Objetivo das WANs
Objetivo das WANs

Objetivo das WANs

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LANs e WANs

Seja no trabalho ou em casa, todos nós usamos Redes Locais (LANs). No entanto, as LANs são limitadas a uma pequena área geográfica.

Uma rede de longa distância (WAN) é necessária para conectar além dos limites da LAN. Uma WAN é uma rede de telecomunicações que se estende por uma área geográfica relativamente grande. Uma WAN opera além do escopo geográfico de uma LAN.

Na figura, os serviços WAN são necessários para interconectar uma rede de campus corporativo a LANs remotas em locais de filiais, locais de telecomutação e usuários remotos.

LANs e WANs

A tabela destaca as diferenças entre LANs e WANs.

Redes locais (LANs)Redes de longa distância (WANs)
LANs fornecem serviços de rede dentro de uma pequena área geográfica (ou seja, rede doméstica, rede de escritório, rede de edifício ou rede de campus).As WANs fornecem serviços de rede em grandes áreas geográficas (ou seja, dentro e entre cidades, países e continentes).
As LANs são usadas para interconectar computadores locais, periféricos e outros dispositivos.WANs são usados para interconectar usuários remotos, redes e sites.
Uma LAN pertence e é gerenciada por uma organização ou usuário doméstico.As WANs pertencem e são gerenciadas por provedores de serviços de Internet, telefone, cabo e satélite.
Além dos custos de infraestrutura de rede, não há taxa para usar uma LAN.Os serviços WAN são fornecidos mediante o pagamento de uma taxa.
As LANs fornecem velocidades de alta largura de banda usando Ethernet com fio e serviços Wi-Fi.Os provedores de WANs oferecem velocidades de largura de banda de baixa a alta, em longas distâncias usando redes físicas complexas.

WANs privadas e públicas

As WANs podem ser construídas por uma variedade de diferentes tipos de organizações, como segue:

  • Uma organização que deseja conectar usuários em locais diferentes
  • Um ISP que deseja conectar clientes à Internet
  • Um ISP ou telecomunicações que deseja interconectar ISPs

Uma WAN privada é uma conexão dedicada a um único cliente. Isso fornece o seguinte:

  • Nível de serviço garantido
  • Largura de banda consistente
  • Segurança

Uma conexão WAN pública é normalmente fornecida por um ISP ou provedor de serviços de telecomunicações que usa a Internet. Neste caso, os níveis de serviço e largura de banda podem variar, e as conexões compartilhadas não garantem segurança.

Topologias WAN

As topologias físicas descrevem a infraestrutura de rede física usada pelos dados quando estão viajando de uma origem para um destino. A topologia física da WAN usada nas WANs é complexa e, em sua maior parte, desconhecida para os usuários. Considere um usuário em Nova York estabelecendo uma chamada de videoconferência com um usuário em Tóquio, Japão. Além da conexão de Internet do usuário em Nova York, não seria viável identificar todas as conexões físicas reais que são necessárias para dar suporte à videochamada.

Em vez disso, as topologias WAN são descritas usando uma topologia lógica. As topologias lógicas descrevem a conexão virtual entre a origem e o destino. Por exemplo, a chamada de videoconferência entre o usuário em Nova York e o Japão seria uma conexão ponto a ponto lógica.

As WANs são implementadas usando os seguintes projetos de topologia lógica:

  • Topologia Ponto a Ponto
  • Topologia Hub-and-Spoke
  • Topologia Dual-homed
  • Topologia Totalmente Malhada
  • Topologia Parcialmente Malhada

Nota: Redes grandes geralmente implantam uma combinação dessas topologias.

Clique em cada botão para obter uma ilustração e explicação de cada topologia lógica WAN.

Uma topologia ponto a ponto, conforme mostrado na figura, emprega um circuito ponto a ponto entre dois pontos de extremidade.

Os links ponto a ponto geralmente envolvem conexões dedicadas de linha alugada do ponto de extremidade corporativo às redes do provedor. Uma conexão ponto a ponto envolve um serviço de transporte da Camada 2 através da rede do provedor de serviços. Os pacotes enviados de um site são entregues ao outro site e vice-versa. Uma conexão ponto a ponto é transparente para a rede do cliente. Parece que existe um link físico direto entre dois terminais.

Pode se tornar caro se muitas conexões ponto a ponto forem necessárias.

Topologia ponto a ponto

Uma topologia hub-and-spoke permite que uma única interface no roteador hub seja compartilhada por todos os circuitos spoke. Os roteadores Spoke podem ser interconectados por meio do roteador hub usando circuitos virtuais e subinterfaces roteadas. A figura exibe um exemplo de topologia hub-and-spoke que consiste em três roteadores spoke conectando-se a um roteador hub em uma nuvem WAN.

Uma topologia hub-and-spoke é uma topologia de hospedagem única. Existe apenas um roteador de hub e toda a comunicação deve passar por ele. Portanto, os roteadores de spoke só podem se comunicar uns com os outros por meio do roteador de hub. Conseqüentemente, o roteador de hub representa um único ponto de falha. Se falhar, a comunicação entre os raios também falhará.

Topologia hub-and-spoke

Uma topologia dual-homed fornece redundância. Conforme mostrado na figura, dois roteadores de hub são dual-homed e redundantemente conectados a três roteadores de raio em uma nuvem WAN.

A vantagem das topologias dual-homed é que elas oferecem redundância de rede aprimorada, balanceamento de carga, computação e processamento distribuídos e a capacidade de implementar conexões de provedor de serviços de backup.

A desvantagem é que eles são mais caros de implementar do que topologias de hospedagem única. Isso ocorre porque eles exigem hardware de rede adicional, como roteadores e switches adicionais. Topologias dual-homed também são mais difíceis de implementar porque requerem configurações adicionais e mais complexas.

