Acceso a la WAN: 2. Protocolo PPP

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Acceso a la WAN: 2. Protocolo PPP

  1. 1. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 1. Introducción  La conexión punto a punto entre una LAN y una WAN también se conoce como conexión serial o en línea arrendada, ya que estas líneas se alquilan a una empresa de comunicaciones (por lo general un compañía telefónica) y su uso es exclusivo de la empresa que solicita el alquiler. Las empresas pagan para obtener una conexión continua entre dos sitios remotos, y la línea se mantiene activa y disponible en todo momento.  El protocolo punto a punto (PPP) proporciona conexiones multiprotocolo entre LAN y WAN que manejan TCP/IP, IPX y AppleTalk al mismo tiempo. Puede emplearse a través de par trenzado, líneas de fibra óptica y transmisión satelital.  El PPP le permite autenticar las conexiones mediante el uso del protocolo de autenticación de contraseña (PAP, Password Authentication Protocol) o el más eficaz protocolo de autenticación de intercambio de señales (CHAP, Challenge Handshake Authentication Protocol).  Todas las comunicaciones de largo alcance y la mayoría de las redes informáticas utilizan conexiones seriales, ya que el costo del cable y las dificultades de la sincronización hacen que las conexiones paralelas no sean prácticas.
  2. 2. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 1. Introducción  Hay numerosos estándares de comunicación serial diferentes y cada uno utiliza un método de señalización distinto. Hay tres estándares de comunicación serial claves que afectan las conexiones entre LAN y WAN:  RS-232: la mayoría de los puertos seriales en las computadoras personales cumplen con los estándares RS-232C o los más recientes RS-422 y RS-423. Se utilizan los conectores de 9 y 25 pins. Un puerto serial es una interfaz de aplicación general que puede utilizarse para casi cualquier tipo de dispositivo, como módems, mouse e impresoras.
  3. 3. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 1. Introducción  Hay numerosos estándares de comunicación serial diferentes y cada uno utiliza un método de señalización distinto. Hay tres estándares de comunicación serial claves que afectan las conexiones entre LAN y WAN:  V.35: este estándar de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU, International Telecommunication Union) para el intercambio de datos síncronos y de alta velocidad. Los cables V.35 son conjuntos seriales de alta velocidad diseñados para admitir velocidades de transmisión de datos más altas y la conectividad entre los DTE y los DCE en las líneas digitales.  HSSI: la interfaz serial de alta velocidad (HSSI, High-Speed Serial Interface) admite velocidades de transmisión de hasta 52 Mbps. Los ingenieros utilizan la HSSI para conectar routers en las LAN con las WAN mediante líneas de alta velocidad como las líneas T3. HSSI es una interfaz DTE/DCE desarrollada por Cisco Systems y sistema de redes T3plus para cubrir las necesidades de comunicación de alta velocidad mediante enlaces WAN.
  4. 4. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 2. Time Division Multiple Access (TDMA)  Bell Laboratories creó la multiplexación por división temporal (TDM, Time Division Multiplexing) para maximizar el flujo de tráfico de voz que se transmite mediante un medio. Antes de la multiplexación, cada llamada telefónica solicitaba su propio enlace físico. Esta solución era costosa y difícil de implementar. La TDM divide el ancho de banda de un solo enlace en canales separados o en periodos de tiempo. La TDM transmite dos o más canales a través del mismo enlace mediante la asignación de diferentes intervalos de tiempo (periodo de tiempo) para la transmisión de cada canal. En efecto, los canales se turnan para emplear el enlace.  TDM es un concepto de capa física. La TDM es independiente del protocolo de Capa 2 que utilizaron los canales de entrada.
  5. 5. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 2. Time Division Multiple Access (TDMA)  La STDM utiliza una extensión variable para el periodo de tiempo, lo que permite que los canales compitan para obtener cualquier espacio libre del periodo. Utiliza un búfer de memoria que almacena temporalmente los datos durante los periodos correspondientes a las horas picos de tráfico. La STDM no desperdicia el tiempo de la línea de alta velocidad con canales inactivos con este esquema. La STDM exige que cada transmisión transmita la información de identificación (un identificador de canal).
