Redes de longa distância: o que são as WANs e a tendência para 2018

Redes de longa distância: o que são as WANs e a tendência para 2018

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As WANs conectam redes menores por longas distâncias, e sua arquitetura, protocolos e tecnologias evoluíram para sua última encarnação, a SD-WAN.

Do original Wide-area networks: What WANs are and where they’re headed por Keith Shaw.

Se não fosse por redes de longa distância, não seria possível criar redes unificadas para organizações com locais distantes, para telecomutar ou fazer qualquer coisa on-line. Mas as WANs existem e existem há décadas, em constante evolução para transportar mais e mais tráfego mais rapidamente à medida que as demandas aumentam e a tecnologia se torna mais poderosa.

O que é uma WAN?

Uma WAN é uma rede que usa vários links – linhas privadas, MPLS (Multiprotocol Label Switching), redes privadas virtuais (VPNs), wireless (celular), Internet – para conectar pequenas redes metropolitanas e campus em diversos locais em uma única e distribuída rede. Os sites que elas conectam podem estar a alguns quilômetros de distância ou do outro lado do mundo. Em uma empresa, os propósitos de uma WAN podem incluir filiais conectadas ou até mesmo trabalhadores remotos individuais com a sede ou o data center, para compartilhar recursos e comunicações corporativas.

Arquitetura WAN

Inicialmente, as WANs foram construídas com redes de malha de linhas privadas compradas de operadoras de telecomunicações, mas as arquiteturas de WAN avançaram para incluir serviços de comutação de pacotes, como frame relay, ATM e MPLS. Com esses serviços, uma única conexão a um site pode ser conectada a muitos outros por meio da comutação nas redes de provedores de serviços. Para determinados tipos de tráfego, a Internet também pode ser incorporada ao mix para fornecer conexões WAN menos caras.

WAN Definida por software ou SD-WAN

À medida que as empresas buscam melhorias na WAN, o uso da tecnologia de rede definida por software está ganhando força. A WAN definida por software (SD-WAN) utiliza conceitos definidos por software, especialmente o do desacoplamento do plano de controle do plano de comutação de dados, e o traz para a WAN.

A SD-WAN utiliza software para monitorar o desempenho de uma mistura de conexões WAN – MPLS, circuitos dedicados, a Internet – e para escolher a conexão mais apropriada para cada tipo de tráfego. Assim, a teleconferência pode ser executada em um circuito dedicado, mas o e-mail pode usar a Internet. Ao tomar suas decisões, o software SD-WAN leva em consideração o desempenho de cada link no momento, o custo de cada conexão e as necessidades de cada aplicativo.

Muitos acreditam que a SD-WAN está pronta para decolar em 2018, passando de uma tecnologia pioneira para uma implementação convencional. A empresa de pesquisa IDC previu que as receitas da SD-WAN atingirão US $ 2,3 bilhões em 2018, com uma meta de receita potencial de US $ 8 bilhões até 2021. A primeira fase da SD-WAN visava criar WANs híbridas e agregar conexões MPLS e Internet para reduzir custos; a próxima fase melhorará a gestão, o monitoramento e a segurança, de acordo com Lee Doyle, da Doyle Research.

Um subconjunto da SD-WAN chamado SD-Branch ajudará a reduzir a necessidade de hardware nas filiais, substituindo muitos dispositivos físicos por softwares executados em servidores padrões de mercado, pronto para uso. O backup móvel em uma SD-WAN pode fornecer um failover (linha backup para o caso de falhas) para conexões de banda larga, já que a tecnologia de WAN sem fio (4G, LTE, etc.) custa menos.

Protocolos WAN

Um dos primeiros protocolos usados ​​para fornecer tráfego WAN foi o X.25, que usa nós de troca de comutação de pacotes (PSEs) para o hardware que transfere tráfego para os sites de conexão de fios em pacotes de tamanho padrão, entregues em ordem e inclui correção de erros . Os links físicos incluem linhas alugadas, serviços telefônicos de discagem ou conexões de Rede Digital de Serviços Integrados (ISDN). (O X.25) Não é muito mais usado.

O Frame Relay foi o sucessor do X.25. O Frame Relay coloca os dados em quadros de tamanhos diferentes e deixa a correção de erros e a retransmissão de pacotes ausentes até os pontos das extremidades. Essas diferenças aceleram a taxa geral de dados. Além disso, o Frame Relay depende menos de conexões dedicadas para criar redes em malha, o que significa menos circuitos físicos, economizando dinheiro das empresas. Mais uma vez, o frame relay, embora tenha sido uma vez extremamente popular, tornou-se menos utilizado na atualidade.

O Modo de Transferência Assíncrona (ATM) é semelhante ao frame relay, com uma grande diferença sendo que os dados são divididos em pacotes de tamanho padrão chamados células. As células tornam possível misturar diferentes classes de tráfego em um único circuito físico e, mais prontamente, garantem qualidades de serviço. A desvantagem do ATM é que, por usar células relativamente pequenas, os cabeçalhos consomem uma porcentagem relativamente grande do conteúdo de cada célula. Portanto, o uso geral de largura de banda do ATM é menos eficiente do que o do frame relay. O ATM também caiu em desgraça junto aos clientes corporativos.

