PAN


Wireless Personal Area Network (WPAN), Red Inalámbrica de Área Personal o red de área personal inalámbrica, es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso.

Estas redes normalmente son de unos pocos metros y para uso personal.



Evolución

Las comunicaciones inalámbricas experimentaron un crecimiento muy importante dentro de la última década (GSM, IS-95, GPRS y EDGE, UMTS, y IMT-2000). Estas tecnologías permitieron una altísima transferencia de datos dentro de las soluciones de sistemas o redes inalámbricas. La ventaja de las comunicaciones inalámbricas es que con la terminal la persona se puede mover por toda el área de cobertura, lo que no ocurre con las redes de comunicaciones fijas; esto permitirá el desarrollo de diferentes soluciones PAN y cambiará el concepto de los espacios personales.

Las bases del concepto de red para espacio personal provinieron de ideas que surgieron en el año 1995 en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) provienen para usar en señales eléctricas o impulsos eléctricos provenientes del cuerpo humano, y así poder comunicar el mismo con dispositivos adjuntos. Esto fue aceptado en primera instancia por los laboratorios de IBM Research y luego tuvo muchas variaciones desarrolladas por las diferentes instituciones y compañías de investigación. Las diferentes soluciones de PAN incluyen lo siguiente:
Proyecto Oxygen (MIT);
Pico-radio;
Infrared Data Association (IrDA);
Bluetooth;

El concepto de Bluetooth, originalmente desarrollado para reemplazar a los cables, está siendo aceptado mundialmente, y algunas de estas ideas son incorporados en el estándar IEEE 802.15 relacionado a las PANs.

Conceptos actuales

El espacio personal abarca toda el área que puede cubrir la voz. Puede tener una capacidad en el rango de los 10 bps hasta los 10 Mbps. Existen soluciones (ejemplo, Bluetooth) que operan en la frecuencia libre para instrumentación, ciencia y medicina de sus siglas en inglés (instrumental, scientific, and medical ISM) en su respectiva banda de frecuencia de 2.4 GHz. Los sistemas PAN podrán operar en las bandas libres de 5 GHz o quizás mayores a éstas. PAN es un concepto de red dinámico que exigirá las soluciones técnicas apropiadas para esta arquitectura, protocolos, administración, y seguridad.

PAN representa el concepto de redes centradas en las personas, y que les permiten a dichas personas comunicarse con sus dispositivos personales (ejemplo, PDAs, tableros electrónicos de navegación, agendas electrónicas, computadoras portátiles) para así hacer posible establecer una conexión inalámbrica con el mundo externo.

El paradigma PAN

Las redes para espacios personales continúan desarrollándose hacia la tecnología del Bluetooth hacia el concepto de redes dinámicas, el cual nos permite una fácil comunicación con los dispositivos que van adheridos a nuestro cuerpo o a nuestra indumentaria, ya sea que estemos en movimiento o no, dentro del área de cobertura de nuestra red. PAN prevé el acercamiento de un paradigma de redes, la cual atrae el interés a los investigadores, y las industrias que quieren aprender más acerca de las soluciones avanzadas para redes, tecnologías de radio, altas transferencias de bits, nuevos patrones para celulares, y un soporte de software más sofisticado.

El PAN debe proporcionar una conectividad usuario a usuario, comunicaciones seguras, y QoS que garanticen a los usuarios. El sistema tendrá que soportar diferentes aplicaciones y distintos escenarios de operación, y así poder abarcar una gran variedad de dispositivos.
Posibles equipos o dispositivos

Las diferentes demandas del servicio y los panoramas de uso hacen que PAN acumule distintos acercamientos hacia las funciones y capacidades que pueda tener. Algunos dispositivos, como un simple sensor pito, pueden ser muy baratos, y tener a su vez funciones limitadas. Otros pueden incorporar funciones avanzadas, tanto computacionales como de red, lo cual los harán más costosos. Deben preverse los siguientes puntos como importantes para su fácil escalabilidad:
Funcionalidad y Complejidad;
Precio;
Consumo de energía;
Tarifas para los datos;
Garantía;
Soporte para las interfaces.

Los dispositivos más capaces pueden incorporar funciones multimodo que permiten el acceso a múltiples redes.

Algunos de estos dispositivos pueden estar adheridos o usados como vestimenta para la persona (ejemplo, sensores); otros podrían ser fijos o establecidos temporalmente con el espacio personal (ejemplo, sensores, impresoras, y PDAs)


La distancia a la que funciona es 10 metros minimo

Conclusiones y trabajos futuros

PAN introduce un concepto de espacio personal dentro del mundo de las telecomunicaciones. Esto se convertirá en extensiones de redes, dentro del mundo personal, lo cual supone una gran variedad de nuevas características para resolver las demandas de los servicios de redes. Los usuarios rodeados por sus espacios personales pueden moverse en su espacio y ejecutar aplicaciones en las diferentes redes. Varias tecnologías están listas para nuevas soluciones e ideas, e incluso cosas inimaginables en el momento. B-PAN puede ser uno de ellos.

Red de área de almacenamiento


SAN


Una Red de Area de Almacenamiento, en inglés SAN ('Storage Area Network'), es una red de almacenamiento integral. Se trata de una arquitectura completa que agrupa los siguientes elementos:
Una red de alta velocidad de canal de fibra o iSCSI.
Un equipo de interconexión dedicado (conmutadores, puentes, etc).
Elementos de almacenamiento de red (discos duros).


Una SAN es una red dedicada al almacenamiento que está conectada a las redes de comunicación de una compañía. Además de contar con interfaces de red tradicionales, los equipos con acceso a la SAN tienen una interfaz de red específica que se conecta a la SAN.

El rendimiento de la SAN está directamente relacionado con el tipo de red que se utiliza. En el caso de una red de canal de fibra, el ancho de banda es de aproximadamente 100 megabytes/segundo (1.000 megabits/segundo) y se puede extender aumentando la cantidad de conexiones de acceso.

La capacidad de una SAN se puede extender de manera casi ilimitada y puede alcanzar cientos y hasta miles de terabytes.

Una SAN permite compartir datos entre varios equipos de la red sin afectar el rendimiento porque el tráfico de SAN está totalmente separado del tráfico de usuario. Son los servidores de aplicaciones que funcionan como una interfaz entre la red de datos (generalmente un canal de fibra) y la red de usuario (por lo general Ethernet).

Por otra parte, una SAN es mucho más costosa que una NAS ya que la primera es una arquitectura completa que utiliza una tecnología que todavía es muy cara. Normalmente, cuando una compañía estima el TCO (Coste total de propiedad) con respecto al coste por byte, el coste se puede justificar con más facilidad.

Además es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte. Principalmente, está basada en tecnología fibre channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman.


Definición de SAN

Una red SAN se distingue de otros modos de almacenamiento en red por el modo de acceso a bajo nivel. El tipo de tráfico en una SAN es muy similar al de los discos duros como ATA, SATA y SCSI. En otros métodos de almacenamiento, (como SMB o NFS), el servidor solicita un determinado fichero, p.ej."/home/usuario/wikipedia". En una SAN el servidor solicita "el bloque 6000 del disco 4". La mayoría de las SAN actuales usan el protocolo SCSI para acceder a los datos de la SAN, aunque no usen interfaces físicas SCSI. Este tipo de redes de datos se han utilizado y se utilizan tradicionalmente en grandes main frames como en IBM, SUN o HP. Aunque recientemente con la incorporación de Microsoft se ha empezado a utilizar en máquinas con sistemas operativos Microsoft Una SAN es una red de almacenamiento dedicada que proporciona acceso de nivel de bloque a LUNs. Un LUN, o número de unidad lógica, es un disco virtual proporcionado por la SAN.

