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

A maior e mais conhecida WAN é a internet, uma rede formada por muitas outras menores distribuídas pelo mundo.

As WANs, implementadas inicialmente pela Força Aérea dos EUA nos anos 1950, evoluíram ao longo do tempo ao aproveitar os avanços em tecnologias modernas de comunicação, como modo de transferência assíncrona (ATM), comutação de pacotes, rede definida por software (SDN) e, por fim, a internet atual. Hoje, as WANs são essenciais para o funcionamento das empresas modernas, permitindo que companhias com presença global compartilhem informações e recursos entre fusos horários, continentes e até oceanos.

As WANs são compostas por uma série de redes menores e interconectadas que, por sua vez, são formadas por computadores e outros dispositivos menores conhecidos como redes locais (LANs).

Uma rede local (LAN) permite que dispositivos como computadores, celulares e outros compartilhem dados com segurança dentro de uma área geográfica limitada. Embora cubram apenas uma fração da área geográfica de uma WAN, as LANs são mais fáceis de manter e mais econômicas. As LANs geralmente funcionam com apenas uma tecnologia de rede, como Ethernet ou Wi-Fi (enquanto as WANs costumam exigir várias).  

As redes de longa distância (WANs) operam conectando várias LANs em uma área geográfica, permitindo que os dispositivos nessas LANs troquem informações e recursos por meio de um provedor de serviços. As arquiteturas de WAN seguem o modelo Open Systems Interconnection (OSI), um conjunto de regras que padroniza de forma eficaz toda a telecomunicação moderna.

As WANs dependem de diferentes tecnologias de rede que atuam em diversos níveis ou camadas da rede, permitindo seu funcionamento. No essencial, as WANs se apoiam na troca de dados entre três componentes principais: pacotes de dados, roteadores e endpoints.  

• Pacotes de dados: São pequenas unidades de informação transmitidas por uma rede (como a internet), contendo os próprios dados e instruções para o roteador, como origem e destino.

• Roteadores e roteamento: Os roteadores podem ser dispositivos físicos ou componentes lógicos que direcionam pacotes de dados por caminhos na rede, em um processo chamado “roteamento.” Os roteadores usam as informações contidas no pacote de dados para definir a melhor rota para o envio. 

• Endpoints: endpoints (também chamados de nós finais) em uma WAN são dispositivos físicos conectados à rede que permitem a troca de dados. Normalmente, isso inclui um computador, notebook, smartphone ou servidor. 

As WANs costumam ser classificadas como WANs comutada ou WANs ponto a ponto, de acordo com a forma como se conectam aos endpoints.

WANs comutadas: Essas WANs se conectam aos dispositivos por meio de uma infraestrutura de rede compartilhada, como uma torre de celular em redes móveis. Em uma WAN comutada, as LANs usam diversos componentes e compartilham os recursos da rede, administrados por um comutador que atua como centro principal de roteamento de dados. As WANs comutadas utilizam a tecnologia conhecida como modo de transferência assíncrona (ATM), que transmite pacotes de dados em tamanhos fixos, ao contrário dos tamanhos variáveis. 

As WANs comutadas são ideais para transferência de dados confiável e de alta velocidade com latência relativamente baixa, exatamente o tipo de transferência de dados exigido por muitos aplicativos modernos em tempo real.

WANs ponto a ponto: em um design de WAN ponto a ponto, duas LANs são conectadas por meio de uma linha alugada, uma conexão privada, geralmente alugada de um provedor de telecomunicações, que oferece à organização o uso exclusivo e privado de um serviço de internet dedicado conexão. Talvez o exemplo mais conhecido de uma WAN ponto a ponto seja a conexão discada original com a internet, que utilizava linhas telefônicas. Hoje, as empresas modernas costumam usar WANs ponto a ponto para garantir conexões privadas, rápidas e com largura de banda fixa entre escritórios em locais diferentes.

As WANs ponto a ponto funcionam com base na tecnologia chamada protocolo de tunelamento ponto a ponto (PPTP). O PPTP é um protocolo, ou regra, que ajuda a criar uma rede privada verificada (VPN) para os usuários. Os PPTPs permitem que os usuários transfiram dados de um cliente remoto (endpoint) para um servidor usando o protocolo de controle de transmissão/Internet Protocol (TCP/IP), um padrão amplamente adotado para envio de informações pela rede.

Empresas que desejam aproveitar uma WAN para fins comerciais geralmente contratam provedores terceirizados para obter conexões de rede e serviços de internet, já que construir sua própria infraestrutura de rede é caro e demanda muitos recursos. Veja a seguir alguns dos tipos de conexão mais comuns que alimentam as WANs.

• Linhas dedicadas: grande parte das WANs usa linhas dedicadas, uma conexão direta que liga dois endpoints de LAN.Os provedores de internet possuem conexões físicas e virtuais que alugam para organizações que desejam aproveitar sua infraestrutura de rede para implementar uma WAN.

