WAN: Verbindungen über große Entfernungen 

Was ist ein WAN?

Ein Wide-Area-Network (WAN) ist ein Netzwerk, das Computer, weitere Geräte und ganze Standorte über große geografische Distanzen hinweg verbindet. So ist es möglich, Daten und Informationen sicher über große Entfernungen auszutauschen. Dafür koppelt ein WAN verschiedene kleinere Netzwerke miteinander. Im Kern kann das Internet selbst als WAN verstanden werden, da es lokale, nationale und kontinentale bzw. weltweite Netzwerke miteinander verbindet.

Wide vs. Local

Im Gegensatz zum WAN ist ein Local-Area-Network (LAN) für sich genommen ein Computernetzwerk, das auf geografisch begrenztem Raum wie in einem Bürogebäude oder auf einem Campus zum Einsatz kommt.

Ein WAN greift auch auf diese Technologie zurück, indem mehrere LANs und WANs miteinander verknüpft werden. Zu diesem Zweck nutzt ein WAN öffentliche sowie private Kommunikationsinfrastrukturen – wie Glasfaserkabel oder Satellitenverbindungen. Router leiten und steuern den Datenverkehr zwischen den verschiedenen Standorten.

Ein WAN-Anschluss wird üblicherweise von einem Internetanbieter bereitgestellt (ein anderes Wort hierfür ist der umgangssprachliche, allgemeine Internet-Anschluss) und ermöglicht es Ihrem Unternehmen, auf das Internet und andere Netzwerke zuzugreifen.

SD-WAN: Erweiterung des WAN um virtuelle Komponenten

Damit dies trotz steigendem Digitalisierungsgrad und immer größer werdenden Datenmengen weiterhin problemlos funktioniert, gibt es das Software-defined WAN (SD-WAN). Dabei handelt es sich um ein spezielles, virtuelles WAN, das mithilfe von Software und virtuellen Netzwerkfunktionen erweitert wird. Diese Funktionen steuern den Netzwerkverkehr zentral und verbessern die Nutzung der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Bei SD-WAN (Artikel lesen) handelt es sich somit um eine automatisierte Lösung für das Management der Netzwerkkonnektivität.

Unterschiede zwischen WAN und LAN 

Um die Technologie besser zu verstehen, ist es essenziell, die Unterschiede zwischen einem Wide-Area-Network (WAN) und einem Local-Area-Network (LAN) noch einmal im Detail herauszuarbeiten. 

Der wichtigste Unterschied ist die Ausdehnung des Netzwerks. Denn ein LAN ist meist ein Heim- oder Unternehmensnetzwerk, das alle daran angeschlossenen Geräte miteinander kommunizieren lässt, um Daten aller Art auszutauschen. Mit einem LAN verbinden Sie mindestens zwei Geräte am selben Standort − beispielsweise einen Computer mit einem Drucker. Besagter Anschluss funktioniert über ein Ethernetkabel oder drahtlos via Wireless LAN (WLAN).

Einsatzgebiete für LAN

Eine geschlossene LAN-Umgebung bietet:

hohe Übertragungsgeschwindigkeiten

geringe Latenzzeiten

eine einfache Verbindungskonfiguration

So eignet es sich ideal für den Einsatz in kleinen bis mittelgroßen Umgebungen, in denen keine großen Entfernungen zu überbrücken sind. Beispiele hierfür sind Heim- oder Firmenstandort-Netzwerke. Hier werden lokale Netzwerke meist mithilfe von Ethernetkabeln oder WLAN aufgebaut. Die maximale Kabellänge eines einzelnen Ethernetstrangs ist auf 100 Meter, die Reichweite der meisten WLANs auf etwa 20 Meter um den nächstgelegenen Router begrenzt.

Wide-Area-Networks verbinden mehr

Im Gegensatz dazu ist ein WAN ein Netzwerk, das Computer oder ganze LANs über große geografische Entfernungen hinweg verbindet – es dient u. a. als Grundlage für die Standortvernetzung von Unternehmen. Im Extremfall deckt es ganze Länder oder Kontinente ab und nutzt dafür verschiedene Kanäle und Infrastrukturen. Hier kommen auf der sogenannten „letzten Meile“ bis zum Kunden häufig Technologien wie DOCSIS (Kabel-Internet), DSL (Twisted-Pair-Telefonkabel) oder im Weitverkehrsbereich z. B. QAM (Quadratur-Amplitudenmodulation bei Glasfaser) zum Einsatz. 