 El administrador del sistema tiene el mismo acceso y los derechos a la LUN como si fuera un disco directamente conectado a la misma. El administrador puede particionar y formatear el disco en cualquier medio que él elija. Dos protocolos de red utilizados en una SAN son Fibre Channel e iSCSI. Una red de canal de fibra es una red muy rápida aislada normalmente del tráfico de la red LAN de la empresa. Sin embargo, es muy cara. Las tarjetas de canal de fibra óptica cuestan alrededor de $ 1000.00 USD cada una. También requieren conmutadores especiales de canal de fibra. iSCSI es una nueva tecnología que envía comandos SCSI sobre una red TCP / IP. Este método no es tan rápido como una red Fibre Channel, pero ahorra costes, ya que utiliza un hardware de red menos costoso. A partir de desastres como lo fue el "martes negro" en el año 2001 (Atentados del 11S) la gente de TI, han tomado acciones al respecto, con servicios de cómo recuperarse ante un desastre, cómo recuperar miles de datos y lograr la continuidad del negocio, una de las opciones es contar con la Red de área de almacenamiento, sin embargo las compañías se pueden enfrentar a cientos de ataques, por lo que es necesario contar con un plan en caso de contingencia; es de vital importancia que el sitio dónde se encuentre la Red de almacenamiento, se encuentre en un área geográfica distinta a dónde se ubican los servidores que contienen la información crítica; además se trata de un modelo centralizado fácil de administrar, puede tener un bajo costo de expansión y administración, lo que la hace una red fácilmente escalable; fiabilidad, debido a que se hace más sencillo aplicar ciertas políticas para proteger a la red.

Antecedentes

La mayoría de las SAN usan el protocolo SCSI (iSCSI) para la comunicación entre los servidores y los dispositivos de almacenamiento, aunque no se haga uso de la interfaz física de bajo nivel. En su lugar se emplea una capa de mapeo, como el estándar FCP.

Sin embargo, la poca flexibilidad que este provee, así como la distancia que puede existir entre los servidores y los dispositivos de almacenamiento, fueron los detonantes para crear un medio de conexión que permitiera compartir los recursos, y a la vez incrementar las distancias y capacidades de los dispositivos de almacenamiento.

Dada la necesidad de compartir recursos, se hizo un primer esfuerzo con los primeros sistemas que compartían el almacenamiento a dos servidores, como el actual HP MSA500G2, pero la corta distancia y la capacidad máxima de 2 servidores, sugirió la necesidad de otra forma de conexión.

Comparativas

Una SAN se puede considerar una extensión de Direct Attached Storage (DAS). Donde en DAS hay un enlace punto a punto entre el servidor y su almacenamiento, una SAN permite a varios servidores acceder a varios dispositivos de almacenamiento en una red compartida. Tanto en SAN como en DAS, las aplicaciones y programas de usuarios hacen sus peticiones de datos al sistema de ficheros directamente. La diferencia reside en la manera en la que dicho sistema de ficheros obtiene los datos requeridos del almacenamiento. En DAS, el almacenamiento es local al sistema de ficheros, mientras que en SAN, el almacenamiento es remoto. SAN utiliza diferentes protocolos de acceso como Fibre Channel y Gigabit Ethernet. En el lado opuesto se encuentra la tecnología Network-attached storage (NAS), donde las aplicaciones hacen las peticiones de datos a los sistemas de ficheros de manera remota mediante protocolos CIFS y Network File System (NFS).

SAN vs NAS vs DAS



Esquema
Estructura básica de una SAN

Las SAN proveen conectividad de E/S a través de las computadoras host y los dispositivos de almacenamiento combinando los beneficios de tecnologías Fibre Channel y de las arquitecturas de redes brindando así una aproximación más robusta, flexible y sofisticada que supera las limitaciones de DAS empleando la misma interfaz lógica SCSI para acceder al almacenamiento.

Las SAN se componen de tres capas:
Capa Host. Esta capa consiste principalmente en Servidores, dispositivos o componentes (HBA, GBIC, GLM) y software (sistemas operativos).
Capa Fibra. Esta capa la conforman los cables (Fibra óptica) así como los SAN Hubs y los SAN switches como punto central de conexión para la SAN.
Capa Almacenamiento. Esta capa la componen las formaciones de discos (Disk Arrays, Memoria Caché, RAIDs) y cintas empleados para almacenar datos.

La red de almacenamiento puede ser de dos tipos:
Red Fibre Channel. La red Fibre Channel es la red física de dispositivos Fibre Channel que emplea Fibre Channel Switches y Directores y el protocolo Fibre Channel Protocol (FCP) para transporte (SCSI-3 serial sobre Fibre Channel).
Red IP. Emplea la infraestructura del estándar LAN con hubs y/o switches Ethernet interconectados. Una SAN IP emplea iSCSI para transporte (SCSI-3 serial sobre IP)

Fibre Channel

Canal de Fibra (Fibre Channel) es un estándar, que transporta en gigabits, está optimizado para almacenamiento y otras aplicaciones de alta velocidad. Actualmente la velocidad que se maneja es de alrededor de 1 gigabit (200 MBps Full-Dúplex). Fibre Channel soportará velocidades de transferencia Full-Dúplex arriba de los 400 MBps, en un futuro cercano.

Hay 3 topologías basadas en Fibre Channel:
Punto a punto (Point to Point)
Bucle Arbitrado (Arbitrated Loop)
Tejido Conmutado (Switched Fabric)

Fibre Channel Fabric

El Tejido de Canal de Fibra (Fibre Channel Fabric) Fue diseñado como un interfaz genérico entre cada nodo y la interconexión con la capa física de ese nodo. Con la adhesión de esta interfaz, cualquier nodo Canal de Fibra, puede comunicarse sobre el Tejido, sin que sea requerido un conocimiento específico del esquema de interconexión entre los nodos.

Fibre Channel Arbitrated Loop

Esta topología, se refiere a la compartición de arquitecturas, las cuales soportan velocidades full-duplex de 100 MBps o inclusive de hasta 200 MBps. Analógicamente a la topología token ring, múltiples servidores y dispositivos de almacenamiento, pueden agregarse a mismo segmento del bucle. Arriba de 126 dispositivos pueden agregarse a un FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop). Ya que el bucle es de transporte compartido, los dispositivos deben ser arbitrados, esto es, deben ser controlados, para el acceso al bucle de transporte, antes de enviar datos.

Servicios Brindados por una Fabric.

Cuando un dispositivo se une a una Fabric su información es registrada en una base de datos, la cual es usada para su acceso a otros dispositivos de la Fabric, así mismo mantiene un registro de los cambios físicos de la topología. A continuación se presentan los servicios básicos dentro de una Fabric.
Login Service: Este servicio se utiliza para cada uno de los nodos cuando estos realizan una sesión a la Fabric (FLOGI). Para cada una de las comunicaciones establecidas entre nodos y la fabrica se envía un identificador de origen (S_ID) y del servicio de conexión se regresa un D_ID con el dominio y la información del puerto donde se establece la conexión.
Name services: Toda la información de los equipos “logueados” en la Fabric son registrados en un servidor de nombre que realiza PLOGIN. Esto con la finalidad de tener todas las entradas registradas en una base de datos de los residentes locales.
Fabric Controller: Es el encargado de proporcionar todas las notificaciones de cambio de estado a todos los nodos que se encuentren dados de alta dentro de la Fabric utilizando RSCNs (Registro notificación de estado de cambio)
Management Server: El papel de este servicio es proporcionar un punto de acceso único para los tres servicios anteriores, basado en "contenedores" llamados zonas. Una zona es una colección de nodos que define a residir en un espacio cerrado.