Topologia dual-homed

Uma topologia totalmente em malha usa vários circuitos virtuais para conectar todos os sites, conforme mostrado na figura.

Esta é a topologia mais tolerante a falhas das cinco mostradas. Por exemplo, se o site B perder a conectividade com o site A, ele poderá enviar os dados por meio do site C ou do site D.

Topologia de malha completa

Uma topologia parcialmente em malha conecta muitos sites, mas não todos. Por exemplo, na figura, os sites A, B, C ainda estão totalmente integrados. O site D deve se conectar ao site A para alcançar os sites B e C.

Topologia parcialmente em malha

Conexões de operadora

Outro aspecto do design de WAN é como uma organização se conecta à Internet. Uma organização geralmente assina um acordo de nível de serviço (SLA) com um provedor de serviços. O SLA descreve os serviços esperados relacionados à confiabilidade e disponibilidade da conexão. O provedor de serviços pode ou não ser a operadora real. Uma operadora possui e mantém a conexão física e o equipamento entre o provedor e o cliente. Normalmente, uma organização escolherá uma conexão WAN de portadora única ou dupla.

Clique em cada botão para obter uma ilustração e explicação de cada tipo de conexão de operadora.

Uma conexão de operadora única é quando uma organização se conecta a apenas um provedor de serviços, conforme mostrado na figura. Um SLA é negociado entre a organização e o provedor de serviços. A desvantagem desse projeto é que a conexão da operadora e o provedor de serviços são pontos únicos de falha. A conectividade com a Internet seria perdida se o link da operadora ou o roteador do provedor falhasse.

Conexão WAN de operadora única

Uma conexão de operadora dupla fornece redundância e aumenta a disponibilidade da rede, conforme mostrado na figura. A organização negocia SLAs separados com dois provedores de serviços diferentes. A organização deve garantir que cada um dos dois provedores use uma operadora diferente. Embora mais cara de implementar, a segunda conexão pode ser usada para redundância como um link de backup. Também pode ser usado para melhorar o desempenho da rede e balancear a carga do tráfego da Internet.

Conexão WAN de operadora dupla

Redes em evolução

Os requisitos de rede de uma empresa podem mudar drasticamente à medida que a empresa cresce com o tempo. Distribuir funcionários economiza custos de várias maneiras, mas aumenta as demandas da rede. Uma rede não deve apenas atender às necessidades operacionais do dia a dia do negócio, mas deve ser capaz de se adaptar e crescer conforme a empresa muda. Os designers e administradores de rede enfrentam esses desafios escolhendo cuidadosamente as tecnologias de rede, protocolos e provedores de serviço. Eles também devem otimizar suas redes usando uma variedade de técnicas e arquiteturas de projeto de rede.

Para ilustrar as diferenças entre o tamanho da rede, usaremos uma empresa fictícia chamada SPAN Engineering à medida que ela se transforma de um pequeno negócio local em uma empresa global. A SPAN Engineering, uma empresa de consultoria ambiental, desenvolveu um processo especial para converter lixo doméstico em eletricidade e está desenvolvendo um pequeno projeto piloto para um governo municipal em sua área local.

Clique em cada botão para obter uma ilustração e descrição da rede SPAN conforme ela evolui de uma pequena rede para uma empresa global.

A empresa era composta inicialmente por 15 funcionários trabalhando em um pequeno escritório, conforme mostrado na figura.

Eles usaram uma única LAN conectada a um roteador sem fio para compartilhar dados e periféricos. A conexão com a Internet é feita por meio de um serviço de banda larga comum denominado Digital Subscriber Line (DSL), fornecido por sua operadora de telefonia local. Para dar suporte aos seus requisitos de TI, eles contrataram serviços do provedor de DSL.

Rede Pequena

Em poucos anos, a empresa cresceu e exigiu vários andares de um prédio, como mostra a figura.

A empresa agora exigia uma Campus Area Network (CAN). Um CAN interconecta várias LANs dentro de uma área geográfica limitada. Várias LANs são necessárias para segmentar os vários departamentos que estão se conectando a vários switches em um ambiente de rede de campus.

A rede inclui servidores dedicados para e-mail, transferência de dados e armazenamento de arquivos e ferramentas e aplicativos de produtividade baseados na web. Um firewall protege o acesso à Internet para usuários corporativos. A empresa agora exige uma equipe interna de TI para dar suporte e manter a rede.

Rede Campus

Alguns anos depois, a empresa se expandiu e adicionou uma filial na cidade, e remotas e regionais em outras cidades, conforme mostrado na figura.

A empresa agora exigia uma rede de área metropolitana (MAN) para interconectar locais dentro da cidade. Um MAN é maior que uma LAN, mas menor que uma WAN.

Para se conectar ao escritório central, as filiais em cidades próximas usavam linhas privadas dedicadas por meio de seu provedor de serviços local. Escritórios em outras cidades e países requerem os serviços de uma WAN ou podem usar serviços de Internet para conectar locais distantes. No entanto, a Internet apresenta questões de segurança e privacidade que a equipe de TI deve abordar.

Rede de agências

A SPAN Engineering está no mercado há 20 anos e cresceu para milhares de funcionários distribuídos em escritórios em todo o mundo, conforme mostrado na figura.

Para reduzir os custos de rede, o SPAN incentivou o teletrabalho e as equipes virtuais usando aplicativos baseados na web, incluindo conferências na web, e-learning e ferramentas de colaboração online para aumentar a produtividade e reduzir custos. As redes virtuais privadas (VPNs) de acesso local a local e remoto permitem que a empresa use a Internet para se conectar de forma fácil e segura com funcionários e instalações em todo o mundo.

Rede Distribuída

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