Redes de Área Local (LAN)

Redes de Área Metropolitana (MAN)

Redes de Área Extensa (WAN)

REDES DE AREA EXTENSA

Definición

Una Red de Area Extensa (WAN) es una red que ofrece servicios de transporte de información entre zonas geográficamente distantes. Es el método más efectivo de transmisión de información entre edificios o departamentos distantes entre sí. Esta forma de comunicación aporta, como nota diferencial respecto a las Redes de Area Local (RAL) o las Redes de Area Metropolitana (MAN), que el ámbito geográfico que puede cubrir es considerablemente más amplio.
La tecnología WAN ha evolucionado espectacularmente en los últimos años, especialmente a medida que las administraciones públicas de telecomunicaciones han reemplazado sus viejas redes de cobre con redes más rápidas y fiables de fibra óptica, dado que las redes públicas de datos son el soporte principal para construir una WAN.
Cuando una organización se plantea el uso de una Red de Area Extensa, persigue una serie de objetivos:

• Servicios integrados a la medida de sus necesidades (integración de voz, datos e imagen, servicios de valor añadido...).
• Integración virtual de todos los entornos y dependencias, sin importar donde se encuentren geográficamente situados.
• Optimización de los costes de los servicios de telecomunicación.
• Flexibilidad en cuanto a disponibilidad de herramientas y métodos de explotación que le permitan ajustar la configuración de la red, así como variar el perfil y administración de sus servicios.
• Mínimo coste de la inversión en equipos, servicios y gestión de la red.
• Alta disponibilidad y calidad de la red soporte de los servicios.
• Garantía de evolución tecnológica.

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Componentes

Equipos de interconexión: Proporcionan el establecimiento de comunicaciones entre redes geográficamente dispersas creando un entorno de red de área extensa. Las funciones básicas de dichos equipos son:

• Extensión de la red.
• Definición de segmentos dentro de una red.
• Separación de una red de otra.

Estos elementos pueden ser: repetidores, bridges, routers, gateways o switches.
Infraestructura de red: Es el elemento soporte que hace posible que se pueda crear una WAN. La constitución de este tipo de redes se puede soportar mediante uso de las redes públicas de datos o enlaces privados bien alquilados o en propiedad.
Técnicas de interconexión: Son las diversas tecnologías utilizadas para transportar, encaminar, controlar y gestionar la transferencia de información a través de una WAN. Abarcan normalmente los niveles 2 y 3 del modelo de referencia OSI (Enlace y Red).
Las características principales de una WAN se describen en los siguientes puntos:

• Técnica de Conmutación: Una red consiste en una serie de nodos (nodos de conmutación) conectados entre sí por circuitos. Cada nodo se puede considerar como un conmutador que traspasa información de un circuito de entrada a un circuito de salida.
  Se pueden utilizar dos técnicas de conmutación:
  • Conmutación de circuitos (circuit switching)
    Definición ISO:
    "Es el procedimiento que enlaza a voluntad dos o más equipos terminales de datos y que permite la utilización exclusiva de un circuito de datos durante la comunicación."
    El principio de funcionamiento es establecer un circuito para la comunicación entre los puntos que se desea intercambio de información. Este canal físico existe durante el diálogo entre ambos nodos, permaneciendo después en el caso de líneas dedicadas o desapareciendo en el caso de utilizar una red conmutada.
    El establecimiento de una conexión a través de una red telefónica conmutada se basa en el principio de conmutación de circuitos.
  • Conmutación de paquetes (packet switching)
    Definición ISO:
    "Procedimiento de transferencia de datos mediante paquetes provistos de direcciones, en el que la vía de comunicación se ocupa solamente durante el tiempo de transmisión de un paquete, quedando a continuación la vía disponible para la transmisión de otros paquetes".
    En este tipo de sistemas, una comunicación entre dos equipos terminales de datos consiste en el intercambio de paquetes, los cuales viajan por la red a la que se le denominará también "de transporte de paquetes" a través de un canal lógico, realizado utilizando medios físicos compartidos con otras comunicaciones. Una red de transporte de paquetes está constituida básicamente por un conjunto de líneas de transmisión que enlazan un conjunto de nodos o centros de conmutación de paquetes. El nodo de interconexión está constituido por un ordenador, el cual recibe informaciones a través de los caminos que a él llegan, las almacena, determina el nuevo camino que debe seguir para llegar a su destino y las retransmite.
    En el funcionamiento de un nodo de interconexión se materializan dos conceptos:
    • Almacenamiento y retransmisión (store and forward).
      Hace referencia al sistema de establecer un camino lógico de forma indirecta haciendo "saltar" la información desde el origen al destino a través de elementos intermedios (nodos).
    • Control de ruta (routing).
      Hace referencia a la selección mediante un nodo del camino por el que debe retransmitirse una información para hacerla llegar a su destino. En ocasiones a los nodos de un sistema de este tipo se les denomina conmutadores de paquetes (packet switches) debido a las funciones que realizan.
      