Híbrido SAN-NAS

Aunque la necesidad de almacenamiento es evidente, no siempre está claro cuál es la solución adecuada en una determinada organización. Elegir la solución correcta puede ser una decisión con notables implicaciones, aunque no hay una respuesta correcta única, es necesario centrarse en las necesidades y objetivos finales específicos de cada usuario u organización. Por ejemplo, en el caso concreto de las empresas, el tamaño de la compañía es un parámetro a tener en cuenta. Para grandes volúmenes de información, una solución SAN sería más acertada. En cambio, pequeñas compañías utilizan una solución NAS. Sin embargo, ambas tecnologías no son excluyentes y pueden convivir en una misma solución. Como se muestra en el gráfico, hay una serie de resultados posibles que implican la utilización de tecnologías DAS, NAS y SAN en una misma solución.

Posibles configuraciones.

Características

Latencia - Una de las diferencias y principales características de las SAN es que son construidas para minimizar el tiempo de respuesta del medio de transmisión.
Conectividad - Permite que múltiples servidores sean conectados al mismo grupo de discos o librerías de cintas, permitiendo que la utilización de los sistemas de almacenamiento y los respaldos sean óptimos.
Distancia - Las SAN al ser construidas con fibra óptica heredan los beneficios de ésta, por ejemplo, las SAN pueden tener dispositivos con una separación de hasta 10 Km sin repetidores.
Velocidad - El rendimiento de cualquier sistema de cómputo dependerá de la velocidad de sus subsistemas, es por ello que las SAN han incrementado su velocidad de transferencia de información, desde 1 Gigabit, hasta actualmente 4 y 8 Gigabits por segundo.
Disponibilidad - Una de las ventajas de las SAN es que al tener mayor conectividad, permiten que los servidores y dispositivos de almacenamiento se conecten más de una vez a la SAN, de esta forma, se pueden tener rutas redundantes que a su vez incrementaran la tolerancia a fallos.
Seguridad - La seguridad en las SAN ha sido desde el principio un factor fundamental, desde su creación se notó la posibilidad de que un sistema accediera a un dispositivo que no le correspondiera o interfiriera con el flujo de información, es por ello que se ha implementado la tecnología de zonificación, la cual consiste en que un grupo de elementos se aíslen del resto para evitar estos problemas, la zonificación puede llevarse a cabo por hardware, software o ambas, siendo capaz de agrupar por puerto o por WWN (World Wide Name), una técnica adicional se implementa a nivel del dispositivo de almacenamiento que es la Presentación, consiste en hacer que una LUN (Logical Unit Number) sea accesible sólo por una lista predefinida de servidores o nodos (se implementa con los WWN).

Componentes - Los componentes primarios de una SAN son: switches, directores, HBAs, Servidores, Ruteadores, Gateways, Matrices de discos y Librerías de cintas.
Topología - Cada topología provee distintas capacidades y beneficios las topologías de SAN son:
Cascada (cascade)
Anillo (ring)
Malla (meshed)
Núcleo/borde (core/edge)
ISL (Inter Switch Link, enlace entre conmutadores) - Actualmente las conexiones entre los switches de SAN se hacen mediante puertos tipo "E" y pueden agruparse para formar una troncal (trunk) que permita mayor flujo de información y tolerancia a fallos.
Arquitectura - Las Fibre channel actuales funcionan bajo dos arquitecturas básicas, FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop) y Switched Fabric, ambos esquemas pueden convivir y ampliar las posibilidades de las SAN. La arquitectura FC-AL puede conectar hasta 127 dispositivos, mientras que switched fabric hasta 16 millones teóricamente.

Ventajas

Compartir el almacenamiento simplifica la administración y añade flexibilidad, puesto que los cables y dispositivos de almacenamiento no necesitan moverse de un servidor a otro. Debemos darnos cuenta de que salvo en el modelo de SAN file system y en los cluster, el almacenamiento SAN tiene una relación de uno a uno con el servidor. Cada dispositivo (o Logical Unit Number LUN) de la SAN es "propiedad" de un solo ordenador o servidor. Como ejemplo contrario, NAS permite a varios servidores compartir el mismo conjunto de ficheros en la red. Una SAN tiende a maximizar el aprovechamiento del almacenamiento, puesto que varios servidores pueden utilizar el mismo espacio reservado para crecimiento.

Las rutas de almacenamiento son muchas, un servidor puede acceder a uno o "n" discos y un disco puede ser accedido por más de un servidor, lo que hace que aumente el beneficio o retorno de la inversión, es decir, el ROI (Return On Investment), por sus siglas en inglés. La Red de área de almacenamiento tiene la capacidad de respaldar en localizaciones físicamente distantes. Su objetivo es perder el menor tiempo posible o mejor aún, no perder tiempo, así que tanto el respaldo como la recuperación son en línea. Una de las grandes ventajas que también tiene es que proporciona alta disponibilidad de los datos.

Una ventaja primordial de la SAN es su compatibilidad con los dispositivos SCSI ya existentes, aprovechando las inversiones ya realizadas y permitiendo el crecimiento a partir del hardware ya existente. Mediante el empleo de dispositivos modulares como hubs, switches, bridges y routers, se pueden crear topologías totalmente flexibles y escalables, asegurando la inversión desde el primer día y, lo que es más importante, aprovechando dispositivos SCSI de costo considerable como subsistemas RAID SCSI a SCSI, librerías de cintas o torres de CD-ROM, ya que a través de un bridge Fibre Channel a SCSI podemos conectarlos directamente a la SAN. Puesto que están en su propia red, son accesibles por todos los usuarios de manera inmediata.

El rendimiento de la SAN está directamente relacionado con el tipo de red que se utiliza. En el caso de una red de canal de fibra, el ancho de banda es de aproximadamente 100 megabytes/segundo (1.000 megabits/segundo) y se puede extender aumentando la cantidad de conexiones de acceso.

La capacidad de una SAN se puede extender de manera casi ilimitada y puede alcanzar cientos y hasta miles de terabytes. Una SAN permite compartir datos entre varios equipos de la red sin afectar el rendimiento porque el tráfico de SAN está totalmente separado del tráfico de usuario. Son los servidores de aplicaciones que funcionan como una interfaz entre la red de datos (generalmente un canal de fibra) y la red de usuario (por lo general Ethernet).

Desventajas

Por otra parte, una SAN es mucho más costosa que una NAS ya que la primera es una arquitectura completa que utiliza una tecnología que todavía es muy cara. Normalmente, cuando una compañía estima el TCO (Coste total de propiedad) con respecto al coste por byte, el coste se puede justificar con más facilidad.

Protocolos

Existen tres protocolos básicos usados en una red de área de almacenamiento:
FC-AL
FC-SW
SCSI
FCoE

FC-AL: Protocolo Fibre Channel Arbitrated Loop, usado en hubs, en el SAN hub este protocolo es el que se usa por excelencia, el protocolo controla quién puede comunicarse, sólo uno a la vez.

