Del inglés Wide Area Network, una red WAN es una red de área amplia que conecta varias redes más pequeñas a través de grandes distancias geográficas. Se denomina red de área amplia porque se extiende más allá de un solo edificio o un gran recinto para incluir múltiples ubicaciones repartidas a lo largo de una zona geográfica concreta, o incluso del mundo. De hecho, es utilizada por grandes empresas para conectar las redes de sus diferentes sedes entre sí. Así pues, su principal aplicación es empresarial.
No obstante, la WAN más grande es Internet ya que es una Red de redes conectadas entre ellas. En este artículo te contamos un poco más sobre estas infraestructuras.
Índice de temas
En qué consiste la red WAN y porqué es importante
Técnicamente, cualquier red grande que se extienda por una zona geográfica amplia es una WAN. Son redes a gran escalaque abarcan países e incluso continentes. No conectan ordenadores individuales, sino otras redes como LAN o MAN mediante enrutadores instalados en cada extremo de la red. Pueden ser públicas o estar gestionadas por empresas para conectar varias ubicaciones a grandes distancias. Así, una WAN privada es una red propiedad de una sola organización y operada por ella; mientras que una WAN pública se concibe como una red utilizada para conectar dispositivos pertenecientes a diferentes organizaciones. El ejemplo más común de WAN pública es Internet.
Por lo general, estas infraestructuras se emplean en el ámbito profesional y son importantes para la productividad y la continuidad del negocio en tanto en cuanto ayudan a las empresas a acceder a la información de forma segura, rápida y fiable en largas distancias.
Objetivo de una red WAN
El objetivo de una red WAN es habilitar la conexión entre redes más pequeñas y permite comunicarse mediante voz y video; compartir recursos entre empleados y clientes; acceder al almacenamiento de datos y realizar copias de seguridad remotas; conectar con las aplicaciones que se ejecutan en la nube; ejecutar y alojar aplicaciones internas, todo a través de grandes distancias.
Breve historia
La historia de las redes WAN ha estado marcada por mejoras tecnológicas que han ido aumentado las velocidades de transmisión. En la década de los 80, las velocidades de red se contaban en Kbit/s. Hoy en día, las conexiones a internet pueden alcanzar velocidades de hasta 100 Gbit/s.
Diferencias entre LAN, WAN y MAN
Aunque todas son redes existen claras diferencias entre LAN, WAN y MAN. Básicamente se distinguen en función de su tamaño y alcance. Además, cada una de ellas están diseñadas para ámbitos de aplicación concretos.
Redes WAN
Como ya hemos comentado, WAN corresponde a las siglas de Wide Area Network o red de área extensa. Se trata de una red privada de telecomunicaciones geográficamente distribuida, es decir, que se extiende por una gran zona geográfica que abarca países o continentes y que, normalmente, interconecta múltiples redes de área local (LAN).
Este tipo de infraestructuras suelen utilizarlas las grandes empresas para conectar sus redes de oficinas. En este sentido, cada oficina o sucursal suele tener su propia red LAN y estas se conectan a través de WAN.
Estas conexiones tan largas pueden formarse de diferentes maneras como líneas alquiladas, VPN o túneles IP. Técnicas como IP/MPLS (Multiprotocol Label Switching) PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), SONET (Synchronous Optical Network) o ATM (Asynchronous Transfer Mode) hacen posible estas extensas comunicaciones.
Redes LAN
LAN son las siglas de Local Area Network o red de área local. Se trata de una red de comunicación entre ordenadores situados en el mismo edificio o en edificios cercanos, de forma que permite a sus usuarios el intercambio de datos y la compartición de recursos. Es, pues, una red que se limita a un área pequeña y localizada, a distancias cortas. Las redes Wi-Fi domésticas y las de pequeñas empresas son LAN. Suelen compartir un único punto central de conexión a Internet y el estándar más frecuente para ellas es Ethernet.
Aunque son redes más pequeñas con capacidad limitada, su velocidad es mayor. Además, resulta más fácil y rentable diseñarlas, configurarlas y administrarlas. Son redes privadas que habitualmente utilizan una única tecnología de conexión.
Redes MAN
La Metropolitan Area Network o red de área metropolitana es una red de telecomunicaciones de banda ancha que comunica varias redes LAN en una zona geográficamente cercana. Suele ser cada una de las sedes de una empresa que se agrupan en una MAN por medio de líneas arrendadas.
Pueden considerarse como la hermana mayor de la LAN y conecta ciudades y regiones metropolitanas a distancias de hasta 100 km, pero sigue siendo más pequeña que una red WAN. Suelen utilizan tecnología de fibra óptica para conectar varias LAN entre sí.