• Tunelamento: o tunelamento, que move pacotes de dados criptografados pela internet pública, é outro método comum usado pelas WANs para conectar LANs em locais físicos distintos. Uma linha dedicada tem custo mais elevado porque oferece uma conexão privada dedicada com largura de banda garantida, enquanto o tunelamento apenas protege os dados que trafegam por uma rede pública já existente. O tunelamento é normalmente usado apenas para conectar usuários remotos a uma rede segura, enquanto as linhas dedicadas são usadas para conectar organizações inteiras.

• Comutação de rótulos multiprotocolo: Comutação de rótulos multiprotocolo (MPLS) é um método de roteamento que melhora a segurança e a escalabilidade no envio de dados por uma rede. O MPLS permite que as organizações encaminhem dados críticos por caminhos mais curtos e rápidos na rede, melhorando o desempenho da rede. O MPLS ajuda as organizações a criar uma rede unificada sobre a infraestrutura de rede existente, como ATM, Ethernet e frame relay (um padrão de WAN amplamente utilizado, baseado na tecnologia OSI). O MPLS permite que algumas organizações gerenciem de forma mais eficiente redes grandes e complexas com vários domínios de roteamento.

• WAN definida por software: uma rede de longa distância definida por software (SD-WAN) é basicamente uma aplicação da tecnologia MPLS voltada à redução de custos e ao aumento da flexibilidade. Na SD-WAN, o MPLS atua sobre uma conexão de internet banda larga, e não sobre uma linha dedicada. Diferente da WAN tradicional, a SD-WAN usa um controlador centralizado para gerenciar o tráfego da rede, permitindo um roteamento de dados mais personalizado, adaptado às necessidades das aplicações e às mudanças nas condições da rede. A SD-WAN é amplamente utilizada para fornecer conexões rápidas, eficientes e estáveis a aplicações em nuvem que demandam muitos recursos, como software como serviço (SaaS), que podem ter seu desempenho prejudicado por conexões tradicionais via WAN ou MPLS. SD-WAN é um dos tipos de tecnologia WAN que mais cresce. Com um mercado avaliado em quase 4 bilhões de dólares, a expectativa é de que ele cresça a uma taxa composta anual (CAGR) de 32,5% nos próximos 5 anos.¹

Como qualquer rede, as WANs operam com base em um conjunto de regras chamado protocolos, que determinam como os dados e recursos são compartilhados. Veja a seguir alguns dos principais protocolos que controlam as WANs. 

• Frame relay: Frame relay é um método de empacotar dados para que eles circulem pela rede entre nós  de frame relay, que são, essencialmente, comutadores responsáveis por encaminhar os dados entre diferentes pontos da rede. Frame relay transfere dados entre switches e roteadores de LANs espalhadas por diferentes regiões geográficas, integrando essas redes a uma WAN maior e promovendo trocas rápidas e seguras de dados e recursos.

• Modo de transferência assíncrona : o modo de transferência assíncrona (ATM) é uma tecnologia que opera dispositivos de rede ATM baseados em tecnologia WAN para formatar os dados em células de 53 bytes e enviá-los a outro destino ou nó. Quando as células ATM chegam ao nó de destino, o sistema reorganiza os dados em seu formato original para que possam ser lidos. No fim da década de 1990, muitas redes ATM foram substituídas por conexões Ethernet, que ofereciam maior velocidade e custo reduzido.

• TCP/IP: O Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet (TCP/IP) é um dos protocolos mais utilizados em redes de computadores e define como os dados trafegam pela internet. O TCP/IP estabelece as regras para empacotar, endereçar e enviar os dados entre nós no mundo todo. Ele passou por diversas versões ao longo dos anos; a mais recente é o IPv6 (Internet Protocol version 6).

• Packet over SONET/SDH (POS): O Packet over SONET/SDH (POS) é um protocolo essencial de comunicação em WAN que define como a comunicação ponto a ponto ocorre em redes baseadas em fibra óptica, como as de provedores de internet ou TV a cabo. O POS permite transferir grandes volumes de pacotes de dados com alta velocidade por meio de cabos de fibra óptica. 

Desde a sua criação na década de 1950, as WANs têm liderado os avanços da tecnologia digital, ao aproveitar inovações de ponta como computação em nuvem, tecnologia sem fio e até mesmo inteligência artificial (IA) para aprimorar o desempenho. A seguir, três estratégias usadas por empresas atuais para melhorar o desempenho das WANs.

• Aceleração de protocolo: a aceleração de protocolo é uma técnica amplamente adotada na otimização de WANs para melhorar a forma como os dados são transmitidos pela rede. Com o uso de compactação de dados e gerenciamento inteligente de protocolos, a aceleração de protocolo pode tornar a comunicação de dados mais eficiente entre nós em locais geograficamente díspares, reduzindo a latência e até diminuindo o consumo de largura de banda.