FC-SW: Protocolo Fibre Channel Switched, usado en switches, en este caso varias comunicaciones pueden ocurrir simultáneamente. El protocolo se encarga de conectar las comunicaciones entre dispositivos y evitar colisiones.

SCSI: Usado por las aplicaciones, es un protocolo usado para que una aplicación de un equipo se comunique con el dispositivo de almacenamiento. En la SAN, el SCSI se encapsula sobre FC-AL o FC-SW. SCSI trabaja diferente en una SAN que dentro de un servidor, SCSI fue originalmente diseñado para comunicarse dentro de un mismo servidor con los discos, usando cables de cobre.. Dentro de un servidor, los datos SCSI viajan en paralelo y en la SAN viajan serializados.

FCoE:Es una tecnología de red de computadoras que encapsula las tramas de canal de fibra a través de redes Ethernet. Esto permite al canal de fibra utilizar 10 redes Gigabit Ethernet (o velocidades más altas), preservando el protocolo Fibre Channel. La especificación fue parte del Comité Internacional de Estándares de Tecnologías de Información T11 FC-BB-5 estándar publicado en 2009.

Seguridad

Una parte esencial de la seguridad de las redes de área de almacenamiento es la ubicación física de todos y cada uno de los componentes de la red. La construcción de un data center es sólo la mitad del desafío, es el hecho de decidir dónde pondremos los componentes de la red (tanto Software como Hardware) la otra mitad y la más difícil. Los componentes críticos de la red, como pueden ser los switches, matrices de almacenamiento o hosts los cuales deben estar en el mismo data center. Al implementar seguridad física, sólo los usuarios autorizados pueden tener la capacidad de realizar cambios tanto físicos como lógicos en la topología, cambios como pueden ser: cambio de puerto de los cables, acceso a reconfigurar algún equipo, agregar o quitar dispositivos entre otros.

La planificación también debe tomar en cuenta las cuestiones del medio ambiente como puede ser la refrigeración, la distribución de energía y los requisitos para la recuperación de desastres. Al mismo tiempo se debe asegurar que las redes IP que se utilizan para gestionar los diversos componentes de la SAN son seguras y no son accesibles para toda la compañía. También tiene sentido cambiar las contraseñas por defecto que tienen los dispositivos de la red para así prevenir el uso no autorizado.

WWAN


(Wireless Local Area Network)

Wireless WAN o Red Inalámbrica de Area Amplia es una red que es capaz de brindar cobertura inalámbrica en un área geográfica relativamente grande. Básicamente, una WWAN difiere de una Wireless Local Area Network o WLAN en que la primera de ellas utiliza tecnologías de red celular de comunicaciones móviles como WiMAX, UMTS, GPRS, EDGE, CDMA2000, GSM, CDPD, Mobitex, HSPA y 3Gpara realizar la transferencia de los datos entre los nodos que componen la red. También puede ser que nos encontremos con la posibilidad de utilizar LMDS y Wi-Fi autónoma para acceder a internet.

Red inalámbrica


WMAN



WMAN: Wireless Metropolitan Area Network[editar]
Véase también: Red de área metropolitana

Para redes de área metropolitana se encuentran tecnologías basadas en WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, es decir, Interoperabilidad Mundial para Acceso con Microondas), un estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE 802.16. WiMAX es un protocolo parecido a Wi-Fi, pero con más cobertura y ancho de banda. También podemos encontrar otros sistemas de comunicación como LMDS (Local Multipoint Distribution Service).

WWAN: Wireless Wide Area Network
Véase también: WAN

Una WWAN difiere de una WLAN (Wireless Local Area Network) en que usa tecnologías de red celular de comunicaciones móviles como WiMAX (aunque se aplica mejor a Redes WMAN), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GPRS, EDGE, CDMA2000, GSM, CDPD, Mobitex, HSPA y 3G para transferir los datos. También incluyeLMDS y Wi-Fi autónoma para conectar a internet.1

Características

Según el rango de frecuencias utilizado para transmitir, el medio de transmisión pueden ser las ondas de radio, las microondas terrestres o por satélite, y los infrarrojos, por ejemplo. Dependiendo del medio, la red inalámbrica tendrá unas características u otras:
Microondas terrestres: se utilizan antenas parabólicas con un diámetro aproximado de unos tres metros. Tienen una cobertura de kilómetros, pero con el inconveniente de que el emisor y el receptor deben estar perfectamente alineados. Por eso, se acostumbran a utilizar en enlaces punto a punto en distancias cortas. En este caso, la atenuación producida por la lluvia es más importante ya que se opera a una frecuencia más elevada. Las microondas comprenden las frecuencias desde 1 hasta 300 GHz.
Microondas por satélite: se hacen enlaces entre dos o más estaciones terrestres que se denominan estaciones base. El satélite recibe la señal (denominada señal ascendente) en una banda de frecuencia, la amplifica y la retransmite en otra banda (señal descendente). Cada satélite opera en unas bandas concretas. Las fronteras frecuenciales de las microondas, tanto terrestres como por satélite, con los infrarrojos y las ondas de radio de alta frecuencia se mezclan bastante, así que pueden haber interferencias con las comunicaciones en determinadas frecuencias.
Infrarrojos: se enlazan transmisores y receptores que modulan la luz infrarroja no coherente. Deben estar alineados directamente o con una reflexión en una superficie. No pueden atravesar las paredes. Los infrarrojos van desde 300 GHz hasta 384 THz.
Aplicaciones[editar]
Las bandas más importantes con aplicaciones inalámbricas, del rango de frecuencias que abarcan las ondas de radio, son la VLF (comunicaciones en navegación y submarinos), LF (radio AM de onda larga), MF (radio AM de onda media), HF (radio AM de onda corta), VHF (radio FM y TV), UHF (TV).

Mediante las microondas terrestres, existen diferentes aplicaciones basadas en protocolos como Bluetooth o ZigBee para interconectar ordenadores portátiles, PDAs, teléfonos u otros aparatos. También se utilizan las microondas para comunicaciones con radares (detección de velocidad u otras características de objetos remotos) y para la televisión digital terrestre.
Las microondas por satélite se usan para la difusión de televisión por satélite, transmisión telefónica a larga distancia y en redes privadas, por ejemplo.
Los infrarrojos tienen aplicaciones como la comunicación a corta distancia de los ordenadores con sus periféricos. También se utilizan para mandos a distancia, ya que así no interfieren con otras señales electromagnéticas, por ejemplo la señal de televisión. Uno de los estándares más usados en estas comunicaciones es el IrDA (Infrared Data Association). Otros usos que tienen los infrarrojos son técnicas como la termografía, la cual permite determinar la temperatura de objetos a distancia.

Red de área local inalámbrica


WLAN


Una red de área local inalámbrica, también conocida como WLAN (del inglés wireless local area network), es un sistema de comunicación inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes de área local cableadas o como extensión de éstas. Usan tecnologías de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas. Estas redes van adquiriendo importancia en muchos campos, como almacenes o para manufactura, en los que se transmite la información en tiempo real a una terminal central. También son muy populares en los night-clubs para compartir el acceso a Internet entre varias computadoras.



Funcionamiento

Punto de acceso WiFi.