Cómo funciona WAN y características
Como una red WAN no conecta ordenadores individuales, sino redes enteras, la tecnología utilizada difiere de los otros tipos de red existentes, empleando otros protocolos de transmisión y conceptos de dirección.
Aunque las WAN cubren un área extensa, las conexiones pueden ser cableadas o inalámbricas. Las WAN cableadas generalmente consisten en servicios de Internet de banda ancha y switching de etiquetas multiprotocolo (MPLS). Por su parte, las WAN inalámbricas generalmente incluyen redes LTE/4G y 5G.
Así las cosas, la WAN se basa en varias tecnologías diferentes, como la fibra óptica, los satélites, los enlaces de microondas o las líneas telefónicas de conmutación de circuitos. A medida que la tecnología ha ido evolucionando, la velocidad de estos enlaces ha aumentado drásticamente, y lo sigue haciendo.
En concreto, estas redes de área amplia utilizan un esquema de direccionamiento uniforme porque el envío sin dirección de datos sería ineficiente con el número de redes conectadas. Los sistemas intermedios o nodos de red, como conmutadores, puentes y enrutadores garantizan que los paquetes de datos enviados se reenvían a la dirección correcta. Mediante el hardware, los paquetes de datos se envían de una subred a la otra y se entregan al participante de red correcto, ya sea un PC, un teléfono inteligente o un televisor. La tecnología básica para su funcionamiento es la pila de protocolos TCP/IP que garantizan que los datos se procesen correctamente y que los paquetes lleguen a su destino, aunque haya dificultades en la transmisión.
Los datos se transmiten en paquetes a través de la WAN. Un paquete es una pequeña unidad de datos que contiene información sobre el origen, el destino y los datos en sí mismos. Cuando un dispositivo desea enviar datos a través de una WAN, este divide los datos en paquetes y los envía a través de la red. Más tarde, los paquetes se volverán a combinar en el destino.
Y es que, las empresas disponen de recursos que se ejecutan en diferentes centros de datos locales, sucursales y nubes virtuales privadas (VPC). Para establecer la conexión entre estos recursos, utilizan múltiples conexiones de red y servicios de Internet. Dado que las organizaciones no pueden construir su propia infraestructura de red a través de múltiples fronteras geográficas, suelen alquilarla a un proveedor de servicios externo.
Así, entre las conexiones más comunes podemos citar:
Líneas alquiladas
Una de las formas en las que las organizaciones conectan sus LAN para formar una WAN es mediante una línea alquilada que no es mi más ni menos que una conexión de red directa que se puede alquilar a un proveedor de servicios de Internet (ISP). A la mayoría de organizaciones les resultaría casi imposible crear su propia infraestructura física de red, que incluye cables, enrutadores y puntos de intercambio de Internet por cientos o miles de kilómetros. Así que, en su lugar, alquilan una conexión directa y específica a una empresa que ya dispone de esta infraestructura. Mediante este servicio, puede conectar dos puntos de conexión LAN entre sí.
Las líneas alquiladas no son necesariamente líneas físicas. Es posible que sean conexiones virtuales que los proveedores de servicios implementan sobre otra infraestructura de red.
Tunelización
El túnel o tunelización es un método para encapsular paquetes de datos dentro de otros paquetes de datos para que viajen a otro lugar. Con esta técnica se utiliza una conexión a Internet para acceder a los servidores de la empresa en otro país. Algunos túneles de red están encriptados para proteger el contenido de los paquetes de cualquiera que pueda interceptarlos en el camino. Tales túneles encriptados se denominan VPN, o redes privadas virtuales. Ni que decir tiene que las conexiones VPN entre redes WAN son más seguras que las conexiones de tunelización sin encriptar.
Conmutación de etiquetas multiprotocolo
La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) es una técnica que dirige el tráfico de datos en función de etiquetas predeterminadas. Es decir, enruta paquetes basados en etiquetas y no en direcciones IP. Intenta dirigir el tráfico de datos críticos a través de rutas de red más cortas o más rápidas, lo que mejora el rendimiento de la red. Desarrollada a finales de los 90, funciona entre las capas 2 y 3 de la interconexión de sistemas abiertos (OSI). Se puede utilizar para crear una red unificada en la infraestructura existente, como IPv6, retransmisión de tramas, ATM o ethernet. Se pueden utilizar líneas alquiladas de MPLS o MPLS con VPN para crear redes eficaces y seguras.
