O que é uma rede de longa distância (WAN)?

Como sabemos, as redes locais (LANs) são usadas para conectar dispositivos próximos uns dos outros. A velocidade de transmissão de dados em redes locais costuma ser bastante alta. As WANs, por outro lado, conectam dispositivos geograficamente distantes uns dos outros e, portanto, a tecnologia WAN também é diferente da tecnologia LAN.

A WAN utiliza métodos de transmissão, hardware e protocolos diferentes da LAN. A velocidade de transmissão de dados na WAN também é muito menor do que na LAN. Estudaremos uma visão geral das tecnologias WAN sob diversas perspectivas.

Saiba mais sobre WAN

História da WAN

As WANs existem desde os primórdios da computação. Baseavam-se em linhas telefônicas comutadas e modems, mas as opções de conectividade atuais também incluem linhas alugadas, redes sem fio, MPLS, internet banda larga e satélite.

À medida que a tecnologia evolui, as velocidades de transmissão também evoluem. Os modems de 2400 bps dos primeiros tempos evoluíram para as conexões atuais de 40 Gbps e 100 Gbps. Esses aumentos de velocidade permitiram que mais dispositivos se conectassem à rede, possibilitando a explosão de computadores, celulares, tablets e dispositivos menores conectados à Internet das Coisas.

Além disso, melhorias na velocidade permitiram que aplicativos que exigem muita largura de banda fossem transmitidos pela WAN em velocidades super-rápidas. Isso permitiu que as empresas implementassem aplicativos como reuniões online e backups de arquivos grandes. Ninguém jamais pensaria em conduzir uma reunião online usando um modem de 28 kbps, mas agora os funcionários podem ficar em casa e participar de reuniões da empresa por vídeo, de qualquer lugar do mundo.

Muitos links WAN são fornecidos por meio de serviços de provedores, nos quais o tráfego de um cliente trafega por instalações compartilhadas por outros clientes. Os clientes também podem adquirir links dedicados que são usados ​​apenas para o tráfego de um único cliente. Esses links são frequentemente usados ​​para aplicações sensíveis à latência ou à prioridade que exigem alta largura de banda, como videoconferências.

O que é uma rede de longa distância (WAN)?
As WANs existem desde os primórdios das redes de computadores.

Qual é a diferença entre WAN e LAN?

WANs são frequentemente contrastadas com redes locais, ou LANs. LANs são redes que normalmente ficam confinadas a um pequeno prédio ou campus. São privadas, para uma organização ou até mesmo para uma única pessoa, e podem ser criadas com equipamentos relativamente baratos. Sua rede Wi-Fi doméstica é uma LAN.

As tecnologias e protocolos que facilitam a configuração de LANs não podem ser escaláveis ​​além de uma determinada distância limitada nem lidar com um número realmente grande de endpoints. O objetivo de uma WAN é acomodar essa escala conectando uma ou mais LANs. As tecnologias e protocolos de rede que as WANs usam para transmitir informações são diferentes daqueles usados ​​em LANs.

A rigor, a internet é uma WAN. No entanto, quando falamos em WANs, geralmente nos referimos a redes privadas ou semiprivadas que combinam LANs remotas. Por exemplo, filiais em diferentes cidades podem compartilhar recursos internos privados da empresa por meio de uma WAN.

Arquitetura WAN

Embora as LANs sejam normalmente mantidas pela própria equipe de TI de uma organização, as WANs geralmente dependem, pelo menos em parte, de conexões físicas fornecidas por provedores de serviços de telecomunicações. Decidir qual tipo de conexão ou protocolo de comunicação usar e como implantá-lo preparará o cenário para a criação da sua arquitetura de WAN.

Visão geral da comunicação WAN

As WANs utilizam a infraestrutura de transmissão de um provedor de serviços terceirizado, normalmente uma companhia telefônica, para fornecer conectividade de longa distância. A configuração mais comum de uma WAN consiste nos seguintes componentes. Uma mensagem é iniciada pelo cliente e enviada por um dispositivo chamado DTE ao provedor de serviços de WAN. Dispositivos DCE na central telefônica do provedor de serviços "empurram" o pacote para a WAN, onde ele passa por switches para chegar ao seu destino. Dispositivos semelhantes na extremidade receptora completam a jornada.