Se utilizan ondas de radio para llevar la información de un punto a otro sin necesidad de un medio físico guiado. Al hablar de ondas de radio nos referimos normalmente a portadoras de radio, sobre las que va la información, ya que realizan la función de llevar la energía a un receptor remoto. Los datos a transmitir se superponen a la portadora de radio y de este modo pueden ser extraídos exactamente en el receptor final.

A este proceso se le llama modulación de la portadora por la información que está siendo transmitida. Si las ondas son transmitidas a distintas frecuencias de radio, varias portadoras pueden existir en igual tiempo y espacio sin interferir entre ellas. Para extraer los datos el receptor se sitúa en una determinada frecuencia, frecuencia portadora, ignorando el resto. En una configuración típica de LAN (con cable) los puntos de acceso (transceiver) conectan la red cableada de un lugar fijo mediante cableado normalizado. El punto de acceso recibe la información, la almacena y la transmite entre la WLAN y la LAN cableada. Un único punto de acceso puede soportar un pequeño grupo de usuarios y puede funcionar en un rango de al menos treinta metros y hasta varios cientos. El punto de acceso (o la antena conectada al punto de acceso) es normalmente colocado en alto pero podría colocarse en cualquier lugar en que se obtenga la cobertura de radio deseada. El usuario final accede a la red WLAN a través de adaptadores. Estos proporcionan una interfaz entre el sistema de operación de red del cliente (NOS: Network Operating System) y las ondas, mediante una antena.

La naturaleza de la conexión sin cable es transparente a la capa del cliente.

Configuraciones de red para radiofrecuencia

Pueden ser de muy diversos tipos y tan simples o complejas como sea necesario. La más básica se da entre dos ordenadores equipados con tarjetas adaptadoras para WLAN, de modo que pueden poner en funcionamiento una red independiente siempre que estén dentro del área que cubre cada uno. Esto es llamado red de igual a igual (peer to peer). Cada cliente tendría únicamente acceso a los recursos del otro cliente pero no a un servidor central. Este tipo de redes no requiere administración o preconfiguración.

Instalando un Punto de Acceso se puede doblar la distancia a la cuál los dispositivos pueden comunicarse, ya que estos actúan como repetidores. Desde que el punto de acceso se conecta a la red cableada cualquier cliente tiene acceso a los recursos del servidor y además gestionan el tráfico de la red entre los terminales más próximos. Cada punto de acceso puede servir a varias máquinas, según el tipo y el número de transmisiones que tienen lugar. Los puntos de acceso tienen un alcance finito, del orden de 150 m en lugares o zonas abiertas. En zonas grandes como por ejemplo un campus universitario o un edificio es probablemente necesario más de un punto de acceso. La meta es cubrir el área con células que solapen sus áreas de modo que los clientes puedan moverse sin cortes entre un grupo de puntos de acceso. Esto es llamado roaming.

Para resolver problemas particulares de topologías, el diseñador de la red puede elegir usar un Punto de Extensión (EPs) para aumentar el número de puntos de acceso a la red, de modo que funcionan como tales pero no están enganchados a la red cableada como los puntos de acceso. Los puntos de extensión funcionan como su nombre indica: extienden el alcance de la red retransmitiendo las señales de un cliente a un punto de acceso o a otro punto de extensión. Los puntos de extensión pueden encadenarse para pasar mensajes entre un punto de acceso y clientes lejanos de modo que se construye un puente entre ambos.

Uno de los últimos componentes a considerar en el equipo de una WLAN es la antena direccional. Por ejemplo: si se quiere una Lan sin cable a otro edificio a 1 km de distancia. Una solución puede ser instalar una antena en cada edificio con línea de visión directa. La antena del primer edificio está conectada a la red cableada mediante un punto de acceso. Igualmente en el segundo edificio se conecta un punto de acceso, lo cual permite una conexión sin cable en esta aplicación.

Asignación de canales

Los estándares 802.11a y 802.11g utilizan la banda de 2,4 – 2,5 Ghz. En esta banda, se definieron 11 canales utilizables por equipos WIFI, los cuales pueden configurarse de acuerdo a necesidades particulares. Sin embargo, los 11 canales no son completamente independientes (canales contiguos se superponen y se producen interferencias) y en la práctica sólo se pueden utilizar 3 canales en forma simultánea (1, 6 y 11). Esto es correcto para USA y muchos países de América Latina, pues en Europa, el ETSI ha definido 13 canales. En este caso, por ejemplo en España, se pueden utilizar 4 canales no-adyacentes (1, 5, 9 y 13). Esta asignación de canales usualmente se hace sólo en el punto de acceso, pues los “clientes” automáticamente detectan el canal, salvo en los casos en que se forma una red ad hoc o punto a punto cuando no existe punto de acceso.

Seguridad

Uno de los problemas de este tipo de redes es precisamente la seguridad ya que cualquier persona con una terminal inalámbrica podría comunicarse con un punto de acceso privado si no se disponen de las medidas de seguridad adecuadas. Dichas medidas van encaminadas en dos sentidos: por una parte está el cifrado de los datos que se transmiten y en otro plano, pero igualmente importante, se considera la autenticación entre los diversos usuarios de la red. En el caso del cifrado se están realizando diversas investigaciones ya que los sistemas considerados inicialmente se han conseguido descifrar. Para la autenticación se ha tomado como base el protocolo de verificación EAP (Extensible Authentication Protocol), que es bastante flexible y permite el uso de diferentes algoritmos.

Velocidad

Otro de los problemas que presenta este tipo de redes es que actualmente (a nivel de red local) no alcanzan la velocidad que obtienen las redes de datos cableadas.

Además, en relación con el apartado de seguridad, el tener que cifrar toda la información supone que gran parte de la información que se transmite sea de control y no información útil para los usuarios, por lo que incluso se reduce la velocidad de transmisión de datos útiles y no se llega a tener un buen acceso.

Red de área metropolitana


MAN



Una red de área de metropolitana (MAN, siglas del inglés Metropolitan Area Network) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado (MAN BUCLE), la tecnología de pares de cobre se posiciona como la red más grande del mundo una excelente alternativa para la creación de redes metropolitanas, por su baja latencia (entre 1 y 50 ms), gran estabilidad y la carencia de interferencias radioeléctricas, las redes MAN BUCLE, ofrecen velocidades de 10 Mbit/s ó 20 Mbit/s, sobre pares de cobre y 100 Mbit/s, 1 Gbit/s y 10 Gbit/s mediante fibra óptica.

Otra definición podría ser: Una MAN es una colección de LANs o CANs dispersas en una ciudad (decenas de kilómetros). Una MAN utiliza tecnologías tales como ATM, Frame Relay, xDSL (Digital Subscriber Line), WDM (Wavelenght Division Modulation), ISDN, E1/T1, PPP, etc. para conectividad a través de medios de comunicación tales como cobre, fibra óptica, y microondas.

Las Redes MAN BUCLE, se basan en tecnologías Bonding, de forma que los enlaces están formados por múltiples pares de cobre con el fin de ofrecer el ancho de banda necesario.

Además esta tecnología garantice SLAS'S del 99,999, gracias a que los enlaces están formados por múltiples pares de cobre y es materialmente imposible que 4, 8 ó 16 hilos se averíen de forma simultánea.

El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.

Este tipo de redes es una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en una tecnología similar a esta. La principal razón para distinguir una MAN con una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para que funcione, que equivale a la norma IEEE.

Las redes WAN también se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas cercanas a una ciudad, estas no contienen elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Estas redes pueden ser públicas o privadas.

Las redes de área metropolitana, comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad, municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 km. Son redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos.


