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# 9.4 - Tecnologías WAN
## Tecnologías WAN
Existen múltiples tecnologías WAN, entre las que podemos encontrar:
* Línea Dedicada Alquilada (Dedicated Leased Line)
* Metro Ethernet
* Point-to-Point Protocol (PPP)
* Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE)
* Digital Suscriber Line (DSL)
### Línea dedicada alquilada (Dedicated Leased Line)
La **línea dedicada alquilada** es una **conexión punto a punto entre dos sitios, en donde obtenemos todo el ancho de banda todo el tiempo** (es decir, es una conexión dedicada única y exclusiva para el otro extremo).
Entre los ejemplos de este tipo de tecnología WAN encontramos:
* **T1**
* **E1**
* **T3**
* **E3**
u otros circuitos dedicados.
Cuando obtenemos dicho circuito digital, este será medido en **canales de 64kbps** llamados **Digital Signal 0 (DS0)**. Basado en el tipo de conexión que compremos, por ejemplo, podemos obtener más o menos de dichas señales digitales llamadas DS0.
Por ejemplo, si compramos un T1, vamos a obtener 24 de esos canales de 64kbps y, en nuestra ubicación, obtendremos un dispositivo que parece un modem, el cual se conoce como **CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit)**, y se encarga de finalizar la señal digital en la ubicación del cliente desde la compañía telefónica. \
Este dispositivo conocido como CSU/DSU se conecta a nuestro router para estar conectado a nuestra red.
#### Ejemplos de nivel de Señal Digital (DS -> Digital Signal)
El nivel de señal digital depende del portador (Carrier) que utilicemos.
Si utilizamos como portador T1, E1, o E3, cada uno de ellos tendrá una señal asociada.\
Por ejemplo, un T1 tiene un nivel de señal DS1, un T3 tiene un nivel de señal DS3, etc.
T1 y T3 son estándares Americanos, mientras que E1 y E3 son estándares Europeos.
Entre los estándares importantes encontramos T1, T3 y E1.
T1 tiene un nivel de señal de DS1, y una velocidad de 1.544Mbps.
T3 tiene un nivel de señal de DS3, y una velocidad de 44.736Mbps.
E1 tiene una velocidad de 2.0Mbps.
Entre los ejemplos de nivel de señal digital encontramos:
### Metro Ethernet
Los proveedores de servicios están comenzando a alejarse de las conexiones T1, E1 y T3, ya que los CSU/DSU son engorrosos para trabajar con ellos, además de ser una tecnología realmente antigua.
Estos proveedores comenzaron a migrar a lo que conocemos como **Metro Ethernet**.
En esta tecnología, **el proveedor de servicios nos da una toma Ethernet (un conector RJ-45)en nuestro edificio y simplemente conectamos dicha toma en nuestro Router**.
Esto supone un **menor costo** y es algo mucho más común que utilizar un puerto de serie especializado como en el caso de CSU/DSU.
### PPP (Point-to-Point Protocol)
El **protocolo de punto-a-punto (Point-to-Point Protocol)**, también conocido como **PPP**, es comúnmente utilizado como un **protocolo de Capa 2 que utilizamos por encima de una de las líneas dedicadas alquiladas para transmitir múltiples protocolos de Capa 3 (IPX, IP)**.
Sin importar si utilizamos Metro Ethernet, un T1, E1, E3, un cable módem, DSL, etc., podemos utilizar protocolos encima de ellos, y PPP es un protocolo que utilizamos a nivel de Capa 2.
Luego, podemos utilizar otros protocolos en la Capa 3, como IPX o IP (en la mayoría de los casos), encima de ellos.
Cada protocolo de capa 3 puede correr su propia instancia de PPP debajo del **protocolo de control de enlace (Link Control Protocol - LCP)**, el cual administra en enlace y realiza algunos chequeos de errores por nosotros. Esto quiere decir que podemos correr diferentes IPs o IPXs sobre la misma conexión.
**Beneficios del protocolo PPP**
* **Interfaz Multienlace**: Permite que múltiples conexiones físicas sean delimitadas juntas para proveernos una única interfaz lógica.\
Al igual que como podemos realizar agregación de enlaces en nuestros Switches, podemos realizar lo mismo cuando compramos dos o tres T1s atándolos juntos, lo que nos dará más velocidad.
* **Detección de enlaces en bucle**: Permite que encontremos cualquier tipo de error que tengamos relacionado a enlaces en bucle.
* **Detección de errores**: Permite chequear las tramas para detectar errores.
