Rede de longa distância (WAN): definição, exemplos e tecnologias

O que é uma rede de longa distância (WAN)?

WAN é a sigla de “Wide Area Network”, que significa rede de longa distância. É possível definir uma WAN como qualquer conexão de duas ou mais LANs, ou redes locais. As WANs são usadas para conectar redes locais em diferentes áreas geográficas, como grandes empresas que conectam escritórios em vários países. Um provedor de WAN (como um provedor de serviços da Internet) permite que as diferentes redes se comuniquem.

A definição de WAN inclui redes conectadas por linhas de assinante digital (DSL), comutação de rótulos multiprotocolo (MPLS), WAN sem fio (WWAN), Internet a cabo e Internet de fibra.

Uma WAN, ou rede de longa distância, é o que permite que LANs separadas pareçam um sistema único. Mas qual é a diferença entre uma WAN e uma LAN?

WAN x LAN: diferenças

Uma LAN é a conexão de dois ou mais dispositivos, enquanto uma WAN é a conexão de duas ou mais LANs. Uma LAN conecta dois ou mais dispositivos usando um aparelho chamado switch, enquanto uma WAN conecta duas ou mais LANs usando um roteador. As LANs enviam informações de forma privada por curtas distâncias, enquanto as WANs enviam informações externamente por longas distâncias.

Uma LAN conecta dispositivos em uma área local, enquanto uma WAN conecta vários locais em distâncias maiores.

Todo dispositivo tem um endereço IP privado, como um endereço residencial, para receber informações em uma rede. Um switch de rede permite que um dispositivo envie informações para outro a curtas distâncias (uma LAN), mas não consegue fazer isso a longas distâncias. Para isso, é preciso ter um roteador: conectar duas LANs por um roteador as transforma em uma WAN.

Uma WAN precisa de um provedor terceirizado para conectar as diferentes redes. Portanto, outra diferença importante entre WAN e LAN é que a WAN é fornecida e controlada por terceiros, enquanto a LAN é de sua propriedade e operação.

Tanto as WANs quanto as LANs usam portas para se conectar aos seus respectivos dispositivos (um roteador no caso de uma WAN, um switch no caso de uma LAN). A diferença entre uma porta WAN e uma porta LAN é que as portas WAN enviam informações externamente para um provedor de serviços da Internet, enquanto uma porta LAN envia informações internamente em uma rede local. A maioria dos roteadores atuais possui switches integrados, permitindo alternar entre uma rede LAN e uma rede WAN conforme a necessidade.

Exemplos de WANs

Qualquer rede de duas ou mais LANs é considerada uma “área de longa distância” para uma rede de longa distância (WAN). A Internet é um excelente exemplo de WAN e é a maior área que uma “rede de longa distância” pode ter, conectando redes em todo o mundo. Outro exemplo de rede de longa distância é um banco, com agências e caixas eletrônicos conectados em todo o país.

Outros exemplos de WAN:

• Escritórios conectando pessoas que trabalham remotamente

• Bancos de dados de pesquisa em rede em um país ou continente

• Universidades conectadas a campi em cidades diferentes

• Corporações multinacionais se conectando a diferentes filiais

• Redes de saúde conectando provedores, médicos, hospitais e pacientes

• Varejistas conectando lojas físicas, armazéns e sedes

Por que as redes de longa distância são usadas?

Redes de longa distância são usadas para conectar duas ou mais redes locais. As redes precisam manter algumas informações privadas, mas também precisam se comunicar e compartilhar dados com outras redes mais distantes. A principal função das redes de longa distância é permitir que as redes enviem informações a longas distâncias de forma segura e eficaz.

Alguns usos de redes de longa distância são:

• Conexão a serviços baseados em nuvem

• Compartilhamento de pastas, arquivos e aplicativos

• Comunicação por várias tecnologias de voz e vídeo

• Acesso a dados importantes e serviços de armazenamento de backup

• Conexão com satélites, como em viagens ao se conectar ao Google Maps

A WAN permite acesso à nuvem, compartilhamento de arquivos, sincronização de dispositivos, comunicação a longa distância e serviços de localização em redes distribuídas.

Como funciona uma WAN?

Roteadores criam uma WAN ao conectar duas ou mais LANs que não estavam conectadas e permitir que elas enviem e recebam pacotes de dados entre si. Sem um roteador, os pacotes de dados só podem ser enviados para outros dispositivos conectados localmente em pequenas áreas. Com um roteador, os pacotes de dados podem ser enviados externamente por uma rede de longa distância.