O que é uma rede de longa distância (WAN)?
WAN típica

Equipamento Terminal de Dados (DTE): Um dispositivo na extremidade de um link WAN que envia e recebe dados. O DTE está localizado no local do assinante e é o ponto de conexão entre a LAN do assinante e a WAN do provedor de serviços. O DTE geralmente é um roteador, mas em alguns casos pode ser um computador ou um multiplexador. Os DTEs em uma extremidade se comunicarão com o dispositivo DTE correspondente na outra extremidade.

Ponto de Demarcação: O ponto de conexão entre as linhas telefônicas da operadora e as linhas do assinante. O ponto de demarcação também é conhecido como interface de rede ou ponto de presença. Normalmente, o cliente é responsável por todos os equipamentos dentro do ponto de demarcação e a operadora é responsável por todos os equipamentos do outro lado.

Cabo de Última Milha ( Loop Local ): O cabo que conecta o Ponto de Demarcação à Central Telefônica. Normalmente, é um cabo de par trançado (UTP), mas também pode ser uma combinação de par trançado, cabo de fibra óptica e outros tipos de meios de transmissão.

Central telefônica: A estação de comutação mais próxima, que também é o ponto de serviço WAN mais próximo do assinante. A central telefônica fornece o ponto de entrada para chamadas na "nuvem WAN" e os pontos de saída para chamadas da nuvem WAN para o usuário do telefone. Além disso, atua como um ponto de comutação de rede para encaminhar pacotes de dados para outras centrais telefônicas. Também fornece energia CC estável para o sistema de cabeamento da última milha para estabelecer o circuito.

Equipamento de terminação de circuito de dados (DCE)

Um dispositivo que se comunica tanto com o DTE quanto com a nuvem WAN. Um DCE normalmente é um roteador de provedor de serviços que encaminha dados entre o cliente e a nuvem WAN. Em sentido estrito, um DTE é qualquer dispositivo que fornece um sinal de clock para o DTE. Um DCE também pode ser um dispositivo semelhante a um DTE (geralmente um roteador), exceto que cada tipo de dispositivo desempenha uma função diferente.

Nuvem WAN: Uma série de troncos, centrais telefônicas e escritórios centrais que compõem a infraestrutura de transmissão da operadora de telefonia. É apresentada como uma nuvem porque a estrutura física está em constante mudança e somente os responsáveis ​​pela WebTech360 sabem para onde os dados estão indo nas centrais telefônicas. Para o cliente, o importante é que os dados tenham viajado pela rede até o seu destino.

Central de comutação de pacotes: centrais de comutação na rede de comutação de pacotes de uma empresa de telecomunicações. PSEs são pontos intermediários na nuvem WAN.

Os dados transmitidos por uma LAN são enviados principalmente de um dispositivo digital (computador) para outro dispositivo digital por meio de uma conexão direta. No entanto, como algumas WANs utilizam a rede telefônica analógica existente, a transmissão de dados pode usar um ou uma combinação dos seguintes métodos:

Transmissão de sinal analógico

Sinais analógicos são geralmente representados como formas de onda. A intensidade e a frequência de um sinal analógico variam continuamente, permitindo que ele represente com precisão movimento ou som contínuo ou movimento em múltiplos estados. A intensidade e a frequência do sinal aumentam e diminuem em resposta à altura e à intensidade do som. Sinais analógicos são frequentemente usados ​​para representar dados em tempo real. Rádio, telefone e outros meios de comunicação frequentemente utilizam sinais analógicos.

Transmissão de sinal digital

Em vez de um fluxo em constante mudança, os sinais digitais usam apenas dois estados, 0 e 1, para representar bits de dados. Este é o método ideal de transmissão de sinais para redes de computadores. Os computadores precisariam de modems, dispositivos que convertem os sinais digitais do computador em sinais analógicos para transmitir dados por linhas telefônicas analógicas.