WAN definida por software o SD-WAN
La red de área amplia definida por software (SD-WAN) es la evolución posterior de la tecnología MPLS. Abstrae las funciones del MPLS a una capa de software. Dado que la WAN definida por software funciona a través de conexiones de Internet de banda ancha de uso común, normalmente puede reducir los costes de la red y proporcionar una mayor flexibilidad que una conexión fija.
Fue desarrollada en la década de 2010 y permite combinar enlaces heterogéneos, incluidos MPLS, internet de banda ancha y 5G a través de la virtualización de red, lo que proporciona redundancia y un rendimiento mejorado.SD-WANtambién forma parte de SASE (Secure Access Service Edge), lo que garantiza un acceso seguro a las aplicaciones en la nube, desde cualquier lugar y dispositivo.
WAN como servicio
La WAN como servicio es un modelo de WAN basado en la nube. Estas soluciones están diseñadas para sustituir las configuraciones de WAN heredadas que dependen del hardware, utilizan protocolos de conectividad como la conmutación de etiquetas de protocolos múltiples (MPLS), y son difíciles de escalar. Como la WAN como servicio se ofrece a través de la nube, los clientes solo necesitan una conexión a Internet y pueden configurar su WAN usando software, en lugar de utilizar aparatos de hardware.
La arquitectura de la red de área amplia o WAN
Las arquitecturas de redes de área amplia (WAN) se basan en el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) que visualiza que cualquier red informática funciona en siete capas. Diferentes tecnologías de red operan en cada una de estas diferentes capas y juntas forman una WAN que funciona.
Capa 1: capa física
Administra la transferencia de datos sin procesar en forma de bits digitales, señales ópticas u ondas electromagnéticas a través de los diferentes medios de transmisión de la red, como las fibras ópticas y las tecnologías inalámbricas.
Capa 2: capa de enlace de datos
Su función es establecer las reglas o protocolos de comunicación sobre las operaciones de la capa física. Decide cuándo iniciar o finalizar una conexión directa. Esta función de capa reenvía los paquetes de un dispositivo a otro hasta que llegan a su destino.
Capa 3: capa de red
Administra el modo en que los paquetes de datos recorren la red definiendo, por ejemplo, las reglas para el enrutamiento de paquetes, el equilibrio de carga y la pérdida de paquetes.
Capa 4: capa de transporte
Define las funciones y procedimientos para la transmisión de datos. Clasifica y envía los datos para su transferencia. También puede empaquetar los datos en paquetes de datos.
Capa 5: capa de la sesión
Administra las conexiones o sesiones entre las aplicaciones locales y remotas. Puede abrir, cerrar o terminar la conexión entre dos dispositivos.
Capa 6: capa de presentación
La capa de presentación prepara los datos para su transmisión a través de la red. Por ejemplo, incorpora cierto cifrado de manera que los delincuentes cibernéticos que vigilan la WAN no puedan hackear los datos confidenciales de las reuniones.
Capa 7: capa de la aplicación
Es la más cercana al usuario y define cómo este interactúa con la red. Contiene la lógica de la aplicación y desconoce la implementación de la red.
Los protocolos de WAN
Los protocolos de red de área amplia (WAN) definen las reglas de comunicación a través de cualquier red. Así, estas son algunas de las principales tecnologías empleadas para conectar redes de área amplia:
X.25
Desarrollado por el Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico (CCITT, actualmente ITU-T)en los años 70, se utilizó hasta 2015. Emplea una arquitectura de punto a punto para conectar terminales remotas a mainframes. Funcionaba a través de canales analógicos alquilados a compañías telefónicas.
Se trata del protocolo de comunicación de datos por conmutación de paquetes más antiguo que existe y es considerado como el «abuelo» de Frame Relay, ya que muchos de los protocolos subyacentes y funciones de X.25 todavía están en uso hoy en día (con actualizaciones) por Frame Relay.
Retransmisión de tramas o Frame Relay
En los 80 se convirtió en una alternativa al X.25 pues era mucho más veloz. Al mejorar el rendimiento de voz y vídeo, fue ampliamente adoptado por empresas de Estados Unidos, mientras que X.25 siguió siendo el estándar en Europa. Esta tecnología empaqueta los datos en forma de tramas y los transmite por una línea privada a un nodo de retransmisión de tramas. Dicho de otra manera, transmite datos en unidades de tamaño variable denominadas “frames” a través de una conexión basada en un circuito virtual. No realiza ninguna corrección de errores, como la retransmisión de datos, y deja las comprobaciones de error a los terminales. Si se detecta algún error, el paquete simplemente se descarta.
Funciona en las capas 1 y 2 y facilita la transferencia de información de una LAN (red de área local) a otra a través de múltiples conmutadores y enrutadores.
