Semana 1 Revision Modelo Jerarquico

Datos del Profesor:Ing. Jesús Vílchez Sandoval

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Bienvenidos al CursoIntroducción a Redes WAN

Ing. Jesús Vílchez Sandoval

Introducción a las

REDES WANBasado en el curso de certificación CCNA

Introducción a las redes WANProvisión de Servicios IntegradosConceptos de Tecnología WANPreguntas

Contenido

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Introducción a las redes WAN1

Existe una variedad de tecnologías WAN que satisfacen las diferentes necesidades de las empresas y hay muchas maneras de agrandar la red.

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.

Introducción a las Redes

Una WAN es una red de comunicación de datos que opera más allá del alcance geográfico de una LAN. La 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.

Que es una red WAN?

1. Las WAN generalmente conectan dispositivos que están separados por un área geográfica más extensa que la que puede cubrir una LAN.

2. 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.

3. Las WAN usan conexiones seriales de diversos tipos para brindar acceso al ancho de banda a través de áreas geográficas extensas.

Características de redes WAN

¿Por qué son necesarias las WAN?

2 Provisión de Servicios Integrados a la Empresa

La empresa en Evolución

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.

Modelo 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.

Núcleo

Distribución

Acceso

Modelo Jerárquico

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.

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.

Arquitectura Empresarial

3 Arquitectura de Red

Redes WAN y modelo OSI

Las operaciones de una WAN se centran principalmente en las Capas 1 y 2. Los estándares de acceso WAN normalmente describen tanto los métodos de entrega de la capa física como los requisitos de la capa de enlace de datos, incluyendo la dirección física, el control del flujo y la encapsulación.

Redes WAN y modelo OSI

Los protocolos de capa física (capa 1 del modelo OSI) describen cómo proporcionar las conexiones eléctricas, mecánicas, operativas y funcionales a los servicios brindados por un proveedor de servicios de comunicaciones.

Los protocolos de la capa de enlace de datos (Capa 2 del modelo OSI) definen cómo se encapsulan los datos para su transmisión a lugares remotos y los mecanismos de transferencia de las tramas resultantes. Se utiliza una variedad de tecnologías diferentes, como Frame Relay y ATM.

Algunos de estos protocolos utilizan los mismos mecanismos básicos de entramado, control de enlace de datos de alto nivel (HDLC, High-Level Data Link Control), una norma ISO o uno de sus subgrupos o variantes

Una WAN utiliza enlaces de datos suministrados por los servicios de una operadora para acceder a Internet y conectar los sitios de una organización entre sí, con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos.

La capa física de acceso a la WAN describe la conexión física entre la red de la empresa y la red del proveedor de servicios.

Capa Física de la WAN

CPE (Customer Premises Equipment)Equipo Local del Cliente

DCE (Data Communication Equipment)Equipo de Comunicación de Datos

DTE (Data Terminal Equipment)Equipo Terminal de Datos

DEMARC (Punto de Demarcación)

Bucle Local (Cable)Ultima Milla

CO (Central Office)Oficina Central

Capa Física de la WAN

Dispositivos de la WAN

MODEMModula una señal portadora analógica para codificar información digital y demodula la señal portadora para decodificar la información transmitida.Un módem de banda de voz convierte las señales digitales en frecuencias de voz. Los módems más rápidos, por ejemplo los módems por cable y los módems DSL, transmiten mediante el uso de frecuencias de banda ancha mayores.

CSU/DSULas líneas digitales, por ejemplo las líneas portadoras T1 o T3, necesitan una unidad de servicio de canal (CSU, channel service unit) y una unidad de servicio de datos (DSU, data service unit). Con frecuencia, las dos se encuentran combinadas (CSU/DSU). La CSU proporciona la terminación para la señal digital y la DSU convierte las tramas de la línea Portadora T en tramas que la LAN puede interpretar y viceversa.

Servidor de Accesoconcentra las comunicaciones de usuarios de servicios de acceso con marcación. Un servidor de acceso puede tener una mezcla de interfaces analógicas y digitales y admitir a cientos de usuarios al mismo tiempo.


