1.0 Introducción a las Redes WAN Cuando una empresa crece y agrega sucursales, servicios de comercio electrónico u operaciones globales, una sola red LAN ya no es suficiente para satisfacer los requisitos de la empresa. En la actualidad, el acceso a una red de área extensa (WAN, Wide Area Network) se ha vuelto esencial para las empresas grandes.
Existe una variedad de tecnologías WAN que satisfacen las diferentes necesidades de las empresas y hay muchas maneras de agrandar la red. Al agregar el acceso WAN, se presentan otros aspectos a tomar en cuenta, como la seguridad de la red y la administración de las direcciones. Por lo tanto, el diseño de una WAN y la elección de los servicios de red adecuados de una portadora no es una cuestión simple. En este capítulo, primero analizará algunas de las opciones disponibles para diseñar WAN empresariales, las tecnologías disponibles para implementarlas y la terminología utilizada para explicarlas. Aprenderá a seleccionar las tecnologías, los servicios y los dispositivos WAN apropiados para satisfacer los requisitos cambiantes de una empresa en evolución. Las actividades y las prácticas en el laboratorio confirman y refuerzan su aprendizaje. Al finalizar este capítulo, podrá identificar y describir las tecnologías WAN apropiadas para habilitar servicios WAN integrados a través de una red empresarial con varias ubicaciones.
1.1.1 1.1.1
Introd Introducc ucción ión de rede redess área área exte extensa nsa (WAN) (WAN)
¿Qué es una WAN?
Una WAN es una red de comunicación de datos que opera más allá del alcance geográfico de una LAN. Las WAN se diferencian de las LAN en varios aspectos. Mientras que una LAN conecta computadoras, dispositivos periféricos y otros dispositivos de un solo edificio u de otra área geográfica pequeña, una WAN permite la transmisión de datos a través de distancias geográficas mayores. Además, la empresa debe suscribirse a un proveedor de servicios WAN para poder utilizar los servicios de red de portadora de WAN. Las LAN normalmente son propiedad de la empresa o de la organización que las utiliza. Las WAN utilizan instalaciones suministradas por un proveedor de servicios, o portadora, como una empresa proveedora de servicios de telefonía o una empresa proveedora de servicios de cable, para conectar los sitios de una organización entre sí con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos. En general, las WAN transportan varios tipos de tráfico, tales como voz, datos y video. Las tres características principales de las WAN son las siguientes: Las WAN generalmente conectan dispositivos que están separados por un área geográfica más extensa que la que puede cubrir una LAN.
Las WAN utilizan los servicios de operadoras, como empresas proveedoras de servicios de telefonía, empresas proveedoras de servicios de cable, sistemas satelitales y proveedores de servicios de red. Las WAN usan conexiones seriales de diversos tipos para brindar acceso al ancho de banda a través de áreas geográficas extensas.
¿Por qué son necesarias las WAN?
Las tecnologías LAN proporcionan velocidad y rentabilidad para la transmisión de datos dentro de organizaciones, a través de áreas geográficas relativamente pequeñas. Sin embargo, hay otras necesidades empresariales que requieren la comunicación entre sitios remotos, incluidas las siguientes: Los empleados de las oficinas regionales o las sucursales de una organización necesitan comunicarse y compartir datos con la sede central. Con frecuencia, las organizaciones desean compartir información con otras organizaciones que se encuentran a grandes distancias. Por ejemplo, los fabricantes de software comunican periódicamente información sobre productos y promociones a los distribuidores que venden sus productos a los usuarios finales. Con frecuencia, los empleados que viajan por temas relacionados con la empresa necesitan acceder a la información que se encuentra en las redes corporativas.
Además, los usuarios de computadoras domésticas necesitan enviar y recibir datos que recorren distancias cada vez mayores. Aquí se ofrecen algunos ejemplos: Ahora es común en muchos hogares que los consumidores se comuniquen con bancos, tiendas y una variedad de proveedores de bienes y servicios a través de las computadoras. Los estudiantes buscan información para las clases mediante índices de bibliotecas y publicaciones ubicadas en otras partes del país y del mundo.