Nota : No passado, a PSTN era uma rede inteiramente analógica. Os sinais analógicos do telefone chegavam à companhia telefônica e eram então roteados por sistemas analógicos até seu destino. Hoje, os sistemas telefônicos usam uma combinação dos dois métodos. A maioria das redes comutadas que conectam companhias telefônicas são digitais, mas a última milha que conecta a maioria das casas e algumas empresas ainda é analógica. O diagrama abaixo mostra como dois computadores digitais podem ser conectados por uma WAN que possui componentes digitais e analógicos. Quando um computador envia um sinal pela WAN, o modem converte o sinal digital em analógico para transmissão à companhia telefônica. O modem da companhia telefônica converte os dados de volta para o formato digital para transmissão pela rede comutada. O sinal é convertido de volta para analógico na extremidade da companhia telefônica para ser transmitido ao modem do computador que recebe os dados. Finalmente, este modem converte o sinal analógico em formato digital para o computador.

Tipos de conexões em WAN

À medida que uma mensagem viaja por uma nuvem WAN, a maneira como ela se move de um ponto a outro ao longo do caminho varia dependendo da conexão física e do protocolo utilizado. As conexões WAN são normalmente classificadas nos seguintes tipos:

Conexão Dedicada

Esta é uma conexão permanente, conectando um dispositivo diretamente a outro. Conexões dedicadas são estáveis ​​e rápidas, mas podem ser muito caras. Alugar uma linha de um provedor de serviços WAN significa que você paga pela conexão mesmo que não a esteja usando. Além disso, como as linhas dedicadas estabelecem uma conexão direta entre apenas dois pontos, o número de linhas necessárias aumenta exponencialmente à medida que o número de locais conectados aumenta. Por exemplo, se você quiser conectar dois locais, precisará de uma linha, mas se quiser conectar quatro locais, precisará de 6 linhas.

Características da conexão dedicada:

  • Sempre disponível
  • Use uma linha de assinante alugada de um provedor de serviços WAN
  • Mais caro que outras soluções WAN
  • Use conexões separadas entre pontos

Use uma conexão dedicada quando:

  • Há um alto volume de dados fluindo pela LAN.
  • Precisa se conectar com frequência
  • Poucos locais precisam ser conectados entre si

rede comutada por circuitos

A comutação de circuitos oferece uma alternativa às linhas alugadas (conexões dedicadas), permitindo o uso de linhas compartilhadas. A comutação de circuitos funciona bidirecionalmente, permitindo o estabelecimento de conexões discadas de entrada e saída.

Quando você usa uma rede comutada:

  1. O computador envia dados de discagem para a linha e uma conexão é estabelecida.
  2. O computador que recebe os dados envia a confirmação e bloqueia a linha.
  3. O computador que envia os dados transmite os dados pela conexão estabelecida.
  4. Assim que a transferência de dados estiver concluída, a conexão será liberada para outros usuários.

Redes comutadas utilizam circuitos virtuais comutados (SVC). Um caminho de dados dedicado é estabelecido no início de um processo de comunicação por uma série de comutadores eletrônicos. Esse caminho dedicado permanece até o final do processo de comunicação.

O sistema telefônico público é uma rede comutada por circuitos. Quando você faz uma chamada, a PSTN usa comutadores para criar uma conexão física, direta e dedicada durante toda a chamada. Ao encerrar a chamada, os comutadores liberam a linha para outros usuários. Os computadores conectados à rede funcionam de maneira semelhante. Quando um computador disca para a rede, um caminho através da rede é estabelecido primeiro e, em seguida, os dados são enviados por esse caminho dedicado temporário.

Rede comutada por pacotes

Redes comutadas por pacotes não exigem linhas alugadas ou temporárias. Em vez disso, o caminho de uma mensagem é estabelecido dinamicamente à medida que os dados se movem pela rede. As conexões comutadas por pacotes estão sempre ativas. Isso significa que você não precisa se preocupar em configurar uma conexão ou manter a linha dedicada. Cada pacote inclui todas as informações necessárias para chegar ao seu destino.