Switch WAN

Dispositivo de internetworking de varios puertos que se utiliza en redes portadoras. Estos dispositivos normalmente conmutan el tráfico, por ejemplo Frame Relay, ATM o X.25. Dentro de la nube también es posible utilizar switches de PSTN para conexiones de conmutación de circuitos, por ejemplo red digital de servicios integrados ISDN o conexión telefónica analógica.

ROUTER Proporciona puertos de interfaz de internetworking y acceso WAN que se utilizan para conectarse con la red del proveedor de servicios. En algunos tipos de interfaces WAN se necesita un dispositivo externo, como una CSU/DSU o un módem (analógico, por cable o DSL) para conectar el router al punto de presencia (POP, point of presence)

ROUTER CORE

Router que reside en el centro o backbone de la WAN y no en la periferia. Para cumplir con esta función, el router debe soportar varias interfaces de telecomunicaciones de la mayor velocidad que se utilice en el núcleo de la WAN y debe poder reenviar los paquetes IP a la velocidad máxima por todas esas interfaces.

La capa física de la WAN también describe la interfaz entre el DTE y el DCE. La interfaz DTE/DCE utiliza diversos protocolos de capa física, entre ellos:

EIA/TIA-232 (Hasta 64 Kbps)EIA/TIA-449/530 (Hasta 2Mbps)EIA/TIA-612/613 (Hasta 52Mbps, HSSI)V.35 (Hasta 2Mbps, ITU-T)X.21

Estándares de la capa física WAN

Estándares de la capa física WAN

Además de los dispositivos de la capa física, las WAN necesitan protocolos de la capa de enlace de datos para establecer el vínculo a través de la línea de comunicación, desde el dispositivo emisor hasta el dispositivo receptor.

Conceptos de la capa de enlace WAN

Los protocolos de la capa de enlace de datos definen cómo se encapsulan los datos para su transmisión a lugares remotos, así como también los mecanismos de transferencia de las tramas resultantes. Se utiliza una variedad de tecnologías diferentes, como ISDN, Frame Relay o ATM. Muchos de estos protocolos utilizan los mismos mecanismos básicos de entramado, HDLC, un estándar ISO o uno de sus subgrupos o variantes.


ATM se diferencia de los demás porque utiliza celdas pequeñas de un tamaño fijo de 53 bytes (48 bytes para datos), mientras que las demás tecnologías de conmutación de paquetes utilizan paquetes de tamaño variable.

Los protocolos de enlace de datos WAN más comunes son:

• HDLC• PPP• Frame Relay• ATM


Los datos de la capa de red se envían a la capa de enlace de datos para ser transmitidos a través de un enlace físico que normalmente es de punto a punto sobre una conexión WAN.

La capa de enlace de datos crea una trama alrededor de los datos de la capa de red, de modo que se apliquen los controles y verificaciones necesarias.

Cada tipo de conexión WAN utiliza un protocolo de Capa 2 para encapsular un paquete mientras atraviesa el enlace WAN.

Encapsulación WAN

Al examinar la porción del encabezado de una trama HDLC, se pueden identificar campos comunes que utilizan muchos protocolos de encapsulación WAN. La trama siempre comienza y termina con un campo de señaladores de 8 bits. El patrón de los bits es 01111110.

El campo de la dirección no se necesita para enlaces WAN, que casi siempre son punto a punto. Aún así, el campo de la dirección está presente y puede ocupar 1 o 2 bits.

Formatos de Encapsulación de Tramas WAN

El campo de control depende del protocolo, pero normalmente indica si el contenido de los datos es información de control o si se trata de datos de la capa de red. El campo de control normalmente ocupa 1 byte.

Juntos, los campos de control y la dirección se denominan encabezado de la trama. El dato encapsulado sigue el campo de control. Entonces, una secuencia de verificación de trama (FCS, frame check sequence) utiliza el mecanismo de comprobación de redundancia cíclica (CRC, cyclic redundancy check) para establecer un campo de 2 o 4 bytes.