Como, obviamente, no es posible conectar computadoras a nivel nacional o mundial de la misma manera en la que las computadoras de una LAN se conectan con cables, han evolucionado diferentes tecnologías para cubrir esta necesidad. Internet se está utilizando cada vez más como una alternativa económica al uso de una WAN empresarial para algunas aplicaciones. Hay nuevas tecnologías disponibles para las empresas que proporcionan seguridad y privacidad para las comunicaciones y las transacciones a través de Internet. El uso de redes WAN solas o en combinación con Internet permite a las organizaciones y a los particulares satisfacer sus necesidades de comunicaciones de área extensa.
1.1.2
La empresa en evolución
Las empresas y sus redes
A medida que las empresas crecen, contratan más empleados, abren sucursales y se expanden a mercados globales. Estos cambios ejercen influencia sobre los requisitos de servicios integrados e impulsan los requisitos de red de la empresa. En este tema, analizaremos las maneras en las que las redes de una empresa cambian para adaptarse a los requisitos empresariales cambiantes. Cada empresa es única y la manera en la que una organización crece depende de muchos factores, tales como el tipo de productos y servicios que vende la empresa, la filosofía de administración de los dueños y el clima económico del país en donde opera la empresa. En épocas de desarrollo económico lento, muchas empresas se concentran en aumentar su rentabilidad mediante la mejora de la eficacia de las operaciones existentes, el aumento de la productividad de los empleados y la reducción de los costos de operación. El establecimiento y la administración de redes pueden representar gastos importantes de operación e instalación. Para justificar un gasto de esta envergadura, las empresas esperan que sus redes funcionen de manera óptima y que puedan brindar un conjunto de servicios y aplicaciones en constante crecimiento para respaldar la productividad y la rentabilidad. A modo de ejemplo, utilicemos una empresa ficticia llamada Span Engineering y observemos cómo cambian los requisitos de red a medida que la pequeña empresa local se convierte en una empresa global. Haga clic en las fichas de la figura para ver cada etapa de crecimiento y la topología de red correspondiente. Oficina pequeña (una única LAN)
Span Engineering, empresa consultora especializada en medioambiente, ha desarrollado un proceso especial para convertir la basura doméstica en electricidad y está desarrollando un proyecto piloto para un gobierno municipal en su área local. La empresa, que fue creada hace cuatro años, ha crecido hasta contar con 15 empleados: seis ingenieros, cuatro diseñadores de diseño asistido por computadora (CAD), un recepcionista, dos socios de alto nivel y dos asistentes de oficina. La gerencia de Span Engineering espera tener proyectos a escala completa una vez que el proyecto piloto demuestre exitosamente la factibilidad del proceso. Hasta ese momento, la empresa debe administrar sus costos cuidadosamente. Para la oficina pequeña, Span Engineering utiliza una única LAN para compartir información entre las computadoras y para compartir dispositivos periféricos, como una impresora, un trazador gráfico de gran escala (para imprimir planos de ingeniería) y equipo de fax. Recientemente actualizaron la LAN para proporcionar un servicio económico de voz sobre IP (VoIP, Voice over IP) para ahorrar en costos de líneas telefónicas independientes para los empleados. La conexión a Internet se realiza a través de un servicio común de banda ancha llamado línea de suscripción digital (DSL, Digital Subscriber Line) que es suministrado por el proveedor de servicios de telefonía local. Con tan pocos empleados, el ancho de banda no es un problema importante. La empresa no puede afrontar el costo de contar con personal de soporte de tecnología de la información (TI) propio, de manera que utiliza los servicios de soporte del mismo proveedor del servicio. La empresa también utiliza un servicio de hosting en lugar de adquirir y operar sus propios servidores de FTP y correo electrónico. La imagen muestra un ejemplo de una oficina pequeña y su red. Campus (varias LAN)
Cinco años después, Span Engineering ha crecido con rapidez. Tal y como los propietarios deseaban, la empresa fue contratada para diseñar e implementar una instalación de conversión de basura de tamaño real, poco tiempo después de la implementación exitosa de la primera planta piloto. Desde entonces, también han obtenido otros proyectos en municipalidades vecinas y en otras partes del país. Para administrar la carga de trabajo adicional, la empresa contrató más personal y alquiló más oficinas. Ahora es una empresa pequeña a mediana con cientos de empleados. Se desarrollan muchos proyectos de manera simultánea, y cada uno requiere un gerente de proyecto y personal de soporte. La empresa se ha organizado en departamentos funcionales y cada departamento cuenta con su propio equipo de organización. Para satisfacer sus necesidades crecientes, la empresa se mudó a varios pisos de un edificio de oficinas más amplio. A medida que la empresa se expandió, la red también creció. En lugar de ser una única LAN pequeña, la red ahora está compuesta por varias subredes, cada una dedicada a un departamento diferente. Por ejemplo, todo el personal de ingeniería está en una LAN, mientras que el personal de mercadotecnia está en otra LAN. Estas LAN múltiples están
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Como hemos visto en este ejemplo, los requisitos de la red de una empresa pueden cambiar drásticamente a medida que la empresa crece con el tiempo. La distribución de los empleados ahorra costos de muchas maneras, pero genera mayores exigencias para la red. La red no solamente debe cubrir las necesidades operativas cotidianas, sino que además debe poder adaptarse y crecer a medida que la empresa cambia. Para enfrentar estos desafíos, los diseñadores y los administradores de red eligen cuidadosamente las tecnologías, los protocolos y los proveedores de servicios de red, y optimizan las redes con muchas de las técnicas que enseñamos en esta serie de cursos. El siguiente tema describe un modelo de red para diseñar redes que puedan adaptarse a las necesidades cambiantes de las empresas en evolución de la actualidad.