    El UIT-T publicó en 1976 la primera versión de un estándar para la interfaz entre terminales de abonado que funcionan en modo paquete y las redes públicas de conmutación de paquetes, ampliamente difundido, aceptado y en uso, conocido con el nombre de X.25.
    

• Disponibilidad de la conexión
  Determina la posibilidad de poder disponer de un canal de comunicación en un momento determinado. Se puede realizar de dos maneras:
  • Comunicación a petición del usuario: Se establece la conexión entre sistemas sólo cuando es necesario y es solicitada por el sistema que efectúa la llamada. La conexión está disponible durante el período de tiempo preciso. Al dar por finalizada la transmisión de información se anula la conexión. Es necesario establecer la llamada, mantenerla y anularla.
  • Comunicación permanentemente, fija o dedicada: Se establece permanentemente una conexión entre los sistemas a través de la red. El canal de comunicación es permanente, sin limitación de tiempo ni utilización. Cualquiera de los sistemas puede intercambiar información en cualquier momento
  • Técnica de transmisión: Hace referencia a las características de la señal utilizada y al modo en que ésta utiliza el ancho de banda disponible proporcionado por el medio de transmisión. Puede ser analógica o digital.
    Las señales analógicas transmitidas por la línea pueden corresponder a información digital enviada por el sistema de origen. Por ejemplo, si un sistema de tratamiento está conectado a una red que utiliza la técnica de transmisión analógica, se necesita un modem. Este modem transforma las señales digitales enviadas por el sistema de tratamiento en señales analógicas transmitidas por la línea y viceversa.
    Aunque la técnica de transmisión sea digital, se necesita un adaptador terminal para manejar la interfaz con la red (señalización, pruebas, etc.) y para adaptar la velocidad de transmisión del sistema de tratamiento de datos a la velocidad de la interfaz de la red.
  • Velocidad de transmisión: Es la velocidad media de transmisión de datos. Se mide en bits por segundo y las velocidades en las WAN pueden variar desde 600 bps a 64 Kbps y, actualmente, 2 Mbps aunque internamente pueden manejar velocidades de 34 Mbps, 155 Mbps o 622 Mbps.
    Normalmente, el coste de la suscripción a una red está relacionado con su velocidad de transmisión.
  • Fiabilidad de la red: Es la capacidad de la red para poder funcionar correctamente durante un período determinado. Generalmente, las redes de datos de conmutación de paquetes son redes fiables. Sin embargo, algunas de ellas están mejor protegidas que otras contra un comportamiento erróneo del equipo terminal conectado, que podría dañar la fiabilidad de la red. Por otra parte se pueden establecer conexiones de terminal a través de una red de conmutación de paquetes y de otras subredes que podrían ser menos fiables que la propia red de conmutación de paquetes. Por consiguiente, la fiabilidad de la conexión de terminal a terminal sería menor que la que se espera de la red de conmutación de paquetes.
    En las redes de conmutación de paquetes públicas la fiabilidad de la red está garantizada por el operador. Los equipos de las redes de conmutación de paquetes privadas se benefician de la experiencia de las redes públicas y ofrecen la misma fiabilidad que ellas. No obstante, es el propietario de la red quien tiene la responsabilidad de aprobar los terminales que se utilizarán para la conexión a una red privada. Se pueden exigir los mismos requisitos que se aplican a los terminales para la conexión a redes públicas.
  • Dominio:
    • Público: Una red de comunicaciones se denomina "Red Pública" cuando se utiliza, total o parcialmente, para la prestación de servicios de telecomunicaciones disponibles para el público. A este tipo de redes puede acceder cualquier usuario y comunicarse con cualquier otro que esté conectado a ella, sin ningún tipo de limitación.
      Las Redes Públicas son de libre utilización por cualquier usuario que se abone a las mismas. Tienen grandes ventajas frente a las privadas en cuanto a economía de escala, aunque por el momento, sus prestaciones pueden resultar inferiores.
      Las redes públicas de conmutación de circuitos proporcionan una buena eficiencia y resultan económicas solamente si existe una transmisión de datos prácticamente continua en dos sentidos. La transparencia de la conexión permite la transmisión de datos en cualquier código que acuerden los comunicantes.
    • Privado
      Una red de comunicaciones pertenece al dominio privado (Red privada) cuando es ofertada únicamente para uso interno. Estas redes solos abarcan a los usuarios que pertenezcan a una determinada organización y solo se pueden comunicar con miembros de la misma organización.