Se utilizan varios protocolos de enlace de datos, incluidos subgrupos y versiones propietarias de HDLC. Tanto PPP como la versión de Cisco de HDLC tienen un campo adicional en el encabezado para identificar el protocolo de capa de red de los datos encapsulados.

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ANConmutación de CircuitosLas redes de conmutación de circuitos son las que establecen un circuito (o canal) dedicado entre los nodos y las terminales antes de que los usuarios puedan comunicarse.

Debido a la operación de conmutación usada para establecer el circuito, el sistema telefónico se conoce como red conmutada por circuito. Si los módems reemplazan a los teléfonos, entonces el circuito conmutado puede transportar datos de computadora.

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ANConmutación de Circuitos

Varias conversaciones comparten la ruta interna que sigue el circuito entre los intercambios. La multiplexación por división temporal (TDM, Time Division Multiplexing) asigna a cada conversación una parte de la conexión por turno. TDM garantiza que una conexión de capacidad fija esté disponible para el suscriptor.

PSTN e ISDN son dos tipos de tecnología de conmutación de circuitos que pueden utilizarse para implementar una WAN en un contexto empresarial.

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ANConmutación de Paquetes

A diferencia de la conmutación de circuitos, la conmutación de paquetes divide los datos del tráfico en paquetes que se envían a través de una red compartida. Las redes de conmutación de paquetes no requieren que se establezca un circuito y permiten que muchos pares de nodos se comuniquen a través del mismo canal.

Los switches de una red conmutada por paquetes determinan el siguiente enlace por donde se debe enviar el paquete en función de la información de direccionamiento de cada paquete.

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Hay dos maneras de determinar este enlace: sin conexión u orientada a conexión.

Los sistemas sin conexión, tal como Internet, transmiten toda la información de direccionamiento en cada paquete. Cada switch debe evaluar la dirección para determinar a dónde enviar el paquete

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Los sistemas orientados a conexión predeterminan la ruta del paquete y cada paquete sólo necesita llevar un identificador. En el caso de Frame Relay, estos se denominan identificadores de control de enlace de datos (DLCI, Data Link Control Identifiers).

El switch determina la ruta a seguir buscando el identificador en las tablas que tiene en su memoria. Este grupo de entradas en las tablas identifica una ruta o circuito particular a través del sistema. Si este circuito está físicamente disponible, sólo mientras el paquete esté pasando por él, se llama circuito virtual (VC, virtual circuit).

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ANCircuitos Virtuales

Las redes conmutadas por paquetes pueden establecer rutas a través de los switches para realizar conexiones particulares de extremo a extremo. Estas rutas se denominan circuitos virtuales. Un VC es un circuito lógico creado dentro de una red compartida entre dos dispositivos de red. Existen dos tipos de VC.

• Circuito virtual permanente (PVC, Permanent Virtual Circuit)• Circuito virtual conmutado (SVC, Switched Virtual Circuit)

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ANCircuitos Virtuales Permantentes (PVC)

Un circuito virtual establecido de forma permanente que consta de un modo (transferencia de datos). Los PVC se utilizan cuando la transferencia de datos entre dispositivos es constante.

Los PVC reducen el uso del ancho de banda relacionado con el establecimiento y la terminación de los VC, pero aumentan los costos debido a la disponibilidad constante del circuito virtual. En general, los PVC, son configurados por el proveedor de servicios cuando el cliente solicita el servicio.

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ANCircuitos Virtuales Conmutado (SVC)

Son circuitos virtuales que se establecen dinámicamente a pedido y que se terminan cuando se completa la transmisión. La comunicación a través de un SVC consta de tres fases:Establecimiento del circuito, transferencia de datos y terminación del circuito.

1. Fase de establecimiento involucra la creación del VC entre los dispositivos origen y destino.

2. Transferencia de datos implica la transmisión de datos entre los dispositivos a través del VC,

3. Fase de terminación de circuito implica la interrupción del VC entre los dispositivos origen y destino.

Los SVC se utilizan en situaciones en las que la transmisión de datos entre los dispositivos es intermitente, principalmente para ahorrar costos.

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