  6. 6. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 2. Time Division Multiple Access (TDMA)  Ejemplos de redes que utilizan TDM: ISDN y SONET/SDH
  7. 7. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 2. Time Division Multiple Access (TDMA)  Ejemplos de redes que utilizan TDM: ISDN y SONET/SDH
  8. 8. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 3. Punto de demarciación  Antes de la desregulación en América del Norte y en otros países, las empresas telefónicas eran dueñas del bucle local, incluidos el cableado y el equipo en las instalaciones de los clientes. La desregulación forzó a las empresas telefónicas a individualizar su infraestructura de bucle local para permitir que otros proveedores proporcionen el equipo y los servicios. Esto creó la necesidad de delinear qué parte de la red pertenecía a la empresa telefónica y qué parte pertenecía al cliente. Este punto de la delineación es el punto de demarcación. El punto de demarcación marca el punto en donde su red se interconecta con la red que pertenece a otra organización.
  9. 9. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 4. DCE-DTE  Desde el punto de vista de la conexión a la WAN, una conexión serial posee un dispositivo DTE en un extremo de la conexión y un dispositivo DCE en el otro extremo.  Tenemos dos tipos diferentes de cables: uno para la conexión de un DTE con un DCE y otro para la conexión directa entre dos DTE.
  10. 10. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 4. DCE-DTE  El estándar original RS-232 sólo definía las conexiones entre los DTE y los DCE, que eran módems. Sin embargo, si desea conectar dos DTE, como dos computadoras o dos routers en el laboratorio, se necesita un cable especial llamado módem nulo que reemplaza a un DCE. En otras palabras, los dos dispositivos se conectan sin emplear un módem. Un módem nulo es un método de comunicación para conectar directamente dos DTE, como una computadora, un terminal o una impresora, a través de un cable serial RS-232. Con una conexión con módem nulo, las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx) están entrecruzadas tal como muestra la imagen.
  11. 11. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 4. DCE-DTE  El cable para la conexión DTE a DCE es un cable de transición serial y blindado. El extremo del router del cable de transición serial blindado puede ser un conector DB-60, que se conecta al puerto DB-60 en una tarjeta de interfaz WAN serial. El otro extremo del cable de transición serial está disponible con el conector apropiado para el estándar que se va a usar. Por lo general, el proveedor WAN o la CSU/DSU determina el tipo de cable. Los dispositivos Cisco admiten los estándares seriales EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.35, X.21 y EIA/TIA-530.
  12. 12. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 4. DCE-DTE  Para admitir mayores densidades en un factor de forma más pequeño, Cisco ha introducido el cable serial inteligente. El extremo de la interfaz del router del cable serial inteligente es un conector de 26 pins mucho más compacto que el conector DB-60.
  13. 13. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 4. DCE-DTE  Cuando utilice un módem nulo, tenga en cuenta que las conexiones síncronas requieren una señal de reloj. Un dispositivo externo o uno de los DTE pueden generar esta señal de reloj. Cuando se conecta un DTE con un DCE, el puerto serial en el router es el extremo DTE de la conexión predeterminada y la señal de reloj, por general, es provista por un dispositivo CSU/DSU o un dispositivo DCE similar. Sin embargo, al utilizar un cable de módem nulo en una conexión router a router, una de las interfaces seriales se debe configurar como el extremo DCE para proporcionar la señal de reloj para la conexión.
  14. 14. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 5. Protocolos WAN  La elección del protocolo de encapsulación WAN depende de la tecnología WAN y del equipo de comunicación:  HDLC: el tipo de encapsulación predeterminada en las conexiones punto a punto, los enlaces dedicados y las conexiones conmutadas por circuito cuando el enlace utiliza dos dispositivos Cisco.  PPP: suministra conexiones de router a router y de host a red, a través de circuitos síncronos y asíncronos. El PPP funciona con varios protocolos de capa de red, como IP e intercambio de paquetes de internetworking (IPX, Internetwork Packet Exchange). El PPP también tiene mecanismos de seguridad incorporados como el PAP y el CHAP. La mayor parte de este capítulo trata del PPP.  Protocolo Internet de línea serial (SLIP, Serial Line Internet Protocol): un protocolo estándar para conexiones seriales punto a punto que usan TCP/IP. SLIP ha sido desplazado en gran medida por PPP.  X.25/procedimiento de acceso al enlace balanceado (LAPB, Link Access Procedure, Balanced): estándar de la UIT-T que define cómo se mantienen las conexiones entre DTE y DCE para el acceso remoto a terminales y las comunicaciones informáticas en las redes de datos públicas. X.25 especifica a LAPB, un protocolo de capa de enlace de datos. X.25 es un predecesor de Frame Relay.