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Características

Los canales suelen proporcionarlos las compañías telefónicas ( como la propia Compañía Telefónica Española ), con un determinado coste mensual si las líneas son alquiladas, y un costes proporcional a la utilización si son líneas normales conmutadas.
Los enlaces son relativamente lentos ( de 1200 Kbit / s a 1.55Mbit / s ).
Las conexiones de los ETD con los ECD son generalmente más lentas ( 150 bit / s a 19.2 kbit / s ).
LOS ETD y los ECD están separados por distancias que varían desde algunos kilómetros hasta cientos de kilómetros.
Las líneas son relativamente propensas a errores ( si se utilizan circuitos telefónicos convencionales ).

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Tipos de WAN

• Conmutadas por Circuitos: Redes en las cuales, para establecer comunicación se debe efectuar una llamada y cuando se establece la conexión, los usuarios disponen de un enlace directo a través de los distintos segmentos de la red.
• Conmutadas por Mensaje: En este tipo de redes el conmutador suele ser un computador que se encarga de aceptar tráfico de los computadores y terminales conectados a él. El computador examina la dirección que aparece en la cabecera del mensaje hacia el DTE que debe recibirlo. Esta tecnología permite grabar la información para atenderla después. El usuario puede borrar, almacenar, redirigir o contestar el mensaje de forma automática.
• Conmutadas por Paquetes: En este tipo de red los datos de los usuarios se descomponen en trozos más pequeños. Estos fragmentos o paquetes, estás insertados dentro de informaciones del protocolo y recorren la red como entidades independientes.
• Redes Orientadas a Conexión: En estas redes existe el concepto de multiplexión de canales y puertos conocido como circuito o canal virtual, debido a que el usuario aparenta disponer de un recurso dedicado, cuando en realidad lo comparte con otros pues lo que ocurre es que atienden a ráfagas de tráfico de distintos usuarios.
• Redes no orientadas a conexión: Llamadas Datagramas, pasan directamente del estado libre al modo de transferencia de datos. Estas redes no ofrecen confirmaciones, control de flujo ni recuperación de errores aplicables a toda la red, aunque estas funciones si existen para cada enlace particular. Un ejemplo de este tipo de red es INTERNET.
• Red Publica de Conmutación Telefónica ( PSTN ): Esta red fue diseñada originalmente para el uso de la voz y sistemas análogos. La conmutación consiste en el establecimiento de la conexión previo acuerdo de haber marcado un número que corresponde con la identificación numérica del punto de destino.
  

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Topologías

• Configuración de estrella: En este esquema, todas las estaciones están conectadas por un cable a un módulo central ( Central hub ), y como es una conexión de punto a punto, necesita un cable desde cada PC al módulo central. Una ventaja de usar una red de estrella es que ningún punto de falla inhabilita a ninguna parte de la red, sólo a la porción en donde ocurre la falla, y la red se puede manejar de manera eficiente. Un problema que sí puede surgir, es cuando a un módulo le ocurre un error, y entonces todas las estaciones se ven afectadas.
• Configuración de anillo: En esta configuración, todas las estaciones repiten la misma señal que fue mandada por la terminal transmisora, y lo hacen en un solo sentido en la red. El mensaje se transmite de terminal a terminal y se repite, bit por bit, por el repetidor que se encuentra conectado al controlador de red en cada terminal. Una desventaja con esta topología es que si algún repetidor falla, podría hacer que toda la red se caiga, aunque el controlador puede sacar el repetidor defectuoso de la red, así evitando algún desastre. Un buen ejemplo de este tipo de topología es el de Anillo de señal, que pasa una señal, o token a las terminales en la red. Si la terminal quiere transmitir alguna información, pide el token, o la señal. Y hasta que la tiene, puede transmitir. Claro, si la terminal no está utilizando el token, la pasa a la siguiente terminal que sigue en el anillo, y sigue circulando hasta que alguna terminal pide permiso para transmitir.
• Topología de bus: También conocida como topología lineal de bus, es un diseño simple que utiliza un solo cable al cual todas las estaciones se conectan. La topología usa un medio de transmisión de amplia cobertura ( broadcast medium ), ya que todas las estaciones pueden recibir las transmisiones emitidas por cualquier estación. Como es bastante simple la configuración, se puede implementar de manera barata. El problema inherente de este esquema es que si el cable se daña en cualquier punto, ninguna estación podrá transmitir. Aunque Ethernet puede tener varias configuraciones de cables, si se utiliza un cable de bus, esta topología representa una red de Ethernet.
• Topología de árbol: Esta topología es un ejemplo generalizado del esquema de bus. El árbol tiene su primer nodo en la raíz, y se expande para afuera utilizando ramas, en donde se encuentran conectadas las demás terminales. Ésta topología permite que la red se expanda, y al mismo tiempo asegura que nada más existe una "ruta de datos" ( data path ) entre 2 terminales cualesquiera.