Pacotes de dados, ou pacotes de rede, são como cartas com o endereço IP do remetente, o endereço IP do destinatário e a mensagem. Roteadores são como funcionários dos correios que separam as cartas procurando os endereços IP em uma tabela de roteamento e, em seguida, enviam os pacotes de dados para o endereço IP correto.

Terceiros fornecem redes WAN usando várias tecnologias. Algumas tecnologias de WAN incluem:

• Linha dedicada: uma conexão de rede direta alugada de um provedor de serviços da Internet.

• Rede privada virtual (VPN): as VPNs são uma tecnologia que criptografa dados em um túnel entre duas ou mais LANs usando a Internet pública.

• Linha digital de assinante (DSL): uma conexão à Internet que usa as linhas telefônicas existentes para transmitir dados a um custo mínimo.

• Cabo: um tipo de conexão à Internet que usa cabos coaxiais originalmente destinados à TV. A conexão a cabo oferece largura de banda e velocidade mais confiáveis do que a DSL.

• Fibra: uma conexão à Internet que usa cabos de fibra ótica para transmitir dados em velocidades muito mais altas.

As conexões WAN podem ser com ou sem fio. As conexões WAN com fio usam serviços de Internet de banda larga fornecidos por um provedor de serviços da Internet, geralmente com comutação de rótulos multiprotocolo (MPLS) para enviar tráfego de forma eficiente por caminhos pré-determinados. As conexões WAN sem fio geralmente consistem em redes 4G, 5G ou LTE (Long-Term Evolution) para enviar informações usando ondas de rádio.

As WANs também utilizam uma sobreposição digital à rede física para proporcionar maior flexibilidade e encaminhar o tráfego para onde ele precisa ir. A sobreposição digital é uma camada virtual sobre a infraestrutura física que facilita a manipulação de pacotes de dados e é apenas uma das muitas camadas nas redes de longa distância.

Infraestrutura WAN

As WANs são construídas com base no modelo de Interconexão de Sistemas Abertos (OSI), que sustenta todas as telecomunicações. O OSI fornece uma estrutura conceitual padrão de como os dados trafegam pelas redes.

Existem sete camadas no modelo OSI:

• Camada 1: a camada física que lida com a transmissão bruta de bits por meios físicos, como cabos e fios.

• Camada 2: a camada de enlace de dados que formata os dados na rede para uma transferência confiável entre os nós da rede.

• Camada 3: a camada de rede que escolhe para onde rotear os pacotes de dados entre as redes.

• Camada 4: a camada de transporte que transmite dados de forma ordenada usando protocolos como TCP (Protocolo de Controle de Transmissão) e UDP (Protocolo de Datagrama do Usuário).

• Camada 5: a camada de sessão que estabelece, mantém e encerra as sessões de comunicação.

• Camada 6: a camada de apresentação que criptografa, compacta e apresenta os dados em um formato utilizável.

• Camada 7: a camada de aplicação que permite aos usuários interagir com os serviços de rede por meio de interfaces de software.

Protocolos WAN

Além do modelo OSI, protocolos específicos são seguidos para diferentes tipos de transmissão de dados em uma WAN. Antes que qualquer dado seja transmitido ou recebido, dois dispositivos devem concordar sobre como essa informação é estruturada. Os protocolos definem as regras sobre como os dados são enviados e aceitos.

Protocolos WAN comuns são:

• TCP/IP (Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet): o conjunto de protocolos fundamental para a Internet e a maioria das redes modernas. O TCP garante a confiabilidade ao realizar verificação de erros, reenviar pacotes perdidos e reordenar pacotes fora de sequência. O IP lida com o endereçamento e o roteamento atribuindo endereços IP usando IPv4 ou IPv6, direcionando os pacotes pelas redes. O TCP/IP é usado quando é necessária a entrega completa e precisa de todos os dados, como em transferências de arquivos e comunicação na web.

• UDP (Protocolo de Datagrama do Usuário): o UDP opera no mesmo conjunto de protocolos TCP/IP, mas é menos confiável porque não realiza verificação de erros, retransmissão de pacotes perdidos nem garante a ordem dos pacotes. No entanto, é mais rápido. O UDP é usado para aplicativos em tempo real onde a velocidade é priorizada em detrimento da precisão perfeita, como VoIP, streaming de vídeo ou jogos online.