* **Autenticación**: Realiza una autenticación básica sobre el enlace para asegurarnos que estamos autorizados a utilizar la conexión punto a punto. \
La forma en la que realiza esta autenticación es mediante tres mecanismos diferentes, dependiendo de cual elijamos:
* **PAP (Password Authentication Protocol)**: PAP realiza una autenticación de una vía entre el cliente y el servidor. \
Primero, las credenciales son enviadas en texto plano desde el cliente hacia el servidor. \
Luego, el servidor vuelve y confirma dichas credenciales, permitiendo la autenticación.\
El aspecto negativo de PAP es el envío de las credenciales como texto plano, ya que las deja expuesta.
* **CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol)**: CHAP realiza una autenticación de una vía utilizando un Three-Way Handshake. \
Esencialmente, cuando queremos conectarnos al router (en este caso el router del servidor), este comienza a realizar un desafío, básicamente preguntando quienes somos. \
Luego el cliente responde "soy esta persona, y estas son mis credenciales (usuario y contraseña)".\
Por último, el Router comprueba el hash de las credenciales enviadas como usuario y contraseña y, si matchea con la versión almacenada que posee en el servidor, responde con un mensaje de éxito (success) o fallo (failure).\
El beneficio de CHAP es que no envía la contraseña en texto plano sobre la red, ya que en lugar de eso envía un hash de dichas credenciales.
* **MS-CHAP (Microsoft Challenge Handshake Authentication Protocol)**: MS-CHAP es la versión mejorada de Microsoft de CHAP que incluye autenticación de dos vías.\
Esto quiere decir que el cliente tiene que verificar contra el servidor y además el servidor verifica contra el cliente.PPP
### PPPoE (Point-to-Point over Ethernet)
El **protocolo punto-a-punto sobre Ethernet**, conocido como **PPPoE**, es una tecnología WAN que fue comúnmente utilizada en módems DSL, y actualmente toma nuestro protocolo PPP que utilizamos sobre una conexión T1 y lo encapsula con tramas para poder utilizarlo sobre Ethernet en la Capa 2.
Si estamos utilizando Metro Ethernet, tendremos un escenario similar al siguiente:
Esto permite que la autenticación ocurra sobre Ethernet utilizando algo como PAP, CHAP o MS-CHAP.
### DSL (Digital Suscriber Line)
La tecnología WAN de **línea de abonado digital**, conocida como **DSL**, era una forma barata de obtener datos con alta velocidad para los usuarios finales y oficinas pequeñas.
En lugar de tener que pagar por una conexión T1, podemos obtener una conexión DSL por mucho menos costo.
Existen 3 tipos diferentes de DSL:
* **ADSL (Asymmetric DSL)**: Este tipo de DSL implica una diferencia entre la velocidad de carga y la velocidad de descarga. \
La velocidad de descarga (download speed) máxima es de 8Mbps.\
La velocidad de carga (upload speed) máxima es de 1.544Mbps (similar a T1).\
La distancia máxima a la que podemos del DSLAM es de 5.48 kilómetros (18000 pies).
* **SDSL (Symmetric DSL)**: Este tipo de DSL funciona al igual que una conexión T1. En este caso, la velocidad de carga y de descarga son simétricas.\
La velocidad de descarga en este caso es menor que en ADSL, pero nos garantizamos tener acceso completo a dicha velocidad en todo momento, mientras que en ADSL si hay mucha gente online se puede ralentizar dicha velocidad.\
La distancia máxima a la que podemos del DSLAM es de 3.65 kilómetros (12000 pies).\
* **VDSL (Very High Bit-Rate DSL)**: Este tipo de DSL nos permite obtener velocidades muy altas.\
La velocidad de descarga (download speed) máxima es de 52Mbps.\
La velocidad de carga (upload speed) máxima es de 12Mbps.\
La distancia máxima a la que podemos del DSLAM (punto de presencia que tiene la compañía telefónica) es de 1.2 kilómetros (4000 pies).
### Cable Módems
Los **cable módems** utilizan la red de televisión de cable, la cual está hecha de una solución híbrida entre fibra y coaxial, conocida como **HFC (Hybrid Fiber-Coax - híbrido de fibra coaxial)** y este es el tipo de red de distribución que tiene.
La televisión por cable puede escribir por encima de él, pero también pueden hacerlo nuestras señales de Internet. Esta mezcla entre cables coaxiales y de fibra óptica hacen que esto sea muy rápido.
Son rangos de frecuencia específicos que se utilizan para transmisiones upstream y downstream, según lo determinado por un estándar llamado **DOCSIS (Data-Over-Cable Service Interface Specification)**.
