Operaciones WAN

En esta sección se explica las operaciones de WAN, la terminología común y los tipos de dispositivos que son específicos de los entornos WAN.

¡Bienvenido a CCNA desde Cero!: Este tema forma parte del Capítulo 2 del curso de Cisco CCNA 4, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 4 para guiarse del índice.

1. WAN en el modelo OSI

Las operaciones WAN se centran principalmente en la capa física (capa 1 del modelo OSI) y en la capa de enlace de datos (capa 2 del modelo OSI). Los estándares de acceso WAN por lo general describen los métodos de entrega de la capa física y los requisitos de la capa de enlace de datos, incluidos el direccionamiento físico, el control del flujo y la encapsulación.

WAN opera en capa 1 y 2

Imagen 1: Las WAN operan en las capas 1 y 2

Varias autoridades reconocidas definen y administran los estándares de acceso WAN, incluidas las siguientes:

  • Asociación de la Industria de Telecomunicaciones y Alianza de Industrias Electrónicas (TIA/EIA)
  • Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
  • Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE)

Los protocolos de capa 1 describen la manera de proporcionar conexiones eléctricas, mecánicas, operativas y funcionales a los servicios de un proveedor de servicios de comunicación.

Los protocolos de capa 2 definen la forma en que se encapsulan los datos para la transmisión a una ubicación remota, así como los mecanismos para transferir las tramas resultantes. Se usa una variedad de tecnologías diferentes, como el protocolo punto a punto (PPP), Frame Relay y ATM. Algunos de estos protocolos usan el mismo entramado básico o un subconjunto del mecanismo de control de enlace de datos de alto nivel (HDLC).

La mayoría de los enlaces WAN son punto a punto. Por este motivo, no se suele utilizar el campo de dirección de la trama de capa 2.

2. Terminología común de WAN

Una diferencia principal entre una WAN y una LAN es que, para usar los servicios de red de una prestadora de servicios WAN, una empresa u organización se debe suscribir a un proveedor de servicios WAN externo.


Una WAN usa los enlaces de datos proporcionados por una prestadora de servicios para acceder a Internet y conectar las diferentes ubicaciones de una organización entre sí, a las ubicaciones de otras organizaciones, a los servicios externos y a los usuarios remotos.

La capa física de una WAN describe las conexiones físicas entre la red de la empresa y la red del proveedor de servicios.

Terminología WAN

Imagen 2: Terminología WAN

En la Imagen 2, se muestra la terminología que normalmente se usa para describir las conexiones WAN.

2.1. Definición de los términos de conexiones WAN

  • Equipo local del cliente (CPE): cables internos y 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): también llamado “equipo de terminación de circuito de datos”, el DCE consta de dispositivos que colocan los datos en el bucle local. Principalmente, el DCE proporciona una interfaz para conectar a los suscriptores a un enlace de comunicación en la nube WAN.
  • Equipo terminal de datos (DTE): dispositivos del cliente que transmiten los datos desde un equipo host o la red de un cliente para la transmisión a través de la WAN. El DTE se conecta al bucle local a través del DCE.
  • Punto de demarcación: un punto establecido en un edificio o un complejo para separar el equipo del cliente del equipo del proveedor de servicios. En términos físicos, es la caja de conexiones del cableado, ubicada en las instalaciones del cliente, que conecta los cables del CPE al bucle local.
  • Bucle local: cable de cobre o fibra propiamente dicho que conecta el CPE a la CO del proveedor de servicios. A veces, el bucle local también se denomina “última milla”.
  • Oficina central (CO): la CO es 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.

3. Dispositivos WAN

Dispositivos WAN Comunes

Imagen 3: Dispositivos WAN Comunes

Existen muchos tipos de dispositivos que son específicos de los entornos WAN:

  • Módem dial-up: considerado una tecnología WAN antigua, un módem de banda de voz convierte (es decir, modula) las señales digitales producidas por una computadora en frecuencias de voz que se pueden transmitir a través de las líneas analógicas de la red de telefonía pública.
  • Servidor de acceso: concentra las comunicaciones de entrada y de salida del módem dial-up de los usuarios.
  • Módem de banda ancha: un tipo de módem digital que se utiliza con servicio de Internet por DSL o por cable de alta velocidad.
  • CSU/DSU: las líneas arrendadas digitales requieren una CSU y una DSU. Una CSU/DSU 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 utilizado en las redes de los proveedores de servicios.
  • 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.
  • Router principal/switch multicapa: router o switch multicapa que 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.

Nota: Las tecnologías WAN se conmutan por circuitos o por paquetes. El tipo de dispositivo usado depende de la tecnología WAN implementada.

4. Conmutación de circuitos

Las redes de conmutación de circuitos son aquellas que establecen un circuito (o canal) dedicado entre los nodos y las terminales antes de que los usuarios se puedan comunicar.

Específicamente, la conmutación de 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.

Como ejemplo, cuando un suscriptor realiza 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. Debido a la operación de conmutación utilizada para establecer el circuito, el sistema telefónico se denomina “red de conmutación de circuitos“. Si los teléfonos se reemplazan por módems, el circuito de conmutación puede transportar datos informáticos.

cómo funciona la conmutación de circuitos

Cómo funciona la conmutación de circuitos

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. A esto lo podría seguir un período sin actividad, en el que el usuario lee la página, y luego otra ráfaga de actividad cuando se transfiere la página siguiente. Esta variación en el uso, entre un uso nulo y un uso máximo, es típica del tráfico de la red de computadoras.

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

5. Conmutación de paquetes

A diferencia de la conmutación de circuitos, la conmutación de paquetes divide los datos en tráfico en paquetes que se enrutan a través de una red compartida. Las redes con conmutación de paquetes no requieren que se establezca un circuito y permiten que muchos pares de nodos se comuniquen a través del mismo canal.

En una red de conmutación de paquetes (PSN), los switches determinan los enlaces a través de los que se deben enviar los paquetes según la información de direccionamiento en cada paquete. Los siguientes son dos enfoques de esta determinación de enlaces:

  • Sistemas sin conexión: se debe transportar toda la información de direccionamiento en cada paquete. Cada switch debe evaluar 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.

Si el 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). Un ejemplo de un sistema orientado a la conexión es Frame Relay. En el caso de Frame Relay, los identificadores utilizados se denominan “identificadores de conexión de enlace de datos” (DLCI).

5.1. Conmutación de paquetes VS conmutación de circuitos

Debido a que varios usuarios comparten los enlaces internos entre los switches, el costo de la conmutación de paquetes es inferior al de la conmutación de circuitos.

Sin embargo, los retrasos (latencia) y la variabilidad de retraso (vibración) son mayores en las redes de conmutación de paquetes que en las 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 las redes compartidas, la tecnología moderna permite el transporte satisfactorio de las comunicaciones de voz y video en estas redes.

Cómo funciona la conmutación de paquetes

Cómo funciona la conmutación de paquetes

En la animación, SRV1 envía datos a SRV2. Una vez que el paquete atraviesa la red del proveedor de servicios, llega al segundo switch del proveedor. El paquete se agrega a la cola y se reenvía después de que se reenvíen todos los otros paquetes en la cola. Finalmente, el paquete llega a SRV2.

 

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