Ein Vergleich macht den Unterschied in den Dimensionen deutlich: Während in üblichen Büroumgebungen kabelgebundenes Gigabit-Ethernet zur Gerätevernetzung als Standard gilt und auch bei einer Vielzahl vernetzter Geräte vollkommen ausreichend ist, lassen sich via Glasfaser nicht nur Übertragungsraten von bis zu einem Terabit pro Sekunde und pro Strang erzielen, sondern auch Entfernungen von bis zu 7.000 Kilometern überbrücken.

Wichtige Technologien und Standards

Egal, ob WAN oder LAN – das Netzwerk ist nur so gut wie die technischen Komponenten, die hinter der Verbindung stehen. Sie optimieren die Leistung und ermöglichen ein problemfreies Arbeiten. Während Sie die Komponenten Ihrer firmeneigenen LAN-Umgebung selbst festlegen und beschaffen können, stehen Weitverkehrsnetzwerke (WAN) normalerweise allen zur Verfügung. Dementsprechend bleibt die verwendete Technologie eher dem Zufall überlassen und bestimmte benötigte Eigenschaften werden softwareseitig hergestellt.

Die wichtigsten Technologien und Geräte in einem WAN listen wir im Folgenden auf.

Router

Router sind Geräte, die den Datenverkehr lenken und kontrollieren und häufig auch als Firewall fungieren. Sie analysieren die angesteuerten Zieladressen und entscheiden, wie die aufgegebenen Datenpakete am besten zu diesem Ziel gelangen. Gleichzeitig filtern sie unerwünschten oder gar schädlichen Datenverkehr heraus, bevor dieser auf irgendeinen Zielrechner gelangt.

Multiprotocol-Label-Switching (MPLS)

MPLS ist eine Technologie, die den Datenverkehr priorisiert, um die zur Verfügung stehenden Ressourcen effizient zu nutzen. Dafür fügt MPLS den Datenpakten spezielle „Etiketten“ (Labels) hinzu, die eine schnellere Weiterleitung auf bestimmten Transportwegen und mit bestimmten maximalen Verzögerungszeiten ermöglichen.

Asynchronous Transfer-Mode (ATM)

ATM ist eine Technologie, die Sprach-, Video- und Datendienste über ein Netzwerk überträgt. Sie bietet eine hohe Bandbreitenkapazität und geringe Latenzzeiten, was ATM in den 1990er-Jahren in Verbindung mit ISDN und Primärmultiplexanschlüssen (Schnittstelle zwischen ISDN und Telefonanlage) populär machte.

Mittlerweile verdrängen andere Technologien wie IP-Datenübertragung (auch via ATM) inklusive Voice-over-IP die reinen ATM-Lösungen für den Datenverkehr zusehends. Das Stichwort ist BNG (Broadband-Network-Gateway), also eine leistungsstarke Vermittlungsstelle im Breitbandnetzwerk, die technologieübergreifend auf Basis üblicher WAN-Komponenten funktioniert (und somit nicht auf ATM beschränkt ist).

Packet-over-SONET (PoS)

Mit PoS werden Datenpakete über optische Glasfasernetzwerke übertragen. SONET steht für Synchronous Optical Network. PoS ist ein Standard für die synchrone Datenübertragung über Glasfaser, der nach heutigen Maßstäben eine schnelle Übertragung von Datenpaketen und eine hohe Bandbreite ermöglicht.

Frame-Relay

Ursprünglich diente Frame-Relay („Datenframe-Relais“) Unternehmen als kostengünstige Alternative zu teuren Standleitungen. Frame-Relay umfasst mehrere Schritte:

1. Das Übertragungsprotokoll teilt die Daten der Ausgangsquelle in sogenannte Frames (Datenpakete) auf.
2. Diese Frames enthalten Header-Informationen, die zur Adressierung und zur Kontrolle der Übertragung dienen.
3. Die Frames werden über das WAN von einem Knotenpunkt zum nächsten geleitet.
4. Die Übertragung erfolgt in der Regel über virtuelle Verbindungen, die als Data-Link-Connection-Identifiers (DLCIs) bezeichnet werden.

Auch Frame-Relay-Anbindungen werden mehr und mehr durch IP-basierte Produkte ersetzt.

