Acceso a la WAN: 2. Protocolo PPP

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.


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.


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.


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.



 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).



 Ejemplos de redes que utilizan TDM: ISDN y SONET/SDH


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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.


6. HDLC


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.


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.


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.


7. PPP


7. PPP

 Establecimiento de una sesión PPP


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


7. PPP

 Comandos que habilitan la compresión
 Comando para habilitar calidad mínima en un enlace
 Otros comandos


7. PPP

 Comandos para habilitar la autenticación


7. PPP

 Autenticación PAP y CHAP

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