Hoje, a (tecnologia MPLS) comutação de labels (rótulos) multiprotocolo é usada para transportar muitos dados corporativos pelos links WAN. Dentro de uma rede MPLS, pequenos segmentos de cabeçalho chamados labels permitem que os roteadores MPLS decidam rapidamente para onde encaminhar pacotes e tratá-los com a classe de serviço indicada pelos labels. Isso possibilita a execução de protocolos diferentes em pacotes MPLS, ao mesmo tempo em que oferece a diferentes aplicativos a prioridade apropriada à medida que o tráfego viaja entre sites.

O protocolo de Internet (IP), que se tornou mais onipresente na década de 1990, é um protocolo comumente transportado dentro do MPLS.

Gerenciamento e otimização de WAN

Como a transmissão de dados ainda depende das regras da física, quanto maior a distância entre dois dispositivos, mais tempo levará para que os dados trafeguem entre eles. Quanto maior a distância, maior o atraso. Congestionamento de rede e pacotes descartados também podem apresentar problemas de desempenho.

Parte disso pode ser resolvida usando otimização de WAN, o que torna as transmissões de dados mais eficientes. Isso é importante porque os links de WAN podem ser caros, por isso surgiram tecnologias que reduzem a quantidade de tráfego que cruza os links de WAN e garantem que ele chegue com eficiência. Esses métodos de otimização incluem a abreviação de dados redundantes (conhecidos como deduplicação), compactação e armazenamento em cache (colocando os dados mais usados ​​mais perto do usuário final).

O tráfego pode ser moldado, dando a alguns aplicativos (como o VoIP) uma prioridade maior do que outros tráfegos menos urgentes (como e-mail), o que, por sua vez, ajuda a melhorar o desempenho geral da WAN. Isso pode ser formalizado em configurações de qualidade de serviço que definem classes de tráfego pela prioridade que cada classe recebe em relação a outras, o tipo de conexão WAN que cada tipo de tráfego percorrerá e a largura de banda que cada um recebe.

História das WANs

As WANs existem desde os primórdios das redes de computação. Os primeiros exemplos de WANs incluíam linhas telefônicas comutadas por circuito, mas os avanços nas tecnologias agora incluem transmissões sem fio (seu telefone celular basicamente opera em redes de longa distância sem fio ou WWAN) e transmissões de fibra ótica. Os dados também podem ser movidos através de linhas alugadas, ou até mesmo via transmissão via satélite.

Como as tecnologias mudaram, o mesmo aconteceu com as taxas de transmissão. Os primeiros dias de modems de 2400 bps evoluíram para sistemas de 40 Gbps e 100 Gbps da atualidade. Esses aumentos de velocidade permitiram que mais dispositivos se conectassem a redes, testemunhados pela explosão de computadores, telefones, tablets e dispositivos menores da Internet of Things (Internet das Coisas).

Além disso, os aprimoramentos de velocidade permitiram que os aplicativos utilizassem grandes quantidades de largura de banda que podem percorrer WANs a uma velocidade super alta. Isso permitiu que as empresas implementassem aplicativos como videoconferência e backup de dados em grandes arquivos. Ninguém consideraria realizar uma videoconferência em um modem de 28 Kbps, mas agora os funcionários podem se sentar em um cubículo e participar de uma reunião global da empresa por meio de vídeo.

Muitos links de WAN são fornecidos por meio de serviços de operadora, nos quais os clientes trafegam em instalações compartilhadas por outros clientes. Os clientes também podem comprar links dedicados que interligam circuitos ponto-a-ponto e se dedicam ao tráfego de apenas um cliente. Eles são normalmente usados ​​para tráfego de alta prioridade ou aplicativos sensíveis ao atraso que possuem necessidades de alta largura de banda, como videoconferência.

Conexões entre sites de WAN podem ser protegidas por tecnologia de rede virtual privada (VPN) que abrangem funções de segurança, incluindo autenticação, criptografia, confidencialidade e não-repúdio (comprovação de que algo realmente ocorreu na rede).

Internet interplanetária

As tecnologias de WAN não estão limitadas apenas ao Google Earth. A NASA e outras agências espaciais estão trabalhando para criar uma “Internet Interplanetária” confiável, que visa transmitir mensagens de teste entre a Estação Espacial Internacional e estações terrestres. O programa Disrupttion Tolerant Networking (DTN) é o primeiro passo para fornecer uma estrutura semelhante à Internet para comunicações entre dispositivos baseados no espaço, incluindo a comunicação entre a Terra e a Lua, ou outros planetas. Mas até que possamos alcançar uma tecnologia mais rápida que a luz, as velocidades da rede provavelmente superariam a velocidade da luz.

Disponível em: https://www.networkworld.com/article/3248989/lan-wan/wide-area-networks-what-wans-are-and-where-theyre-headed.html

Acesso em 26/03/2018

Tradução e adaptação por Ademar Felipe Fey em 26/03/2018

Nota do tradutor: o autor foi muito feliz ao realizar um resumo do que são as redes WANs e apontar as tendências para 2018.

Em nosso e-book e em breve com uma versão exclusiva impressa (onde iremos incluir um capítulo com estudo de caso prático de rede WAN, unindo a teoria e prática) você encontra detalhes de tudo o que foi mencionado pelo autor do artigo. Confira nos links

ademarfey.wordpress.com/2018/04/01/redes-de-longa-distancia-o-que-sao-as-wans-e-a-tendencia-para-2018/

https://ademarfey.wordpress.com/livros-impressos/

Sobre ademarfey

Professor de TI aposentado. Escritor na área de Redes de Computadores e Telecomunicações. Também pesquisa a Imigração Alemã no Brasil desde 2017.
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