Aplicaciones

Las redes de área metropolitana tienen muchísimas y variadas aplicaciones, las principales son:
Despliegue de servicios de VoIP (Voz sobre Protocolo de Internet), en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las "obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI, eliminando el gasto corriente de estas líneas.
Interconexión de redes de área local (LAN).
Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul inalámbrico (Femtocell) liberando la totalidad de canales Wifi para acceso, esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de usuarios wifi.
Interconexión ordenador a ordenador.
Sistemas de videovigilancia municipal.
Transmisión CAD/CAM.
Pasarelas para redes de área extensa (WAN).

También permiten la transmisión de tráficos de voz, datos y vídeo con garantías de alta latencia, razones por las cuales se hace necesaria la instalación de una red de área metropolitana a nivel corporativo, para corporaciones que cuentan con múltiples dependencias en la misma área capital.

MAN pública y privada

Una red de área metropolitana puede ser pública o privada.

Un ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o administración con edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el tráfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información externa por medio de los operadores públicos.

Los datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma de paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos.

Aplicaciones de vídeo pueden enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos.

Un ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica.

Nodos de red

Las redes de área ciudadana permiten ejecutar y superar los 600 nodos de acceso a la red, por lo que se hace muy eficaz para entornos públicos y privados con un gran número de puestos de trabajo.

Extensión de red

Las redes de área metropolitana permiten alcanzar un diámetro en torno a los 50 km, dependiendo el alcance entre nodos de red del tipo de cable utilizado, así como de la tecnología empleada. Este diámetro se considera suficiente para abarcar un área metropolitana. Abarcan una ciudad y se pueden conectar muchas entre sí, formando más redes entre sí.
Distancia entre nodos[editar]

Las redes de área metropolitana permiten distancias entre nodos de acceso de varios kilómetros, dependiendo del tipo de cable. Estas distancias se consideran suficientes para conectar diferentes edificios en un área metropolitana o campus privado.

Tráfico en tiempo real

Las redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos, lo cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios para aplicaciones en tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga de red es elevada.

Entre nodo y nodo no se puede tener, por ejemplo más de 100 kilómetros de cable. Se puede tener en aproximación límite unos 20 km de cable, pero no se sabe en que momento se puede perder la información o los datos mandados.

Los servicios síncronos requieren una reserva de ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo. Por este motivo las redes de área metropolitana son redes óptimas para entornos de tráfico multimedia, si bien no todas las redes metropolitanas soportan tráficos isócronos (transmisión de información a intervalos constantes).

Alta fiabilidad

Fiabilidad referida a la tasa de error de la red mientras se encuentra en operación. Se entiende por tasa de error el número de bits erróneos que se transmiten por la red. En general la tasa de error para fibra óptica es menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. La tasa de error no detectada por los mecanismos de detección de errores es del orden de 10-20. Esta característica permite a la redes de área metropolitana trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos como es el caso del control de tráfico aéreo.

La creación de redes metropolitanas municipales permitiría a los ayuntamientos contar con una infraestructura de altas prestaciones al dotarlos con una red propia similar a la de los proveedores de servicios de Internet. De esta forma el ayuntamiento puede conectar nuevas sedes, usuarios remotos o videocámaras en la vía pública.

Alta seguridad

La fibra óptica ofrece un medio seguro porque no es posible leer o cambiar la señal óptica sin interrumpir físicamente el enlace.

Tendencias tecnológicas y del mercado

A continuación se describen algunas de las tendencias actuales de las redes de área metropolitana.

Bonding EFM

La tecnología Bonding EFM, en 2004 fue certificada por el Metro Ethernet Forum y ofrece servicios Ethernet de alta disponibilidad en distancias próximas a los 5 km con latencias medias de 1-5 milisegundos y posibilidad de encapsulado de múltiples interfaces TXDM, en concreto se permite extender la interfaz E-1 a cualquier edificio conectado con Bonding EFM.

Características principales

El modo de trabajo en conmutación de paquetes y caudal agregado mediante la suma de anchos de banda de todos los pares de cobre, el caudal es variable entre 10 y 70 Mbit/s.

La baja latencia del bonding EFM, permite la utilización para transporte de tráfico de vídeo, voz y datos, mediante la aplicación de QoS.

SMDS

El Servicio de Datos Conmutados Multimegabit (SMDS) es un servicio, definido en Estados Unidos, capaz de proporcionar un transporte de datos trasparente "no orientado a conexión" entre locales de abonado utilizando accesos de alta velocidad a redes públicas dorsales. Se trata pues de la definición de un servicio más la especificación de interfaces de acceso.

En una primera fase se han definido cuatro documentos de recomendaciones:
TA 772: requisitos genéricos...
TA 773: requisitos de Nivel Físico (Igual al especificado en 802.6).
TA 774: requisitos de Operación, Administración y Red de área metropolitana.
TA 775: requisitos para la Tarificación.

SMDS permite implementar servicios de interconexión de redes de área local utilizando una red dorsal compartida en un ámbito de cobertura nacional, sin detrimento en las prestaciones de velocidad que siguen siendo las propias de las RALs.

El SMDS ofrece distintas velocidades de acceso desde 1, 2, 4, 10, 16, 25 y hasta 34 Mbit/s. La velocidad entre nodos de la red dorsal comienza en 45 Mbit/s y llegará a 155 Mbit/s. Esta última velocidad es la que corresponde al servicio OC-3 en la Jerarquía Digital Síncrona (SDH).

SMDS ofrece un servicio de Red Metropolitana con un acceso desde el punto de vista del abonado idéntico al 802.6, con la particularidad de que no especifica la tecnología interna de la red pública, pudiéndose utilizar tanto técnicas de conmutación ATM como otras.

Características principales

La interfaz de red a los locales del abonado se denomina “Interfaz de Subred de Abonado” (SNI, Subscriber Network Interface). Las tramas "no orientadas a conexión" son enviadas sobre el SNI entre equipos de abonado y el equipamiento de la red pública.
El formato de los datos y el nivel de adaptación es idéntico al especificado por IEEE 802.6. El SNI se especifica como una interfaz xDQDB punto-a-punto, aunque la interfaz DQDB punto-a-multipunto no está excluido. El caso de bucle de bus dual no se ha contemplado por su complejidad y coste, y porque existen alternativas más simples para ofrecer esta redundancia.
El nivel físico del SNI es el especificado por el estándar IEEE 802.6.
Las direcciones fuente y destino conforman el estándar E164, junto con la posibilidad de broadcast y multicast de direcciones E.164.
Capacidad de definir Grupos Cerrados de Usuarios mediante validación de direcciones tanto en salida como en destino.

ATM

Artículo principal: Modo de Transferencia Asíncrona

Una de las estrategias utilizadas para proporcionar un servicio de red metropolitana según el servicio definido por SMDS es la de seguir una evolución de productos que disponen de la facilidad de interconexión a altas velocidades junto a una gran variedad de interfaces en los locales del abonado. El siguiente paso es la progresiva adaptación de estas interfaces al estándar 802.6.

Este producto inicial está construido alrededor de un conmutador polivalente de altas prestaciones que constituye una solución adecuada para la interconexión de redes locales,terminales, computadoras centrales y dispositivos. Permite manejar una gran variedad de configuraciones, con distintos protocolos.

Los consiguientes pasos en la evolución de estos conmutadores Asynchronous Transfer Mode (ATM) permitirán a mediados de los 90 la obtención de una tecnología que proporcionará el servicio definido por SMDS.