1.1.3
El modelo de red en evolución
Modelo de diseño jerárquico
El modelo de red jerárquico es una herramienta de alto nivel, útil para diseñar una infraestructura de red confiable. Proporciona una vista modular de una red, lo que simplifica el diseño y la creación de una red que pueda crecer en el futuro. Modelo de red jerárquico
Como tal vez recuerde de CCNA Exploration: conmutación de LAN y redes inalámbricas, el modelo de red jerárquico divide la red en tres capas: Capa de acceso: permite el acceso de los usuarios a los dispositivos de la red. En una red de campus, la capa de acceso generalmente incorpora dispositivos de conmutación de LAN con puertos que proporcionan conectividad a las estaciones de trabajo y a los servidores. En el entorno de la WAN, puede proporcionar a los trabajadores a distancia o a los sitios remotos acceso a la red corporativa a través de la tecnología WAN. Capa de distribución: agrupa los armarios de cableado y utiliza switches para segmentar grupos de trabajo y aislar los problemas de la red en un entorno de campus. De manera similar, la capa de distribución agrupa las conexiones WAN en el extremo del campus y proporciona conectividad basada en políticas. Capa núcleo (también conocida como backbone): enlace troncal de alta velocidad que está diseñado para conmutar paquetes tan rápido como sea posible. Como el núcleo es fundamental para la conectividad, debe proporcionar un alto nivel de disponibilidad y adaptarse a los cambios con rapidez. También proporciona escalabilidad y convergencia rápida.
Haga clic en el botón Topología de ejemplo en la imagen. La figura representa el modelo de red jerárquico en entornos de campus. El modelo de red jerárquico proporciona una estructura modular que permite flexibilidad en el diseño de la red y facilita la implementación y la resolución de problemas de la infraestructura. Sin embargo, es importante comprender que la infraestructura de la red es solamente la base de una arquitectura integral.
Las tecnologías de networking han avanzado considerablemente en los últimos años, lo que produjo redes cada vez más inteligentes. Los elementos de red actuales son más sensibles a las características del tráfico y se pueden configurar para proporcionar servicios especializados en función de aspectos como los tipos de datos que transportan, la prioridad de los datos e incluso las necesidades de seguridad. Si bien la mayoría de estos diversos servicios de infraestructura no están incluidos en este curso, es importante comprender que afectan el diseño de la red. En el siguiente tema, analizaremos la Arquitectura empresarial de Cisco, que expande el modelo jerárquico mediante el uso de inteligencia de red para considerar la infraestructura de la red.