• ATM (Modo de Transferência Assíncrona): Este protocolo transfere dados em células fixas de 53 bytes com largura de banda reservada para uma operação contínua e previsível. Ele suporta a transmissão em alta velocidade de voz, vídeo e dados com garantias de Qualidade do Serviço (QoS). Embora já tenha sido amplamente usado, foi em grande parte substituído por tecnologias modernas como o MPLS.

• MPLS (Multi-Protocol Label Switching): o MPLS atribui rótulos aos pacotes de dados, que criam caminhos pré-determinados em uma rede. Ao contrário do roteamento IP, que toma decisões em cada salto, o MPLS toma uma decisão de encaminhamento apenas uma vez. Isso permite um fluxo de tráfego rápido e previsível.

• Frame Relay: um protocolo de comutação de pacotes que usa circuitos virtuais permanentes (PVCs), que são conexões ponto a ponto estabelecidas com antecedência. É conhecido por ser econômico e rápido, embora não tenha correção de erros.

• PoS (Packet over SONET/SDH): encapsula pacotes IP diretamente em redes de fibra ótica. Oferece transmissão de alta velocidade e baixa latência.

O que é uma rede WAN definida por software (SD-WAN)?

SD-WAN é a sigla para rede WAN definida por software, e a parte “definida por software” dá uma grande pista sobre sua função. As SD-WANs especificam que determinados softwares têm prioridade na rede, para que mais dados possam ser alocados para softwares que a pessoa usuária define como importantes. Em vez de alocar a largura de banda de forma ampla para categorias como vídeo e voz, as SD-WANs alocam dados para serviços específicos, como YouTube ou Zoom.

As redes WAN tradicionais enviam tráfego entre redes usando a largura de banda disponível. Se a largura de banda é a rodovia, os pacotes de dados são os carros. As WANs têm uma quantidade limitada de largura de banda para enviar tráfego de dados. As SD-WANs usam software inteligente para dar às pessoas mais controle sobre como a largura de banda é distribuída, essencialmente abrindo uma “faixa prioritária” para os apps mais importantes para elas.

O que é otimização de WAN?

Otimização de WAN se refere a técnicas que melhoram a qualidade e o desempenho da transferência de dados em redes de longa distância. A otimização de WAN se concentra em diminuir a latência, superar as limitações de largura de banda e minimizar a perda de pacotes.

Algumas técnicas de otimização de WAN são:

• Gerenciamento do fluxo de tráfego: prioriza o tráfego crítico para aplicativos importantes, como VoIP ou streaming de vídeo. O gerenciamento do fluxo de tráfego modifica as configurações TCP/IP de acordo com a necessidade, a fim de reduzir o congestionamento, diminuir os atrasos e aumentar a velocidade para aplicativos sensíveis ao tempo.

• Armazenamento em cache de informações em servidores locais: o armazenamento em cache de dados acessados com frequência libera largura de banda para processos mais dinâmicos. Os dados em cache podem ser conteúdo de vídeo ou imagem armazenado em um site para reduzir a velocidade de download, cópias de arquivos abertos com frequência ou resultados de domínio salvos para acelerar as solicitações da web.

• Deduplicação: a deduplicação identifica e elimina a transferência de dados redundantes. Apenas uma cópia única dos dados é enviada, e quaisquer duplicatas são substituídas por ponteiros que se referem a essa cópia original.

• Compressão de dados: a compressão de dados reduz o tamanho dos dados para uma transmissão mais rápida. Ajuda a melhorar a velocidade e a eficiência sem exigir largura de banda adicional.

Como se proteger em uma WAN

As WANs podem apresentar maiores riscos de segurança, especialmente ao atravessar redes públicas ou redes inseguras. Sem as devidas proteções, os dados em trânsito podem ser vulneráveis a interceptação, adulteração e acesso não autorizado. Além disso, os endpoints conectados à WAN podem estar expostos a riscos como ransomware ou outros malware e ataques de phishing.

No entanto, a segurança da WAN depende em grande parte da implementação. Tecnologias como criptografia, firewalls, sistemas de detecção de intrusão e protocolos de comunicação seguros podem reduzir significativamente esses riscos.

Para se proteger em uma WAN:

• Mantenha seu sistema operacional atualizado para obter os patches mais recentes e corrigir quaisquer explorações de segurança conhecidas.

• Verifique regularmente a presença de vírus e malware e implemente um firewall.

• Use apps de mensagens privadas com criptografia de ponta a ponta, como Signal ou WhatsApp.

• Obtenha uma VPN confiável para manter seus dados mais protegidos contra curiosos.

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