Encapsulación PPP

Enlaces seriales punto a punto

Comparemos las comunicaciones seriales y paralelas.

·         Con una conexión serial, la información se envía a través de un cable, un bit de datos a la vez

·         Una conexión paralela envía simultáneamente los bits a través de más cables. En el caso del puerto paralelo de 25 pins de su computadora, hay ochos cables que transmiten datos para transmitir 8 bits simultáneamente

En una conexión paralela, es incorrecto presuponer que los 8 bits que envía el emisor al mismo tiempo llegan al receptor de manera simultánea. En realidad, algunos de los bits llegan más tarde que el resto. Esto se conoce como sesgo de reloj. La superación del sesgo de reloj no es una tarea intrascendente. El extremo receptor debe sincronizarse con el transmisor y, luego, esperar hasta que todos los bits hayan llegado. El proceso de lectura, espera, cierre, espera para la señal de reloj y la transmisión de los 8 bits aumentan el tiempo de transmisión.

Este factor no se aplica a los enlaces seriales, ya que la mayoría de estos no necesitan temporización

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. La ventaja más importante es que el cableado es más sencillo. Además, los cables seriales pueden ser más extensos que los cables paralelos, ya que hay menos interacción (crosstalk) entre los conductores del cable.

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: 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

V.35: intercambio de datos síncronos y de alta velocidad que, por lo general, se utiliza para la comunicación entre el módem y el multiplexor, combina el ancho de banda de varios circuitos telefónicos.

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.

Multiplexación por división temporal

multiplexación por división temporal (TDM, Time Division Multiplexing) 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.

Multiplexación estadística por división temporal

Como otra analogía, compare la TDM con 32 vagones de un tren. Cada uno es propiedad de una empresa de transporte diferente y todos los días el tren parte con los 32 vagones. Si una de las empresas tiene una carga que enviar, el vagón se carga. Si la empresa no tiene nada que enviar, el vagón permanece vacío, pero sigue siendo parte del tren. No es rentable transportar contenedores vacíos. La TDM comparte esta deficiencia cuando el tráfico es intermitente, ya que, incluso en este caso, se asigna un periodo de tiempo cuando el canal no tiene datos para transmitir. Multiplexación estadística por división temporal (STDM, Statistical time-division multiplexing) fue diseñada para superar esta deficiencia. 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.

DTE-DCE

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. La conexión entre los dos dispositivos DCE es la red de transmisión del proveedor de servicios WAN. En este caso:

el CPE, que en general es un router, es el DTE. El DTE también podría ser un terminal, una computadora, una

impresora o una máquina de fax si se conectaran directamente a la red del proveedor de servicios.

El DCE, en general un módem o CSU/DSU, es el dispositivo que se utiliza para convertir los datos del usuario del DTE en una forma que sea aceptable para el enlace de la transmisión del proveedor del servicio WAN.

La interfaz DTE/DCE para un estándar en particular define las siguientes especificaciones:

Mecánica/física: número de pins y tipo de conector

Eléctrica: define los niveles de tensión para 0 y 1

Funcional: especifica las funciones que se ejecutan al asignar significados a cada una de las líneas de señalización de la interfaz

Procesal: especifica la secuencia de eventos para la transmisión de los datos

Protocolos de encapsulación WAN

Para asegurar que se utiliza el protocolo correcto, usted debe configurar el tipo de encapsulación de la Capa 2 adecuado.

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.

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

Frame Relay: un protocolo estándar industrial, de capa de enlace de datos, conmutado, que maneja múltiples

circuitos virtuales.

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).

Arquitectura 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.

La mayoría del trabajo realizado por el PPP se produce en el enlace de datos y las capas de red mediante el LCP y los NCP. EL LCP establece la conexión PPP y sus parámetros, los NCP manejan configuraciones de protocolo de capa superior y el LCP finaliza la conexión PPP.

Arquitectura PPP: capa del protocolo de control de enlace

El LCP es la parte que realmente realiza el trabajo en el PPP. El LCP se ubica en la parte más alta de la capa física y se utiliza para establecer, configurar y probar la conexión de enlace de datos. El LCP establece el enlace punto a punto. El LCP también negocia y establece las opciones de control en el enlace de datos WAN, manejadas por los NCP.