Modo de transferencia asíncrono o ATM
El modo de transferencia asíncrono (ATM) es también una de las primeras tecnologías WAN que formatea los datos en celdas de datos de 53 bytes. Desarrollado a finales de los 80 y principios de los 90, los dispositivos de la red del modo ATM utilizan la multiplexación por división de tiempo, que convierte las señales digitales en celdas de tamaño fijo, las transmite y luego las vuelve a ensamblar en su destino. Proporcionaba corrección de errores y era más rápido (hasta 622 Mbps en comparación con los 45 Mbps de Frame Relay).Este protocolo no tuvo el éxito esperado debido a la mejor relación precio/rendimiento de los productos basados en protocolos de internet, así como a la ineficiencia del tamaño de las celdas (53 bytes).
Paquete sobre SONET/SDH
Protocolo de comunicación que determina cómo se comunican los enlaces punto a punto cuando se utiliza la fibra óptica.
TCP/IP
Precisa la comunicación de extremo a extremo al especificar cómo los datos se deben empaquetar, direccionar, transmitir, enrutar y recibir. IPv6 es la versión más reciente del método más utilizado.
Tipos de redes WAN
Existen varios tipos de red WAN, y tres de ellos se agrupan bajo la clasificación de red conmutada:
Por circuitos
Son redes de marcación de dial-up (tecnología que permite el acceso a Internet a través de una línea telefónica convencional), como la red de telefonía básica (RTB) y RDSI. Durante el tiempo que dura la llamada, el ancho de banda es dedicado. Es decir, tienen dedicación plena del ancho de banda mientras se emplea la línea telefónica.
Por mensaje
Sus conmutadores suelen ser ordenadores que cumplen la tarea de aceptar el tráfico de cada terminal de la red que se encuentre conectado a ellos. Dichos equipos administran el flujo de la información mediante mensajes evaluando la dirección que se encuentra en la cabecera de los mensajes y pueden almacenarla para utilizarla más adelante. También es posible borrar, redirigir y responder los mensajes en forma automática.
Por paquetes
Se fracciona cada mensaje enviado por los usuarios y se transforman en un número de pequeñas partes denominadas paquetes, que se vuelven a unir una vez llegan al equipo de destino, para reconstruir los datos iniciales. Dichos paquetes se mueven por la red independientemente. El ancho de banda es compartido entre todos los usuarios que usan la red.
Ventajas de WAN
Las redes WAN aportan una serie de ventajas a las organizaciones como:
- No se limita a espacios geográficos determinados ofreciendo una conectividad global. Una WAN conecta redes LAN ubicadas en diferentes ciudades, países o incluso continentes, permitiendo la comunicación y colaboración entre ubicaciones distantes.
- Ofrece una amplia gama de medios de transmisión, como los enlaces satelitales. Y facilitan el acceso a servicios basados en la nube desde cualquier ubicación.
- Brinda mayor seguridad al tener un control de acceso en tiempo real. Las WAN pueden utilizar tecnologías como VPN para cifrar la información y proteger las comunicaciones, especialmente cuando se utilizan conexiones públicas como Internet.
- Proporciona una administración simplificada y que la infraestructura de TI, como servidores y aplicaciones, puede centralizarse en una ubicación y ser accedida desde todas las sucursales a través de la WAN, evitando la duplicación de recursos y costes.
- Da prioridad en conexiones a aplicaciones críticas, respecto a las no críticas.
- Permite establecer el servicio sin necesidad de cambiar las redes existentes. Gracias a su escalabilidad pueden adaptarse al crecimiento de una empresa añadiendo nuevas ubicaciones y usuarios sin grandes dificultades.
Desventajas de WAN
Pero también estas infraestructuras tienen sus inconvenientes:
- Se deben emplear equipos con una gran capacidad de memoria, ya que este factor repercute directamente en la velocidad de acceso a la información.
- Las redes WAN son inherentemente más complejas de configurar, administrar y mantener que las redes LAN, requiriendo conocimientos especializados.
- Las limitaciones de latencia y ancho de banda pueden afectar negativamente el rendimiento de las aplicaciones y servicios que utilizan la red WAN, especialmente cuando se conectan a través de largas distancias.
- No destaca por la seguridad que ofrece a sus usuarios. Los virus y la eliminación de programas son dos de los males más comunes que sufre la red WAN.
- La implementación y el mantenimiento de una WAN suelen ser más costosos que los de redes más pequeñas como las LAN, debido a la necesidad de infraestructura más compleja y extensa.
- Dependencia de terceros: Las WAN a menudo dependen de servicios de terceros para la conectividad (proveedores de servicios), lo que significa que las interrupciones en estos servicios pueden afectar a toda la red.