La arquitectura empresarial
Como se describió anteriormente, las diferentes empresas necesitan diferentes tipos de redes, según la manera en la que se organizan la empresa y sus objetivos comerciales. Desafortunadamente, con mucha frecuencia las redes crecen sin ningún tipo de planificación a medida que se agregan componentes en respuesta a necesidades inmediatas. Con el tiempo, esas redes se vuelven complejas y su administración es costosa. Como la red es una mezcla de tecnologías más recientes y antiguas, puede resultar difícil prestar servicios de soporte y mantenimiento de red. Las interrupciones del servicio y su mal rendimiento son una fuente constante de problemas para los administradores de red. Para ayudar a evitar esta situación, Cisco ha desarrollado una arquitectura recomendada que se denomina Arquitectura empresarial de Cisco y que tiene trascendencia en las diferentes etapas de crecimiento de una empresa. Esta arquitectura está diseñada para proporcionar a los planificadores de la red una planificación para el crecimiento de la misma, a medida que la empresa avanza por las diferentes etapas. Al seguir la planificación sugerida, los gerentes de TI pueden planificar actualizaciones futuras de la
red que se integrarán sin inconvenientes con la red existente y respaldarán la necesidad de servicios que crece de manera constante. A continuación, se mencionan algunos ejemplos de los módulos de la arquitectura que son relevantes para la situación de Span Engineering descrita anteriormente: Arquitectura de campus de la empresa Arquitectura de sucursales de la empresa Arquitectura del centro de datos de la empresa Arquitectura de trabajadores a distancia de la empresa
Módulos de la arquitectura empresarial
La arquitectura empresarial de Cisco está compuesta por módulos que representan vistas específicas que se centran en cada lugar de la red. Cada módulo tiene una infraestructura de red diferente con servicios y aplicaciones de red que se extienden a través de los módulos. La arquitectura empresarial de Cisco incluye los siguientes módulos. Deslice el puntero sobre cada módulo de la imagen. Arquitectura de campus de la empresa
Una red de campus es un edificio o un grupo de edificios conectados en una red empresarial que está compuesta por muchas LAN. En general, un campus se limita a un
área geográfica fija, pero puede abarcar varios edificios vecinos, como un complejo industrial o parque comercial. En el ejemplo de Span Engineering, el campus abarcaba varios pisos del mismo edificio. La arquitectura de campus de empresa describe los métodos recomendados para crear una red escalable y a la vez atender las necesidades de las operaciones de las empresas con un estilo de campus. La arquitectura es modular y puede fácilmente expandirse para incluir edificios o pisos adicionales en el campus a medida que la empresa crece. Arquitectura de extremo empresarial
Este módulo ofrece conectividad para servicios de voz, video y datos fuera de la empresa. Este módulo permite a la empresa utilizar Internet y recursos de socios y proporcionar recursos a sus clientes. Con frecuencia, este módulo funciona como enlace entre el módulo de campus y los demás módulos de la arquitectura empresarial. Las arquitecturas WAN y MAN (Redes de área metropolitana, Metropolitan-Area Networks) empresariales, para las que las tecnologías descritas más adelante en este curso son relevantes, se consideran parte de este módulo. Arquitectura de sucursal de la empresa
Este módulo permite a las empresas extender las aplicaciones y los servicios encontrados en el campus a miles de ubicaciones y usuarios remotos o a un grupo pequeño de sucursales. Una gran parte de este curso se concentra en las tecnologías que, a menudo, se implementan en este módulo. Arquitectura de centro de datos de la empresa
Los centros de datos son responsables de administrar y mantener los numerosos sistemas de datos que son vitales para el funcionamiento de las empresas modernas. Los empleados, los socios y los clientes utilizan los datos y los recursos del centro de datos para crear, colaborar e interactuar de manera eficaz. En la última década, el surgimiento de Internet y las tecnologías basadas en la Web han hecho que los centros de datos sean más importantes que nunca, ya que mejoran la productividad y los procesos comerciales y aceleran el cambio. Arquitectura de trabajadores a distancia de la empresa
Muchas empresas de la actualidad ofrecen un entorno de trabajo flexible a sus empleados al permitirles trabajar desde sus oficinas en el hogar. Trabajar a distancia es aprovechar los recursos de red de la empresa desde el hogar. El módulo de trabajadores a distancia recomienda que las conexiones desde el hogar utilicen servicios de banda ancha, como módem por cable o DSL para conectarse a Internet y desde allí a la red corporativa. Como Internet presenta riesgos de seguridad importantes para las empresas, es necesario tomar medidas especiales para garantizar que las comunicaciones de los trabajadores a distancia sean seguras y privadas. Haga clic en el botón Topología de ejemplo en la imagen.
La imagen muestra un ejemplo de cómo se pueden utilizar estos módulos de arquitectura empresarial para construir una topología de red.