TCP/IP-Protokolle

TCP/IP-Protokolle sind die grundlegenden Kommunikationsprotokolle des Internets. TCP steht für Transmission-Control-Protocol. Es stellt die verschickten Datenpakete in numerischer Reihenfolge wieder her und kontrolliert, ob alle Pakete erfolgreich empfangen wurden.

Mit IP ist das Internet-Protocol gemeint. Es ermöglicht die Adressierung und Weiterleitung der Datenpakete im Netzwerk, indem es die Struktur der IP-Adresse sicherstellt und so Daten zum richtigen Ziel schickt. Es gilt zusammen mit verschiedenen Zusatztechnologien bis heute als Standard für die Internet-Datenübertragung sowohl im WAN- als auch im LAN-Umfeld.

Packet-Switching

Beim Packet-Switching („Paketvermittlung“) handelt es sich um eine allgemeine Methode zur Datenübertragung, bei der die Daten in Pakete zerlegt werden. Diese Pakete werden entweder verbindungsorientiert (Beispiel: MPLS) oder verbindungslos (Beispiel: Ethernet) übertragen. Durch Packet-Switching ist es problemlos möglich, mehrere Datenpakete gleichzeitig zu verschicken, und es muss keine dauerhafte Sender-Empfänger-Verbindung bestehen. Dadurch lassen sich vorhandene Netzwerke effizienter nutzen, da die benötigten Verbindungen immer nur abschnittweise aufgebaut und wieder verworfen werden.

Overlay-Network

Ein Overlay-Network ist ein virtuelles Netzwerk, das über ein bestehendes physisches WAN gelegt wird. So ist es möglich, auf Ressourcen zuzugreifen, die sich in einem anderen Netzwerk befinden. Ein Overlay-Netzwerk kann ein öffentliches Netzwerk wie das Internet nutzen, um ein privates Netzwerk zu erstellen. Der Vorteil für Sie als Unternehmer oder Unternehmerin ist, dass Sie Ihre WAN-Infrastruktur erweitern können, ohne in Ihre physische Infrastruktur zu investieren. Weitverbreitete Beispiele dafür sind Cloud-Services.

Anwendungsbeispiele für Wide-Area-Networks

WAN hat sich im modernen Leben sowohl im privaten wie auch im geschäftlichen Bereich auf breiter Ebene durchgesetzt – vor allem, da ein Großteil des Internets hierauf basiert. Ohne WAN sowie die verschiedenen Technologien und Standards dahinter wären viele digitale Services, die wir alltäglich nutzen, nicht denkbar: beispielsweise die bereits erwähnte Vernetzung unterschiedlicher Firmenstandorte für eine unternehmensweite Kommunikation.

Doch auch darüber hinaus gibt es viele Möglichkeiten, von Weitverkehrsnetzwerken zu profitieren. Die drei folgenden praktischen Anwendungsbeispiele verdeutlichen den Nutzen der WAN-Technologie.

Daten sichern und wiederherstellen

Eine entscheidende Rolle spielt WAN bei der Sicherung und Wiederherstellung von Daten. Gerade die Datensicherheit ist bei zunehmender Digitalisierung eine große Herausforderung. Denn Datenverlust kann zu einem massiven finanziellen Schaden führen – egal, ob Hackerangriffe oder technische Defekte dahinterstecken.

Sind die lokalen Standorte aber per WAN mit einem zentralen Speicher verbunden, ist es möglich, verlorene Daten schnell wiederherzustellen. Cloud-Technologien und Disaster-Recovery (Notfallwiederherstellung) sind ohne WAN nicht umsetzbar.

Fernzugriff

Eine ähnlich wichtige Rolle wie die Datensicherheit spielen im Arbeitsalltag der Fernzugriff und das mobile Arbeiten. WANs ermöglichen es Ihren Beschäftigten, von jedem Ort aus auf Unternehmenssoftware und benötigte Informationen zuzugreifen. WANs erhöhen so die Flexibilität und Produktivität in Ihrem Betrieb und machen ihn attraktiver für Fachkräfte.

Industrie 4.0 und IoT

Auch die Industrie 4.0 und das Internet of Things (IoT) verlassen sich auf WANs, da immer mehr Geräte miteinander kommunizieren und dafür ein Netzwerk benötigen. Diese sind häufig geografisch weit verteilt, müssen aber trotzdem auf sichere Weise und teils mit garantierten maximalen Latenzzeiten miteinander kommunizieren.

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