As redes de comutação de pacotes têm as seguintes características:

  • As mensagens são divididas em pequenas unidades, chamadas pacotes.
  • Os pacotes são transmitidos independentemente pela Internet (possivelmente em caminhos diferentes)
  • Os pacotes são reordenados de volta à sua ordem original no destino.
  • Os dispositivos de envio e recebimento, por padrão, veem a conexão como persistente (não é necessária discagem)

Redes comutadas por pacotes utilizam circuitos virtuais permanentes (CVPs). Embora os CVPs se assemelhem a conexões dedicadas e diretas, o caminho que cada pacote percorre pela internet pode ser diferente.

Serviços de rede de longa distância

PSTN

A rede telefônica pública comutada é a maior e mais antiga rede disponível para comunicações WAN. Os recursos da PSTN incluem:

  • Esta é uma rede comutada por circuitos, com cobertura global.
  • A interface para a PSTN é analógica, então os computadores usam modems para se conectar à PSTN.
  • As velocidades na PSTN são normalmente limitadas a 56 Kbit/s.
  • Você pode usar PSTN sob demanda ou alugar um circuito dedicado.

Figura 8: Rede telefônica PSTN

Linha alugada

Para algumas empresas, os benefícios de uma linha alugada podem superar os custos. As linhas alugadas são independentes e oferecem velocidades mais altas do que as linhas PSTN comuns. No entanto, são caras e normalmente usadas apenas por empresas maiores. Outros recursos das linhas alugadas incluem:

  • Fornecer conexões regulares, estáveis ​​e de qualidade
  • Você pode pagar mais para atualizar sua linha alugada.

X.25

O X.25 foi introduzido na década de 1970. Seu propósito original era conectar mainframes a terminais remotos. A vantagem do X.25 em relação a outras soluções WAN é que ele possui verificação de erros integrada. Escolha o X.25 se precisar usar linhas analógicas ou se a qualidade da linha não for alta.

X.25 é um padrão ITU-T para comunicações WAN com comutação de pacotes pela rede telefônica. O termo X.25 também é usado para os protocolos da Camada Física e da Camada de Enlace de Dados que compõem uma rede X.25. Originalmente projetadas para usar linhas analógicas para criar uma rede comutada de pacotes, as redes X.25 também podem ser construídas em uma rede digital. Hoje, o protocolo X.25 é um conjunto de regras que definem como estabelecer e manter conexões entre DTEs e DCEs em uma rede pública de dados (PDN). Ele especifica como os dispositivos DTE/DCE e as centrais de comutação de pacotes (PSEs) transmitirão dados.

  • Você precisa pagar uma taxa de assinatura ao usar a rede X.25.
  • Ao usar uma rede X.25, você pode criar uma conexão com o PDN por meio de uma linha dedicada.
  • As redes X.25 operam a 64 Kbit/s (em linhas analógicas)
  • O tamanho do pacote (chamado quadro) na rede X.25 não é fixo.
  • O protocolo X.25 tem um mecanismo de verificação e correção de erros muito forte, o que permite que ele funcione de forma relativamente estável em linhas telefônicas analógicas de baixa qualidade.
  • O X.25 é atualmente amplamente utilizado em muitos países ao redor do mundo onde os números ainda não são populares e a qualidade da linha ainda é baixa.

Frame Relay

O Frame Relay é mais eficiente que o X.25 e está gradualmente substituindo-o. Ao usar o Frame Relay, você paga para alugar uma linha até o nó mais próximo na rede Frame Relay. Você envia dados pela sua linha e a rede Frame Relay os encaminha para o nó mais próximo do destinatário e os encaminha pela linha do destinatário. O Frame Relay é mais rápido que o X.25.

Frame Relay é um padrão para comunicações WAN comutadas por pacotes em linhas digitais de alta qualidade. Uma rede Frame Relay possui as seguintes características:

  • Há muitas semelhanças na implantação de uma rede X.25.
  • Existe um mecanismo de verificação de erros, mas nenhum mecanismo de correção de erros
  • A taxa de transferência de dados pode ser de até 1,54 Mbit/s
  • Permite diferentes tamanhos de pacotes
  • Pode ser conectado como uma conexão de backbone a uma LAN
  • Pode ser implantado em uma variedade de tipos de conexão (56K, T-1, T-3)
  • Opera na Camada Física e na Camada de Enlace de Dados no modelo OSI.