• Configuração de limites de taxa e conexão: outra forma de os administradores de rede modernos melhorarem o desempenho da WAN é reduzindo a largura de banda e o número de conexões abertas de acesso à internet na rede. Administradores podem estabelecer regras de uso da WAN, limitando atividades como jogos on-line, streaming de vídeos e outros usos intensivos, o que amplia a largura de banda e favorece o acesso às aplicações empresariais.

• Modelagem de tráfego e segmentação de rede: essas são ferramentas modernas usadas por administradores de rede para melhorar a segurança e o desempenho em uma WAN. A modelagem de tráfego define quais tipos de pacotes de dados têm prioridade para circular por rotas mais rápidas na rede, permitindo que o administrador favoreça o tráfego de aplicações críticas. A segmentação de rede divide a rede em zonas distintas, permitindo que os administradores controlem o tráfego com mais precisão em cada uma delas e dificultando que ataques cibernéticos se espalhem entre as zonas. 

As WANs oferecem às empresas com escritórios em regiões distantes uma forma segura, rápida e eficiente de se comunicar e compartilhar recursos. Ao utilizar uma WAN, as organizações conseguem conectar trabalhadores remotos com filiais e a matriz, operando aplicações críticas simultaneamente em vários locais. Confira a seguir alguns dos principais benefícios da arquitetura de WAN para as empresas:

Com as WANs, é possível ligar com segurança equipes e aplicações espalhadas por grandes distâncias, inclusive de centenas ou milhares de quilômetros. Por exemplo, uma equipe na Ásia que trabalha durante a noite para cumprir um prazo pode usar a mesma aplicação que uma equipe em Nova York, que apresentará o projeto pela manhã. As duas equipes conseguem trocar mensagens, colaborar e dividir recursos em tempo real.

A estrutura das WANs permite que todo o gerenciamento e manutenção sejam feitos a partir de um centro único. Os líderes de TI podem implementar atualizações e resolver problemas utilizando um modelo SaaS, mantendo os colaboradores nas versões mais recentes das aplicações críticas e monitorando e otimizando o desempenho de forma remota.

As WANs oferecem aplicativos rápidos e seguros para trabalhadores remotos, onde quer que estejam. Em uma WAN, os colaboradores conseguem acessar e compartilhar arquivos importantes, colaborar em tarefas e usar aplicações críticas de qualquer lugar. Além disso, as WANs modernas incorporam tecnologias de segurança avançadas, como firewalls e criptografia, para proteger os dados sensíveis compartilhados pelos colaboradores. 

As WANs modernas permitem escalar aplicações e forças de trabalho sem dificuldade, ao possibilitar que as empresas adicionem ou removam conexões de rede com facilidade, independentemente da localização. Ao utilizar o que há de mais moderno em soluções de nuvem e tecnologia de rede sem fio, as empresas que implementam WANs podem expandir ou reduzir sua rede conforme necessário, sem reformular sua infraestrutura de TI existente.

As WANs são amplamente utilizadas por algumas das organizações mais bem-sucedidas do mundo, incluindo governos, empresa no ranking Fortune 500, universidades, bancos e hospitais. Veja a seguir alguns dos casos de uso mais comuns de WAN.

Órgãos governamentais, como o FBI, o Departamento do Tesouro e o Departamento de Estado, dependem fortemente de WANs para que seus funcionários compartilhem recursos e acessem aplicações críticas remotamente. A velocidade, flexibilidade e segurança das WANs permitem recursos fundamentais, como o compartilhamento de informações confidenciais e urgentes em um ambiente seguro. 

As WANs conectam agências bancárias e serviços bancários on-line ao redor do mundo, garantindo que as transações financeiras em tempo real sejam rápidas e seguras. As SD-WANs contribuíram para acelerar e simplificar as transações bancárias e o compartilhamento de registros financeiros, graças à maior flexibilidade, que permite usar diferentes tipos de conexão, como MPLS, LTE e banda larga.

Hospitais utilizam WANs para compartilhar informações de pacientes altamente confidenciais e urgentes com segurança, além de fornecer acesso a aplicações avançadas para os médicos. No setor de saúde, as WANs ajudam prestadores de serviços de saúde a acessar prontuários eletrônicos (EHRs) e colaborar remotamente em planos de tratamento.

Redes varejistas como lojas de roupas e de eletrônicos domésticos com unidades em diferentes países dependem das WANs para integrar seus sistemas de estoque com os centros de distribuição, avisando quando é necessário enviar produtos. Além disso, as WANs potencializam aplicações de análise de dados avançada que fornecem informações em tempo real sobre preferências e tendências dos clientes, ajudando os gerentes a prever quando determinados itens terão alta ou baixa demanda.

No setor industrial, as WANs conectam fábricas às operações administrativas, ajudando os gestores a monitorar processos com mais eficiência e identificar falhas. Além disso, as WANs impulsionam aplicações que fornecem informações em tempo real sobre cadeia de suprimentos e inventário, ajudando os gestores a tomar decisões mais bem fundamentadas sobre produtos e iniciativas de inovação.