Cómo mejorar el rendimiento de una red WAN
El diseño, la tecnología elegida y la disposición del flujo de tráfico afectan al rendimiento de la WAN. La optimización WAN tiene como objetivo resolver problemas de rendimiento, en general relacionados con la velocidad. Es un proceso mediante el cual los ingenieros de redes WAN reconfiguran la red para garantizar que determinadas aplicaciones reciban más ancho de banda para que puedan navegar más rápido por la red. Este proceso de mejora se volvió crucial ya que la cantidad de datos que viajan por una red de área amplia aumentaron en volumen y complejidad. Además, las WAN corporativas se han expandido debido a que los trabajadores remotos que solían conectarse y trabajar desde una oficina ahora lo hacen desde sus hogares y utilizan la Internet pública y los datos deben viajar más lejos, pero con el mismo nivel de seguridad.
Así las cosas, este tipo de redes se pueden optimizar mediante el empleo de un conjunto de técnicas destinadas a mejorar las métricas de funcionamiento, su rendimiento, congestión y latencia.
Algunos de estos métodos son:
Administración del flujo de tráfico
Incorpora técnicas que minimizan la cantidad de datos enviados a través de la red como:
- Almacenamiento en caché de la información que se almacena con frecuencia en los servidores locales
- Identificación y eliminación de las copias de datos redundantes para las aplicaciones de copia de seguridad de datos y recuperación de desastres
- Reducción del volumen o compresión mediante zip de archivos de datos
Aceleración de protocolos
Algunos protocolos de la WAN presentan un exceso de intercambio de información, es decir, pueden requerir una gran cantidad de comunicación de datos de ida y vuelta para una sola solicitud como el acuse de recibo. La aceleración de protocolos agrupa las comunicaciones de los protocolos con exceso de intercambio de información para reducir el número de paquetes de datos en la red.
Límites de velocidad y conexión
Los administradores de la red pueden limitar el número de enlaces de acceso a Internet abiertos, el número de usuarios y la cantidad de ancho de banda a la que puede acceder cada usuario a la vez.
Segmentación de la red
La conformación del tráfico controla el flujo de datos para aplicaciones específicas, lo que reparte el ancho de banda de la red de forma óptima entre las aplicaciones. El operador de la red puede optar por priorizar determinadas aplicaciones críticas para mejorar su rendimiento.
Debido a la distancia entre el origen y el destino, la WAN suele ser propensa a sufrir efectos de latencia que afectan al rendimiento de la red. Para evitar estos efectos, la transmisión puede mejorarse con técnicas como la aceleración del protocolo TCP, la deduplicación de datos o la compresión de los mismos.
SD-WAN
En esta labor de optimización de las WAN el modelo SD-WAN elimina la tarea manual y deposita su dependencia en el software para administrar las conexiones. Estas soluciones aumentan la eficiencia de la organización al realizar un seguimiento del rendimiento de las aplicaciones y utilizar la automatización para seleccionar la mejor opción de conectividad. A ello se suma la capacidad de mejorar la conexión a servicios en la nube y la creación de informes de rendimiento.
Ejemplos de WAN
Internet: El mejor ejemplo de WAN disponible es la Internet, capaz de comunicar diversos aparatos tecnológicos a lo largo de distancias enormes, incluso de un lado del mundo al otro. También conocida como World Wide Web (Red de Alcance Mundial), permite la conexión a un conjunto enorme de datos disponibles en línea, desde cualquier parte del planeta que cuente con un punto de acceso y un ISP.
Redes empresariales trasnacionales: Una gran empresa, con presencia en distintos países del mundo, puede configurar una red WAN para conectar sucursales entre sí o para conectar a sus trabajadores remotos, de modo que puedan intercambiar información y mantenerse en permanente contacto a pesar de estar en países diferentes.
Banca: Un banco, con sus sucursales y cajeros automáticos, es otro ejemplo de organización que utiliza una red WAN. No en vano, las sucursales bancarias de un país se manejan a través de una red vasta y en conexión con otros bancos e incluso con bancos en el extranjero proporcionando comunicaciones seguras.
TV por suscripción: En lugar de ser una red única, una WAN de TV por suscripción es una red interconectada que utiliza tecnologías como fibra óptica, satélite o enlaces dedicados para transmitir señales de video a hogares y negocios. La infraestructura de red permite la distribución de contenido televisivo a través de una gran área geográfica, generalmente mediante la conexión de múltiples redes de área local (LAN).
Educación: En un campus o entorno universitario este tipo de redes brinda a los estudiantes y equipo docente el acceso a las bases de datos de la biblioteca o a investigaciones universitarias.