Ao contratar o serviço Frame Relay, você se compromete a um nível de serviço chamado Taxa de Informação Comprometida (CIR). A CIR é a taxa máxima de transferência de dados que você tem a garantia de receber em uma rede Frame Relay. No entanto, quando o tráfego de rede está baixo, você pode enviar dados a velocidades superiores à CIR. Quando o tráfego de rede está alto, a prioridade é dada aos clientes com CIRs altas.

ISDN (Rede Digital de Serviços Integrados)

Um dos propósitos da ISDN é fornecer acesso WAN a residências e empresas usando linhas telefônicas de cobre. Por esse motivo, os primeiros planos de implantação da ISDN propuseram a substituição das linhas analógicas existentes por linhas digitais. Hoje, a transição do analógico para o digital está ocorrendo com força em todo o mundo. A ISDN melhora o desempenho operacional em comparação com o acesso WAN discado e é mais barata que o Frame Relay.

A ISDN define padrões para o uso de linhas telefônicas analógicas para transmissão de dados digitais e analógicos. As características da ISDN são:

  • Permite a transmissão de vários tipos de dados (voz, vídeo, gráficos...)
  • Maiores taxas de transferência de dados e velocidades de conexão do que as conexões discadas tradicionais

Caixa eletrônico

ATM (Asynchronous Transfer Mode) é um sistema avançado de comutação de pacotes que pode transmitir simultaneamente dados, voz e imagens digitais em redes LAN e WAN.

Este é um dos métodos de conexão WAN mais rápidos disponíveis atualmente, com velocidades que variam de 155 Mbit/s a 622 Mbit/s. Na verdade, teoricamente, ele pode suportar velocidades muito maiores do que as atualmente possíveis com os meios de transmissão. No entanto, velocidades mais altas significam custos mais altos, sendo o ATM muito mais caro do que ISDN, X25 ou FrameRelay. Os recursos do ATM incluem:

Usa pacotes de dados pequenos e de tamanho fixo (53 bytes) (células), que são mais fáceis de manipular do que os pacotes de tamanho variável em X.25 e Frame Relay.

  • Alta velocidade de transmissão de dados, teoricamente pode atingir 1,2 Gbit/s
  • Alta qualidade, baixo ruído, quase sem necessidade de verificação de erros
  • Pode ser usado com uma variedade de meios de transmissão física (cabo coaxial, cabo de par trançado, cabo de fibra óptica)
  • Vários tipos de dados podem ser transmitidos simultaneamente

Hardware WAN

O hardware WAN que você usa depende do serviço WAN ao qual deseja se conectar. Cada protocolo WAN possui especificações e requisitos diferentes para hardware e mídia de transmissão. No entanto, dependendo da sua escolha, existem muitas opções de hardware que podem ser compatíveis com diferentes serviços WAN.

O provedor de serviços WAN é responsável pela WAN e fornece o loop local para a Demarc (consulte Internet Made Simple nº 2/2004). O loop local geralmente é feito por cabo de cobre, o mesmo tipo de cabo usado para serviços telefônicos.

Configurar uma linha telefônica

Muitas residências e empresas hoje utilizam um cabo de 4 fios, composto por dois pares trançados de fios de cobre: ​​o primeiro par é usado para telefones e o segundo par é usado como backup. Isso permite que novas empresas estejam prontas para uma conexão WAN sem precisar instalar nova fiação. Uma linha analógica usa dois fios de cobre e uma linha digital pode usar dois ou todos os quatro fios de cobre do Cabo Last Mile, dependendo do tipo de conexão WAN. As companhias telefônicas devem modificar a comutação de linhas na Central Telefônica para transmitir sinais digitais pelo Cabo Last Mile.

A fiação de cobre é classificada por largura de banda. A largura de banda, por sua vez, determina a quantidade de dados que você pode enviar e se o sinal é analógico ou digital. A seguir, veremos dois métodos de classificação de largura de banda em fiação de cobre.

Serviço Telefônico Simples (POTS)

O sistema telefônico analógico envia apenas um sinal analógico por cada par de fios: cada um desses sinais é considerado um canal. Usar POTS e um modem para enviar sinais analógicos resulta em um canal de 64 Kbit/s, dos quais apenas 56 Kbit/s de largura de banda estão disponíveis para transmissão de dados. Modems e linhas telefônicas tradicionais são adequados para usar a internet para e-mail e outros fins gerais. No entanto, se você precisar enviar e receber grandes quantidades de dados, isso pode levar muito tempo.