Las transmisiones upstream utilizan entre 5 y 42 MHz.\
Las transmisiones downstream utilizan entre 50 y 860 MHz.
**Estos sistemas (cable módem) pueden transmitir y recibir sobre una infraestructura de televisión por cable.**
### **Módems Satelitales (**Satmódem)
Un **módem satelital**, también conocido como **Satmódem**, son módems utilizados en ubicaciones remotas, rurales o desconectadas.
Estos módems nos proveen de velocidades relativamente rápidas al igual que los módems DSL, pero no tan cercanas a las velocidades de cable o fibra.
El aspecto negativo sobre los satélites es que nos **proveen topes de usos muy bajos**. Esto quiere decir que si queremos utilizar servicios de streaming de video, los módems satelitales probablemente no sean la mejor opción, ya que probablemente tengamos solo 5Gb o 10Gb por mes de servicio y, luego de eso, tendremos que pagar mucho más para obtener más.
Existen otros **problemas** con el uso de satélites:
* **Delay**: uno de los problemas del uso de satélites es el delay, ya que la señal tiene que ir hacia arriba (al satélite) y volver, lo que genera un gran delay.
* **Problemas climáticos**: otro problema del uso de satélites es que los fenómenos climáticos como las tormentas pueden agregar interferencia entre nuestra antena y el satélite espacial, lo cual genera problemas y causa pérdida de servicio.
### **POTS (Plain Old Telephone Service)**
El **Servicio telefónico convencional**, conocido como **POTS**, corre sobre lo que se conoce como **PSTN (Public Switched Telephone Network)**, la cual está compuesta por todos los portadores de telefonía del mundo.
Las conexiones analógicas que utilizan PSTN son llamadas **Conexiones POTS,** aunque a veces se las suele llamar **Conexiones Dial-Up**.
Los módems Dial-Up tienen un ancho de banda máximo de 53.3Kbps.
El sistema telefónico funcionaba en estos canales T1, y cada uno de ellos solo tiene 64Kbps.
Esencialmente, POTS corre sobre la misma tecnología que una conexión T1, por lo que cuando realizamos una llamada telefónica sobre una conexión POTS, solo tenemos acceso a 64Kbps y parte de esos 64Kbps se consume por el overhead, por lo que tenemos un máximo de 53.3Kbps.
### ISDN (Integrated Services Digital Network)
La **Red digital de servicios integrados**, conocida como **ISDN**, es una tecnología antigua que está diseñada para enviar voz, video o datos sobre B canales portadores.
ISDN soporta tomar múltiples canales portadores de 64k y ponerlos juntos.
Funciona similar a Dial-Up, pero podemos atar dichos B canales y obtener velocidades por encima de las de una conexión T1.
Además, existen los D canales, los cuales hacen referencia a canales delta o de datos que existían para la señalización que era capaz de realizar medidas de control.
Hay dos tipos distintos de servicios ISDN:
* **BRI (Basic Rate Interface)**: BRI tiene dos canales B de 64 kbps para transportar los datos de cliente, y un canal D para transportar los datos de señal. Los dos canales B se pueden enlazar entre sí para dar una velocidad combinada igual a 128 kbps. En algunas zonas, la compañía telefónica puede limitar cada uno de los canales B a una combinación de 56 kbps o 112 kbps.
* **PRI (Primary Rate Interface)**: PRI ofrece un camino de datos de 1.472Mbps sobre 23 canales B y un canal D de 64Kbps.
### Frame Relay
Se conoce como **Frame Relay** a la tecnología que crea circuitos virtuales para conectar LANs remotas a una WAN. Esta tecnología es considerada una tecnología de Capa 2.
Por ejemplo, si tenemos una oficina central y dos sedes, podemos conectarlas a través de una conexión punto a punto o una conexión punto a multipunto como se muestra en el siguiente diagrama:
### SONET (Synchronous Optical Network)
La **Red óptica síncrona**, conocida como **SONET**, es una tecnología de Capa 1 que utiliza fibra como su medio.
Esta tecnología es realmente rápida:
Cuando hablamos de una conexión T1 hacemos referencia al rango de al rededor de 1.5Mbps, mientras que SONET está en el rango de los 155Mbps hasta 10Gbps.
SONET utiliza encriptado de Capa 2 como ATM (Asynchronous Transfer Mode) para darle forma a las tramas y enviar cosas alrededor realmente rápido, ya que es todo fibra, lo que implica que se pueden cubrir distancias largas, de entre 20 y 250km o más.
La topología física de SONET puede ser tanto de Bus como de Anillo.