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Tecnologías

• X.25: Muchas redes públicas antiguas siguen un estándar llamado X.25 que el Comité Consultivo Internacional para la Telegrafía y Telefonía de la Unión Internacional de Telecomunicaciones desarrolló durante la década de 1970 para proveer una interfaz entre las redes publicas de conmutación de paquetes y sus clientes.
  X.25 es una interfaz orientada a la conexión para una red de área extensa de conmutación de paquetes, que utiliza circuitos virtuales para enviar paquetes individuales de datos a su correspondiente destino en la red.
  Un paquete de datos es una unidad de información que puede viajar de manera independiente desde su lugar de origen hasta su destino. Los paquetes tienen dos partes principales: la información de direccionamiento y los propios datos. Además de las direcciones de origen y destino, las cabeceras pueden incluir información de encaminamiento, comprobación de errores y control.
• Frame Relay: Constituye la parte correspondiente de servicio de datos de conmutación de paquetes de ISDN diferenciada y ofrecida como un servicio separado. A pesar de su relativa baja velocidad, la arquitectura mejorada de conmutación de paquetes de frame relay puede interesar al administrador de red que busca incrementar la velocidad de una conexión de datos de área extensa.
  Frame Relay, como X.25, es un producto de conmutación de paquetes que conecta dos redes de área local a través de una red pública de conmutación de paquetes. De una manera simple, una trama procedente de una LAN se encapsula en una trama frame relay, y se transmite por la red frame relay hasta la LAN destino.
• RDSI: 1.- RDSI (Red Digital Servicios Integrados): En 1984 apareció el primer estándar RDSI para definición de interfaces digitales punto a punto, definido por el CCITT. El CCITT definió estándares adicionales en 1988. RDSI fue considerada como un gran avance por dos razones: en primer lugar, porque especificaba servicios para redes digitales que operarían a través de las redes telefónicas digitales existentes; y porque ofrecía un límite de rendimiento de 2 Mbps en el enlace local y bien 64 Kbps o 128 Kbps a través del área extensa. En los orígenes de RDSI banda estrecha el límite de velocidad de los módem era de 9,600 bps.
  • Es totalmente digital de extremo a extremo de la comunicación.
  • No necesita el módem analógico, sino que necesita un "módem digital".
  • Actualmente en España:
    
    • RDSI-BE (Banda Estrecha): Tiene 2 canales que pueden ir a 64 kbps y un canal de señalización. Voz y datos al mismo tiempo.
    • RDSI-BA (Banda Ancha): Permite conexiones de hasta 2 Mbps.
      • Ventajas:
        • Mejora la calidad.
        • Es flexible.
        • Velocidad de las comunicaciones.
        • Todos los servicios integrados en un único acceso y una sola red.
      • Servicios: puede llevar videotelefonía, videoconferencia, multimedia, Internet y transmisión de datos a alta velocidad.
• ATM: comenzó como parte del estándar de la red digital de servicios integrados de banda ancha (RDSI-BA) desarrollado en 1988 por el CCITT. RDSI-BA es una extensión de la red de servicios integrados de banda estrecha (que definía redes de telecomunicaciones digitales públicas) que proporciona mayor ancho de banda y permite un caudal de datos superior a RDSI-BE.
  Las células ATM de longitud fija ofrecen muchas ventajas respecto a los paquetes de longitud variable:
  • Posibilidad de conmutación mediante hardware.
  • Nivel de servicio garantizado.
  • Procesamiento paralelo.
  • Posibilidad de procesar voz.
• FDDI: Fiber Distribute Data Interface.
  • Su estructura es de doble anillo.
  • Alcanzan velocidades en torno a 100 mbps en cada anillo.
  • La longitud que alcanzan es de 100 km por circunferencia.
  • Son de fibra óptica.
  • También están de par trenzado las TPDDI.
• Satélites:
  • Los satélites artificiales resuelven problemas de distribución de datos.
  • Los satélites describen órbitas geoestacionarias para permaneces estables en su posición con respecto a un observatorio inmóvil de la superficie terrestre.
  • Son buenas para las comunicaciones unidireccionales.

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Ejemplo de WAN

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