enlace desde T1/E1 hasta OC-12 (622 Mbps) y superiores. ATM ofrece tanto los PVC como los SVC, aunque los PVC son más comunes en las WAN.



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. Un módem DSL convierte una señal Ethernet proveniente del dispositivo del usuario en una señal DSL que se transmite a la oficina central. Las líneas del suscriptor DSL múltiples se pueden multiplexar a un único enlace de alta capacidad con un multiplexor de acceso DSL (DSLAM) en el sitio del proveedor. Los DSLAM incorporan la tecnología TDM para agrupar muchas líneas del suscriptor en un único medio, en general una conexión T3 (DS3). Las tecnologías DSL actuales utilizan técnicas de

codificación y modulación sofisticadas para lograr velocidades de transmisión de datos de hasta 8.192 Mbps.



Cable: 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. Esto permite que haya un mayor ancho de banda que con el bucle local de teléfono. Los suscriptores de módem por cable deben utilizar el ISP correspondiente al proveedor de servicio. Todos los suscriptores locales comparten el mismo ancho de banda del cable. A medida que más usuarios contratan el servicio, el ancho de banda disponible puede caer por debajo de la velocidad esperada.



Acceso inalámbrico: 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: WiFi municipal: 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. WiMAX funciona de manera similar a WiFi, pero a velocidades más elevadas, a través de distancias más extensas y para una mayor cantidad de usuarios.

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. Las conexiones DSL y por cable tienen velocidades de descarga mayores, pero los sistemas satelitales son unas 10 veces más rápidos que un módem analógico.



VPN: es una conexión encriptada entre redes privadas a través de una red pública como Internet. Beneficios de la VPN: ahorro de costos, seguridad (encriptación, integridad y autenticación),

escalabilidad y compatibilidad con tecnología de banda ancha. Existen dos tipos de VP: acceso remoto y sitio a sitio.

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