ATM corre sobre SONET y es la manera de darle forma a dichas tramas de Capa 2 y enviarlas sobre la red.\
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Un **circuito virtual** (VC por sus siglas en inglés) es un sistema de comunicación por el cual los datos de un usuario origen pueden ser transmitidos a otro usuario destino a través de más de un circuito de comunicaciones real durante un cierto periodo de tiempo, pero en el que la conmutación es transparente para el usuario. Un ejemplo de protocolo de circuito virtual es el ampliamente utilizado TCP (Protocolo de Control de Transmisión).
SONET utiliza dos tipos de circuitos virtuales diferentes:
* **SVC (Switched Virtual Circuit)**: Los **circuitos virtuales conmutados** por lo general **se crean de forma dinámica para cada llamada o conexión, y se desconectan cuando la sesión o llamada es terminada.** Como ejemplo de circuito virtual conmutado se tienen los enlaces ISDN. Se utilizan principalmente en situaciones donde las transmisiones son esporádicas. En terminología ATM esto se conoce como conexión virtual conmutada. Se crea un circuito virtual cuando se necesita y existe sólo durante la duración del intercambio específico.
* **PVC (Permanent Virtual Circuit)**: También se puede establecer un **circuito virtual permanente** a fin de proporcionar un circuito dedicado entre dos puntos. Un PVC es un **circuito virtual permanente establecido para uso repetido por parte de los mismos equipos de transmisión**. En un PVC la asociación es idéntica a la fase de transferencia de datos de una llamada virtual. Los circuitos permanentes **eliminan la necesidad de configuración y terminación repetitivas para cada llamada**. Es decir se puede usar sin tener que pasar por la fase de establecimiento ni liberación de las conexiones. El circuito está reservado a una serie de usuarios y nadie más puede hacer uso de él. Una característica especial que en el SVC no se daba es que **si dos usuarios solicitan una conexión, siempre obtienen la misma ruta.**
SONET es como Frame Relay, excepto porque todas las tramas tienen una longitud fija llamadas celdas, y podemos moverlas rápidamente ya que tienen una tasa fija.
Por tener longitud fija y una cabecera acortada, la cual solo tiene 5 bytes de tamaño, esto nos ahorra mucho tiempo.
La celda ATM totaliza 53 Bytes, 5 correspondientes al header y 48 correspondientes al payload, como lo muestra la siguiente imagen:
Cuando miramos los circuitos virtuales ATM, estos están diseñados de dos formas diferentes:
* **UNI (User-Network Interface)**: Conecta los switches ATM con los endpoints.
* **NNI (Network-Node Interface)**: Conecta dos switches ATM entre si.
En resumen, ATM trata con Fibra y redes SONET.
### MPLS (Multiprotocol Label Switching)
La **conmutación de etiquetas multiprotocolo**, conocida como **MPLS**, soporta múltiples protocolos en la misma red.
MPLS no es una tecnología que se utilice en nuestras redes domésticas. En cambio, es algo que nuestro proveedor de servicio utiliza en el backbone de sus redes.
Esto puede soportar Frame Relay y ATM en el mismo backbone MPLS y, como todo eso utiliza conmutación y etiquetado para transferir las cosas, es realmente rápido y funciona bien para redes backbone.
Esto permite que el tráfico sea dinámicamente ruteado basado en bajas condiciones y la disponibilidad de las rutas.
Utilizar la conmutación de etiquetas es mucho más eficiente que el direccionamiento IP lógico estándar de Capa 3.
### DMVPN (Dynamic Multipoint Virtual Private Network)
La **Red privada virtual multipunto dinámica**, conocida como **DMVPN**, permite que el internet sea utilizado como una conexión WAN para nosotros entre dos sitios diferentes y utilizarla para una comunicación segura.
Podemos crear un tunel VPN con autenticación y encriptado, para que el usuario que esté en una red insegura no pueda ver lo que estamos haciendo.
Por ejemplo, si tenemos un par de oficinas regionales, podemos conectarlas todas juntas utilizando VPN, en lugar de comprar conexiones punto-a-punto dedicadas:
Esto nos permite comprar un cable modem o un DSL en la oficina regional en lugar de tener que comprar una conexión T1 dedicada entre nuestra oficina central y nuestra oficina regional.
### Tasas de datos
Cuando hablamos de tasas de datos, existen un par de cosas que tenemos que dedicarle atención:
* El ancho de banda se mide en Kbps, Mbps y Gbps
* ATM y SONET se miden por portadores ópticos (conocidos como conexiones OC)