O serviço POTS tem as seguintes características:

  • As linhas atuais usam apenas dois pares trançados de fios.
  • O sinal no Last Mile Cable é um sinal analógico.
  • Um modem é necessário para converter sinais digitais em sinais analógicos.
  • A velocidade efetiva da linha é limitada a 56 Kbit/s.

T-Carries

A camada física de muitos sistemas WAN nos Estados Unidos é baseada na tecnologia T-Carrier, desenvolvida pela Bell/AT&T. As linhas T-1 utilizam todos os quatro fios de cobre: ​​um par para enviar e outro para receber dados. Elas não utilizam fios adicionais, mas estabelecem canais virtuais. Cabos de fibra óptica e outros tipos de linhas de transmissão usados ​​pela Last Mile Cable permitem taxas de dados mais altas.

A tecnologia T-carries possui as seguintes características:

  • Use dois pares de cabos de cobre trançados
  • Usando sinais digitais
  • Suporta múltiplos canais de 64 Kbit/s em um único fio

As linhas da operadora T são classificadas com base no número de canais que podem suportar.

  • T1 (24 canais, usado nos EUA)
  • E1 (31 canais, usado na Europa)

As linhas da operadora T também são classificadas de acordo com o tipo de dados que serão transmitidos (por exemplo, dados puros, áudio digital, vídeo digital, etc.). Além disso, os usuários podem assinar uma parte do serviço da linha T1 e usar alguns dos canais disponíveis.

Observação: Os tipos de portadora T são usados ​​para descrever a largura de banda, não os protocolos WAN. Por exemplo, ISDN é um serviço WAN que utiliza transmissão digital por quatro fios. A largura de banda ISDN depende da capacidade da linha T1 utilizada.

Tarifa Básica ISDN (BRI)

A ISDN de Taxa Básica consiste em dois canais de 64 Kbit/s (chamados canais B) e um canal de 16 Kbit/s (chamado canal D). Por isso, também é conhecida como 2B+D. Os canais B transportam dados digitais, voz e vídeo. O canal D é o canal de serviço usado tanto para dados quanto para informações de controle. A ISDN BRI é ideal para residências e pequenas empresas que precisam de taxas de dados mais altas do que os modems tradicionais.

Abaixo estão os dois casos de uso mais típicos do ISDN BRI:

  • Um canal B é usado para voz, o outro é usado para dados.
  • Ambos os canais são usados ​​para transmissão de dados a uma taxa total de 128 Kbit/s.

Nota: A largura de banda total do ISDN BRI é de 144 Kbit/s (2 canais B e 1 canal D), enquanto a taxa total de transmissão de dados é de 128 Kbit/s (os dados são enviados por apenas 2 canais B)

ISDN de taxa primária (PRI)

Nos EUA, o ISDN de taxa primária usa toda a linha T1, suportando 23 canais B de 64 Kbit/s e um canal D de 64 Kbit/s, por isso é chamado de 23B+D. O ISDN PRI é usado em empresas que exigem conexões de alta velocidade constantemente ativas.

Na Europa, a taxa primária é frequentemente chamada de 30B+D porque usa toda a linha E-1 para suportar 30 canais B e 1 canal D1.

Além da linha, você precisa de hardware para se conectar à WAN e formatar o sinal corretamente para o tipo de conexão que está usando. Por exemplo, o hardware pode ser modems que convertem sinais digitais em analógicos. Você usará um ou dois dos seguintes tipos de hardware para redes totalmente digitais.

Multiplexador

Como mostrado na figura abaixo, multiplexadores operam em ambas as extremidades de uma linha de transmissão. Na extremidade emissora, um multiplexador é um dispositivo que combina sinais de dois ou mais dispositivos para transmissão em uma única linha. Na extremidade receptora, um multiplexador com recursos de demultiplexação separa os sinais combinados em seus sinais individuais originais. Muitos roteadores WAN possuem multiplexadores integrados.