  15. 15. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 5. Protocolos WAN  La elección del protocolo de encapsulación WAN depende de la tecnología WAN y del equipo de comunicación: Frame Relay: un protocolo estándar industrial, de capa de enlace de datos, conmutado, que maneja múltiples circuitos virtuales. Frame Relay es un protocolo que pertenece a una generación inmediatamente posterior a X.25. Frame Relay descarta algunos de los procesos que consumen el tiempo (como la corrección de errores y el control del flujo) utilizados en X.25. El próximo capítulo trata sobre Frame Relay.  ATM: el estándar internacional para relay de celdas mediante el cual los dispositivos envían múltiples tipos de servicio (como, por ejemplo, voz, vídeo o datos) en celdas de longitud fija (53 bytes). Las celdas de longitud fija permiten que el procesamiento se lleve a cabo en el hardware, lo que disminuye los retrasos en el tránsito. ATM aprovecha los medios de transmisión de alta velocidad, como E3, SONET y T3.
  16. 16. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC  Características HDLC:  Protoclo de capa 2 orientado a bit síncrono para brindar comunicación entre dos puntos sin errores y con control de flujo  Su antecesor es el SDLC  Cisco desarrolló un estándar cHDLC para brindar capacidades de multiprotocolo a HDLC  El estándar actual es el ISO 13239
  17. 17. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC  Trama HDLC:  Ya que existe la probabilidad de que este patrón se lleve a cabo en los datos reales, el sistema HDLC de envío siempre inserta un bit 0 después de cada cinco 1 en el campo de datos, por lo tanto, en la práctica, la secuencia del señalador sólo puede ocurrir en los extremos de las tramas.  El campo dirección contiene la dirección HDLC de la estación secundaria. Esta dirección puede contener una dirección específica, un grupo de direcciones o una dirección de broadcast. Una dirección principal es tanto un origen como un destino de comunicación que elimina la necesidad de incluir la dirección de la principal.  Las tramas I contienen información de la capa superior y alguna información de control. Esta trama envía y recibe números de secuencia y el bit de sondeo final (P/F) realiza el control de flujo y error.  Las tramas S brindan información de control. Una trama S puede solicitar y suspender la transmisión, informar sobre el estado y acusar recibo de las tramas I. Las tramas S no tienen un campo información.  La FCS precede al delimitador del señalador de fin y, por lo general, es un recordatorio de cálculo de la verificación de redundancia cíclica (CRC, Cyclic Redundancy Check). El cálculo de la CRC se vuelve a realizar en el receptor. Si el resultado difiere del valor que se encuentra en la trama original, se supone que ocurrió un error.
  18. 18. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  19. 19. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC  El HDLC de Cisco es el método de encapsulación predeterminado que utilizan los dispositivos Cisco en las líneas seriales síncronas.  El resultado del comando show interfaces serial muestra información específica acerca de las interfaces seriales. Al configurar el HDLC, se podrá observar la leyenda "Encapsulation HDLC" (encapsulación HDLC), como aparece resaltado en la imagen.
  20. 20. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  21. 21. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  22. 22. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  23. 23. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  24. 24. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 6. HDLC
  25. 25. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  El PPP encapsula tramas de datos para la transmisión a través de los enlaces físicos de la Capa 2. Incluye varias funciones que no están disponibles en el HDLC:  La función Administración de calidad del enlace monitorea la calidad del mismo. Si se detectan muchos errores, el PPP desactiva el enlace.  El PPP admite la autenticación PAP y CHAP.
  26. 26. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  El PPP funciona a través de cualquier interfaz DTE/DCE (RS-232-C, RS-422, RS-423 o V.35). El único requisito absoluto impuesto por el PPP es un circuito duplex, dedicado o conmutado, que pueda funcionar en un modo serial de bits asíncrono o síncrono, transparente a tramas de capa de enlace del PPP. El PPP no impone ninguna otra restricción con respecto a la velocidad de transmisión que no sea aquella impuesta por la interfaz DTE/DCE que se encuentre en uso.  El utiliza el LCP para acordar, de forma automática, acerca de formatos de encapsulación (autenticación, compresión, detección de errores) tan pronto como se establezca el enlace.  El PPP permite que varios protocolos de capa de red operen en el mismo enlace de comunicación. Para cada protocolo de capa de red utilizado, el PPP utiliza un NCP distinto.
  27. 27. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP
  28. 28. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  Establecimiento de una sesión PPP
  29. 29. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  El PPP se puede configurar para admitir varias funciones que incluyen:  Autenticación con PAP o CHAP  Compresión con Stacker o Predictor  Multienlace que combina dos o más canales para aumentar el ancho de banda WAN
  30. 30. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  Comandos que habilitan la compresión  Comando para habilitar calidad mínima en un enlace  Otros comandos
  31. 31. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  Comandos para habilitar la autenticación
  32. 32. Acceso a la WAN: “Protocolo PPP” Francesc Pérez Fdez. 7. PPP  Autenticación PAP y CHAP

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