Características principales

A continuación se resumen las principales características de estos nodos de red de área metropolitana.
Los nodos de este sistema son equivalentes a una subred DQDB, y se interconectan por medio de una función de encaminamiento a nivel MAC con capacidad de reencaminamiento automático.
Un conjunto de servicios de transporte:
Orientado a Conexión
Orientado a No Conexión
Isócrono
Un doble bus de fibra como medio de transporte.
Un Control de Acceso al Medio (MAC) que permite a los nodos compartir un medio de transmisión de forma más ecuánime.
Capacidad de reconfiguración cuando se producen fallos.
Un nivel físico adecuado para acomodar el formato de datos a enlaces DS3 (45 Mbit/s).

Red de área amplia


WAN



Una red de área amplia, o WAN, por las siglas de (wide area network en inglés), es una red de computadoras que abarca varias ubicaciones físicas, proveyendo servicio a una zona, un país, incluso varios continentes. Es cualquier red que une varias redes locales, llamadas LAN, por lo que sus miembros no están todos en una misma ubicación física.

Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por los proveedores de internet (ISP) para proveer conexión a sus clientes.

Hoy en día, internet brinda conexiones de alta velocidad, de manera que un alto porcentaje de las redes WAN se basan en ese medio, reduciendo la necesidad de redes privadas WAN, mientras que las redes privadas virtuales que utilizan cifrado y otras técnicas para generar una red dedicada sobre comunicaciones en internet, aumentan continuamente.



Las opciones de diseño

Una definición de las redes WAN en el término de aplicación de protocolos y conceptos de redes de ordenadores, sería: tecnologías de redes de ordenadores que se utilizan para transmitir datos a través de largas distancias, y entre las diferentes redes LAN, MAN y otras arquitecturas de redes de ordenadores localizadas. Esta distinción se debe al hecho de que las tecnologías LAN comunes que operan en la capa media (como Ethernet o Wifi) a menudo están orientados a redes localizadas físicamente, y por lo tanto no pueden transmitir datos a través de decenas, cientos o incluso miles de millas o kilómetros.

Las WAN no necesariamente tienen que estar conectadas a las LAN. Puede, por ejemplo, tener un esqueleto localizado de una tecnología WAN, que conecta diferentes LANs dentro de un campus. Esta podría ser la de facilitar las aplicaciones de ancho de banda más altas, o proporcionar una mejor funcionalidad para los usuarios.

Las WAN se utilizan para conectar redes LAN y otros tipos de redes. Así los usuarios se pueden comunicar con los usuarios y equipos de otros lugares. Muchas WAN son construidas por una organización en particular y son privadas. Otros, construidas por los proveedores de servicios de Internet, que proporcionan conexiones LAN a una organización de Internet. WAN a menudo se construyen utilizando líneas arrendadas. En cada extremo de la línea arrendada, un enrutador conecta la LAN en un lado con un segundo enrutador dentro de la LAN en el otro. Las líneas arrendadas pueden ser muy costosas. En lugar de utilizar líneas arrendadas, WAN también se puede construir utilizando métodos menos costosos de conmutación de circuitos o conmutación de paquetes. La red de protocolos incluyendo TCP/IP tiene la función de entrega de transporte y funciones de direccionamiento. Los protocolos, incluyendo paquetes como SONET/SDH, MPLS, ATM y Frame Relay son utilizados a menudo por los proveedores de servicios que ofrecen los vínculos que se usan en redes WAN. X.25 fue pronto un protocolo WAN importante, y es a menudo 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.

La investigación académica en redes de área amplia puede ser dividido en tres áreas: modelos matemáticos, emulación de red y de simulación de red.

Mejoras en el rendimiento a veces se entregan a través de los servicios de archivos de área extensa o la optimización WAN.

Opciones de tecnología de conexión

Hay varias opciones disponibles para la conectividad WAN:


Opción:

Descripción

Ventajas

Desventajas

Rango de ancho de banda

Protocolos muestra utilizada
Línea dedicada Punto-a-Punto de conexión entre dos ordenadores o redes de área local (LAN) Lo más seguro Caro PPP , HDLC , SDLC , HNAS
La conmutación de circuitos Un camino circuito dedicado se crea entre los puntos finales. Mejor ejemplo es de acceso telefónico conexiones Menos Caro Configuración de llamadas 28-144 kbit /s PPP , RDSI
La conmutación de paquetes (Conexión orientado) Dispositivos de paquetes de transporte a través de una compartida única de punto a punto de enlace punto a multipunto o a través de una red interna de soporte. Antes se puede intercambiar información entre dos puntos finales, primero establecer un circuito virtual. Paquetes de longitud variable se transmiten a través de los circuitos virtuales permanentes (PVC) o circuitos virtuales conmutados (SVC) Los medios compartidos a través de enlace X.25 , Frame-Relay
La conmutación de paquetes ( sin conexión ) Dispositivo de paquetes de transporte a través de una compartida única de punto a punto de enlace punto a multipunto o a través de una red interna de soporte. Paquetes de longitud variable se transmiten. Entre los puntos finales sin conexión es la acumulación; puntos finales sólo pueden ofrecer paquetes a la red, dirigirse a cualquier otro punto final y la red intentará entregar el paquete. A modo de ejemplo: el Internet funciona de esta manera. Muy robusto y bajo costo operativo Los medios compartidos a través de enlace IPv4 , IPv6
Relé celular Al igual que en la conmutación de paquetes, pero utiliza células de longitud fija en lugar de paquetes de longitud variable. Los datos se divide en celdas de longitud fija y luego transportado a través de circuitos virtuales Antes de 2000 esto fue visto como la mejor opción para el uso simultáneo de voz y datos. Con las mucho más altas velocidades de enlace en las redes modernas, esta ventaja es efectivamente sin sentido. Overheadpuede ser considerable

Cajero automático


Las tasas de transmisión han aumentado con el tiempo y seguirán aumentando. Alrededor de 1960 a 110 bits/s (bits por segundo) de la línea fue normal en el borde de la WAN, mientras que los enlaces centrales de 56 kbit/s a ​​64 kbit/s se consideraron "rápida". En este momento (2014) los hogares están conectados a Internet con ADSL o cable a velocidades que van desde 1 Mbit/s hasta 100 Mbit/s, y las conexiones en el núcleo de una WAN puede variar de 1 Gbit/s de 100 Gbit/s.

Recientemente, con la proliferación de bajo coste de Internet conectividad muchas empresas y organizaciones han recurrido a VPN para interconectar sus redes, la creación de una red WAN de esa manera. Empresas como Citrix, Cisco, New Edge Networks y Check Point ofrecen soluciones para crear redes VPN.

Características

Posee máquinas dedicadas a la ejecución de programas de usuario (hosts).
Una subred, donde conectan varios hosts.
División entre líneas de transmisión y elementos de conmutación (enrutadores).
Es un sistema de interconexión de equipos informáticos geográficamente dispersos, que pueden estar incluso en continentes distintos. El sistema de conexión para estas redes normalmente involucra a redes públicas de transmisión de datos.
Ventajas de la red WAN[editar]


Permite usar un software especial para que entre sus elementos de red coexistan mini y macrocomputadoras
No se limita a espacios geográficos determinados
Ofrece una amplia gama de medios de transmisión, como los enlaces satelitales

Desventajas de la red WAN

Se deben emplear equipos con una gran capacidad de memoria, ya que este factor repercute directamente en la velocidad de acceso a la información
No se 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.