El LCP brinda configuración automática de las interfaces en cada extremo, lo que incluye:

El manejo de límites variables en el tamaño del paquete

La detección de errores comunes de configuración

La finalización del enlace

La determinación de cuándo un enlace funciona correctamente o cuándo falla

El PPP también 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.

Los NCP incluyen campos funcionales que contienen códigos estandarizados (números de campo de protocolo del PPP que se muestran en la imagen) para indicar el protocolo de capa de red que el PPP encapsula

Opciones de configuración del PPP:
Autenticación: los routers pares intercambian mensajes de autenticación. Dos opciones de autenticación son el Protocolo de autenticación de contraseña (PAP) y el Protocolo de autenticación de intercambio de señales (CHAP).
Compresión: aumenta el rendimiento efectivo en conexiones PPP al reducir la cantidad de datos en la trama que debe viajar a través del enlace. El protocolo descomprime la trama al llegar a su destino.
Multienlace: los IOS Cisco Versión 11.1 y posteriores admiten el PPP multienlace. Esta alternativa proporciona el balanceo de carga en las interfaces del router utilizadas por PPP.

Devolución de llamadas en PPP: para aumentar la seguridad, el IOS de Cisco Versión 11.1 y posteriores ofrece devolución de llamadas en PPP. Con esta opción LCP, un router Cisco puede actuar como cliente de la devolución de llamada o servidor de la devolución de llamada. El comando es ppp callback [accept | request].

Habilitación del PPP en una interfaz: use el comando de configuración de interfaz encapsulation ppp.
R3(config)#interface serial 0/0
R3(config-if)#encapsulation ppp
encapsulation ppp.: primero debe configurar el router con un protocolo de enrutamiento para usar encapsulación PPP
Compresión: Puede configurar la compresión de un software punto a punto, para configurar la compresión en PPP, introduzca los siguientes comandos:
R3(config)#interface serial 0/0
R3(config-if)#encapsulation ppp
R3(config-if)#compress [predictor | stac
Monitoreo de la calidad del enlace: El comando ppp quality percentage garantiza que el enlace satisface los requisitos de calidad que estableció, de lo contrario el enlace se cerraría. Este ejemplo de configuración monitorea los datos que se decartan del enlace y evita la formación de bucles en la trama:
R3(config)#interface serial 0/0
R3(config-if)#encapsulation ppp
R3(config-if)#ppp quality 80
Use el comando no ppp quality para desactivar el LQM.
Balanceo de carga a través de enlaces: El PPP multienlace proporciona el tráfico a través de múltiples enlaces físicos WAN, el MPPP permite que los paquetes se fragmenten y envía estos fragmentos, de forma simultánea, sobre múltiples enlaces punto a punto a las mismas direcciones remotas. Los siguientes comandos ejecutan el balanceo de carga en múltiples enlaces:
Router(config)#interface serial 0/0
Router(config-if)#encapsulation ppp
Router(config-if)#ppp multilink
El comando multilink no tiene argumentos. Para desactivar el multienlace PPP, use el comando no ppp multilink

Verificación de una configuración de encapsulación serial PPP
Verificación de la configuración de encapsulación PPP: show interfaces serial

Resolución de problemas de encapsulación PPP
Resolución de problemas de la configuración de la encapsulación serial: Use el comando debug ppp para mostrar información acerca de la operación del PPP
Resultado del comando debug ppp packet: Un buen comando para utilizar cuando resuelva problemas de la encapsulación de la interfaz serial es el comando debug ppp packet
Resultado del comando debug ppp negotiation: el comando debug ppp negotiation muestra la negociación obre los parámetros de NCP
Resultado del comando debug ppp error: Puede utilizar el comando debug ppp error para mostrar los errores de protocolo y las estadísticas de los errores relacionados con la negociación y la operación de la conexión PPP.

 Configuración de PPP con autenticación

Protocolos de autenticación PPP

Protocolo de autenticación PAP: PAP es un proceso muy básico de dos vías. No hay encriptación: el nombre de usuario y la contraseña se envían en texto sin cifrar. Si esto se acepta, la conexión se permite. CHAP es más seguro que PAP. Implica un intercambio de tres vías de un secreto compartido. Más adelante, en este mismo capítulo, se describirá este proceso