O que é uma rede de longa distância (WAN)?
Descreva a conexão do multiplexador na WAN

Multiplexador estatístico: usa canais virtuais separados na mesma linha física para enviar sinais diferentes simultaneamente. (os sinais são transmitidos ao mesmo tempo na linha).

Multiplexador por divisão de tempo: Envia pacotes de sinais diferentes em intervalos de tempo distintos. Em vez de dividir o meio físico em canais, ele permite que os fluxos de dados utilizem o meio em "slots" de tempo específicos (os sinais se revezam usando o meio por curtos períodos).

CSU/DSU (Unidade de Serviço de Canal/Unidade de Serviço de Dados)

Este é um dispositivo que conecta redes a linhas de alta velocidade, como T-1. Ele formata fluxos de dados em formatos de enquadramento e define códigos de linha para linhas digitais. Algumas CSU/DSUs também são multiplexadores ou são integradas a roteadores. Você também pode ouvir falar de uma CSU/DSU como um modem digital, mas isso não é totalmente preciso. Os modems convertem dados analógicos para digitais e vice-versa, enquanto as CSU/DSUs simplesmente reformatam os dados a partir de um formato digital existente.

A CSU recebe o sinal e transmite o sinal recebido para a linha WAN, reflete o sinal de resposta quando as companhias telefônicas precisam verificar o equipamento e evita interferência eletromagnética.

A DSU atua como um modem entre a DTE e a CSU. Ela converte quadros de dados do formato usado em uma LAN para o formato usado em uma linha T-1 e vice-versa. Ela também lida com gerenciamento de linha, erro de divisão de tempo e regeneração de sinal.

Protocolos de interface

Existem diferentes tipos de protocolos de "interface" para conectividade WAN. "Interface", neste contexto, refere-se ao formato de quadros da camada física ou aos métodos de definição de sinais de bits (formatação de pulsos eletromagnéticos).

Protocolos Seriais Síncronos

Protocolos seriais síncronos utilizam sinais de clock precisos entre o DCE e o DTE para transmitir dados em tempo real. Na comunicação síncrona, um grande número de quadros de dados é enviado quando o clock está sincronizado e a taxa de transmissão de dados é predefinida. Este é um método de comunicação muito eficiente em termos de largura de banda.

Os protocolos de sinalização síncrona incluem:

  • V.35
  • RS-232 (EAI/TIA)
  • X.21
  • RS-449
  • RS-530

Embora cada protocolo de "interface" utilize um tipo específico de conector, a maioria dos conectores pode ser usada para múltiplas interfaces. Normalmente, o tipo de hardware que você possui determinará qual conector será usado. Aliás, verifique o número do pino no conector para garantir que ele corresponda à porta serial do seu dispositivo. Os tipos comuns de conectores incluem (os números representam o número de pinos no conector): DB60, DB25, DB15, DB9.

Protocolos Assíncronos

Protocolos de transmissão assíncrona adicionam bits de início e parada a cada pacote para tornar a transmissão mais precisa, em vez de exigir que os dispositivos de envio e recebimento utilizem um relógio pré-acordado. A transmissão assíncrona é frequentemente usada entre dois modems. No entanto, este é um método de transmissão caro, pois os bits extras reduzem a taxa de transmissão de dados.

Protocolos assíncronos são usados ​​para definir padrões para comunicações de modem analógico. Um modem adquirido pode suportar um ou mais padrões diferentes de comunicação assíncrona. Os protocolos de comunicação assíncrona incluem: V.92, V.45, V.35, V.34, V.32, V.32 bis, V.32 turbo e V.22.

Transmissão de sinal assíncrona usando linhas telefônicas e conectores padrão. Os conectores podem ser: RJ-11 (2 fios), RJ-45 (4 fios), RJ-48.