Tipos de redes WAN

Existen varios tipos de red WAN, y tres de ellos se agrupan bajo la clasificación de red conmutada (en física, la conmutación consiste en el cambio del destino de una señal o de una corriente eléctrica):

Por circuitos

Para establecer una comunicación, este tipo de red WAN exige que se realice una llamada y recién cuando la conexión se efectúa cada usuario dispone de un enlace directo.

Por mensaje

Sus conmutadores suelen ser ordenadores que cumplen la tarea de aceptar el tráfico de cada terminal que se encuentre conectado a ellas. Dichos equipos evalúan la dirección que se encuentra en la cabecera de los mensajes y pueden almacenarla para utilizarla más adelante. Cabe mencionar que 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, y esto repercute positivamente en el tráfico, además de facilitar la corrección de errores, ya que en caso de fallos sólo se deberán reenviar las partes afectadas.

Topología de los enrutadores

Topologías de los enrutadores en una red de área amplia:
Estrella
Anillo
Árbol
Malla completa
Intersección de anillos
Malla Irregular

TIPOS DE RED DE COMPUTADORAS


LAN



Una red de área local, o LAN por las siglas en inglés de local area network, es una red de computadoras que abarca un área reducida a una casa, un departamento o un edificio.

La topología de red define la estructura de una red. Una parte de la definición topológica es la topología física, que es la disposición real de los cables o medios. La otra parte es la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar datos.



Topologías físicas

Las topologías más comúnmente usadas son las siguientes:
Una topología de bus usa solo un cable backbone que debe terminarse en ambos extremos. Todos los hosts se conectan directamente a este backbone. Su funcionamiento es simple y es muy fácil de instalar, pero es muy sensible a problemas de tráfico, y un fallo o una rotura en el cable interrumpe todas las transmisiones.
La topología de anillo conecta los nodos punto a punto, formando un anillo físico y consiste en conectar varios nodos a una red que tiene una serie de repetidores. Cuando un nodo transmite información a otro la información pasa por cada repetidor hasta llegar al nodo deseado. El problema principal de esta topología es que los repetidores son unidireccionales (siempre van en el mismo sentido). Después de pasar los datos enviados a otro nodo por dicho nodo, continua circulando por la red hasta llegar de nuevo al nodo de origen, donde es eliminado. Esta topología no tiene problemas por la congestión de tráfico, pero si hay una rotura de un enlace, se produciría un fallo general en la red.
La topología en estrella conecta todos los nodos con un nodo central. El nodo central conecta directamente con los nodos, enviándoles la información del nodo de origen, constituyendo una red punto a punto. Si falla un nodo, la red sigue funcionando, excepto si falla el nodo central, que las transmisiones quedan interrumpidas.
Una topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí mediante la conexión de concentradores (hubs) o switches. Esta topología puede extender el alcance y la cobertura de la red.
Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar los hubs o switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico de la topología.
La topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de malla en los sistemas de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. En esta topología, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. AunqueInternet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la topología de malla completa.
La topología de árbol tiene varias terminales conectadas de forma que la red se ramifica desde un servidor base. Un fallo o rotura en el cable interrumpe las transmisiones.
La topología de doble anillo es una de las tres principales topologías. Las estaciones están unidas una con otra formando un círculo por medio de un cable común. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regresándose en cada nodo. El doble anillo es una variación del anillo que se utiliza principalmente en redes de fibra como FDDI es el doble anillo.
La topología mixta es aquella en la que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías: bus, estrella o anillo. Principalmente las podemos encontrar dos topologías mixtas: Estrella-Bus y Estrella-Anillo. Los cables más utilizados son el cable de par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.

Topologías lógicas

La topología lógica de una red es la forma en que los hosts se comunican a través del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast y transmisión detokens.
La topología broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. No existe una orden que las estaciones deban seguir para utilizar la red. Es por orden de llegada, es como funciona Ethernet.
La topología transmisión de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe eltoken, ese host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host y el proceso se vuelve a repetir. Dos ejemplos de redes que utilizan la transmisión de tokens son Token Ring y la interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI). Arcnet es una variación de Token Ring y FDDI. Arcnet es la transmisión de tokens en una topología de bus.
Tipos[editar]

La oferta de redes de área local es muy amplia, existiendo soluciones casi para cualquier circunstancia. Podemos seleccionar el tipo de cable, la topología e incluso el tipo de transmisión que más se adapte a nuestras necesidades. Sin embargo, de toda esta oferta las soluciones más extendidas son tres: Ethernet, Token Ring y Arcnet.

Comparativa de los tipos de redes

Para elegir el tipo de red que más se adapte a nuestras pretensiones, tenemos que tener en cuenta distintos factores, como son el número de estaciones, distancia máxima entre ellas, dificultad del cableado, necesidades de velocidad de respuesta o de enviar otras informaciones aparte de los datos de la red y, como no, el costo.

Como referencia para los parámetros anteriores, podemos realizar una comparación de los tres tipos de redes comentados anteriormente. Para ello, supongamos que el tipoEthernet y Arcnet se instalan con cable coaxial y Token Ring con par trenzado apantallado. En cuanto a las facilidades de instalación, Arcnet resulta ser la más fácil de instalar debido a su topología. Ethernet y Token Ring necesitan de mayor reflexión antes de proceder con su implementación.

En cuanto a la velocidad, Ethernet es la más rápida, entre 10 y 1000 Mbit/s, Arcnet funciona a 2,5 Mbit/s y Token Ring a 4 Mbit/s. Actualmente existe una versión de Token Ringa 16 Mbit/s, pero necesita un tipo de cableado más caro.

En cuanto al precio, Arcnet es la que ofrece un menor coste; por un lado porque las tarjetas que se instalan en los PC para este tipo de redes son más baratas, y por otro, porque el cableado es más accesible. Token Ring resulta ser la que tiene un precio más elevado, porque, aunque las placas de los PC son más baratas que las de la red Ethernet, sin embargo su cableado resulta ser caro, entre otras cosas porque se precisa de una MAU por cada grupo de ocho usuarios más.
Componentes[editar]
Servidor: el servidor es aquel o aquellas computadoras que van a compartir sus recursos hardware y software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
Estación de trabajo: las computadoras que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.
Gateways o pasarelas: es un hardware y software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes computadoras (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etcétera) a los de la red, y viceversa.
Bridges o puentes de ref: es un hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.

Tarjeta de red PCI.
Tarjeta de red: también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre la computadora y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con la computadora se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.
El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son elcable de par trenzado, cable coaxial y la fibra óptica (cada vez en más uso esta última).
Concentradores de cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red.

Conmutador de red.Existen dos tipos de concentradores de cableado:
Concentradores pasivos: actúan como un simple concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la red.
Concentradores activos: además de su función básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas y ejecutadas.Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la red. Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama topología lógica.Existen dos tipos principales:
Concentradores con topología lógica en bus (HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.
Concentradores con topología lógica en anillo (MAU): se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.

Realmente no hay un límite máximo de computadoras, dependerá entre otras cosas de los switches que se utilicen. No obstante, considerando que se tuvieran muy buenos equipos y bien organizada la red, entre 400 y 500 sería lo máximo que podría soportar la LAN sin que empezara a degradarse notablemente el rendimiento de la red a causa del propio tráfico de broadcast.[cita requerida]