O que é uma rede de longa distância (WAN)?
Transmissão de dados síncrona (esquerda) e assíncrona (direita)

Métodos de encapsulamento de dados em WAN

Os protocolos da camada física da WAN definem o hardware e o método de transmissão de sinais de bits. Os protocolos da camada de enlace de dados controlam as seguintes funções:

  • Verifique e corrija erros
  • Configurar link
  • Organizando os campos do quadro de dados
  • Controle de fluxo ponto a ponto

Os protocolos da camada de enlace físico também definem o método de encapsulamento de dados ou o formato do quadro de dados. O método de encapsulamento de dados em WANs é frequentemente chamado de HDLC (controle de enlace de dados de alto nível). Este termo é tanto um nome genérico para protocolos de enlace de dados quanto o nome de um protocolo dentro do conjunto de protocolos e serviços da WAN. Dependendo do serviço WAN e do método de conexão, você pode usar um dos seguintes métodos de encapsulamento de dados:

  • Cisco HDLC para conectividade síncrona ponto a ponto com outros roteadores Cisco.
  • LAPB para redes X.25
  • LAPD, usado em conjunto com outros protocolos para canais B em redes ISDN.
  • Cisco/IETF para redes de Frame Relay
O que é uma rede de longa distância (WAN)?
Métodos de encapsulamento de dados em WAN

A figura mostra os métodos de encapsulamento de dados mais comuns e como eles são usados ​​em conexões WAN típicas. Como pode ser visto na figura, o PPP é um método flexível que pode ser usado para diversos tipos de conexões WAN. Em geral, o método a ser usado dependerá do tipo de serviço WAN, como Frame Relay ou ISDN, e do método de encapsulamento de dados usado pelo provedor de serviços de rede.

Gerenciamento e otimização de WAN

Como a transmissão de dados ainda se baseia em regras físicas, quanto maior a distância entre dois dispositivos, maior o tempo de transmissão dos dados. Da mesma forma, quanto maior a distância, maior o atraso. Congestionamentos na rede e pacotes perdidos também podem causar problemas de desempenho.

Alguns desses problemas podem ser resolvidos com a otimização da WAN, que torna a transferência de dados mais eficiente. Isso é importante porque os links WAN podem ser caros, portanto, diversas tecnologias foram desenvolvidas para reduzir a quantidade de tráfego que passa por eles e garantir que ele chegue com eficiência. Esses métodos de otimização incluem a redução de dados redundantes (também conhecida como desduplicação), compactação e armazenamento em cache (que aproxima os dados usados ​​com frequência do usuário final).

O tráfego pode ser moldado para dar a aplicações sensíveis ao tempo, como VoIP, maior prioridade do que outros tráfegos menos urgentes, como e-mail, melhorando assim o desempenho geral da WAN. Isso pode ser formalizado em configurações de Qualidade de Serviço (QoS), que definem classes de tráfego com base na prioridade que cada classe recebe em relação às outras, no tipo de conexão WAN pela qual cada tipo de tráfego trafegará e na largura de banda que cada tipo recebe.

Como uma categoria separada, a SD-WAN otimiza a WAN.

Segurança WAN

O tráfego entre sites WAN pode ser protegido por uma rede privada virtual (VPN), que fornece segurança à rede física subjacente, incluindo autenticação, criptografia, confidencialidade e não-repúdio. Em geral, a segurança é uma parte importante de qualquer implantação de WAN, pois a conexão WAN apresenta uma vulnerabilidade potencial que um invasor pode usar para obter acesso à rede privada.

Por exemplo, uma filial sem um responsável pela segurança da informação em tempo integral pode ser negligente em suas práticas de segurança cibernética. Como resultado, um hacker que invada a rede da filial pode obter acesso à WAN principal da empresa, incluindo ativos valiosos que não deveriam ter sido comprometidos. Além dos recursos de rede, muitos serviços de SD-WAN também oferecem serviços de segurança, que devem ser considerados durante a implantação.

Internet interplanetária

A tecnologia WAN não se limita à Terra. A NASA e outras agências espaciais estão trabalhando para criar uma "internet interplanetária" confiável que será usada para transmitir mensagens experimentais entre a Estação Espacial Internacional e estações terrestres.

O programa Disruption Tolerant Networking (DTN) é o primeiro passo para fornecer uma estrutura semelhante à da internet para comunicações entre dispositivos espaciais, incluindo comunicações entre a Terra e a Lua ou outros planetas. No entanto, a menos que haja avanços significativos na física, as velocidades das redes provavelmente excederão a velocidade da luz.

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