Zoals we weten, wordt een lokaal netwerk (LAN) gebruikt om apparaten die dicht bij elkaar staan, met elkaar te verbinden. De gegevensoverdrachtssnelheden in lokale netwerken zijn daarom vaak behoorlijk hoog. WAN daarentegen verbindt apparaten die geografisch ver van elkaar verwijderd zijn. Hierdoor verschilt WAN-technologie ook van LAN-technologie.
WAN maakt gebruik van andere transmissiemethoden, hardware en protocollen dan LAN. De gegevensoverdrachtsnelheid via WAN is bovendien veel lager dan via LAN. We bekijken WAN-technologieën vanuit verschillende perspectieven.
WAN's bestaan al sinds de begindagen van de computertechnologie. WAN's zijn gebaseerd op geschakelde telefoonlijnen en modems, maar de huidige connectiviteitsopties omvatten ook geleasede lijnen, draadloos, MPLS, breedbandinternet en satelliet.
Naarmate de technologie verandert, veranderen ook de transmissiesnelheden. De 2400bps-modems van de begindagen zijn geëvolueerd naar de huidige 40Gbps- en 100Gbps-verbindingen. Door deze snelheidsverhoging kunnen meer apparaten verbinding maken met het netwerk, wat de explosieve groei van het aantal verbonden computers, telefoons, tablets en kleinere apparaten voor het Internet of Things (IoT) mogelijk maakt.
Bovendien zorgen verbeteringen in de snelheid ervoor dat toepassingen die grotere hoeveelheden bandbreedte nodig hebben, met extreem hoge snelheden via het WAN kunnen worden verzonden. Hierdoor kunnen bedrijven toepassingen implementeren voor bijvoorbeeld onlinevergaderingen en het maken van back-ups van grote bestanden. Niemand zou ooit op het idee komen om een onlinevergadering te houden via een 28-kbps-modem, maar nu kunnen werknemers thuis zitten en via video deelnemen aan bedrijfsvergaderingen, waar ook ter wereld.
Veel WAN-verbindingen worden aangeboden via providerdiensten, waarbij het verkeer van klanten via faciliteiten loopt die door andere klanten worden gedeeld. Klanten kunnen ook speciale links kopen die alleen voor het verkeer van één enkele klant worden gebruikt. Ze worden vaak gebruikt voor latentiegevoelige toepassingen of toepassingen met de hoogste prioriteit en veel bandbreedte, zoals videoconferenties.
WAN's bestaan al sinds de begindagen van computernetwerken.
Wat is het verschil tussen WAN en LAN?
WAN wordt vaak vergeleken met een lokaal netwerk of LAN. Een LAN is een netwerk dat meestal beperkt is tot een gebouw of een kleine campus. Ze zijn privé en kunnen met relatief goedkope apparatuur worden gemaakt. Uw thuis-WiFi-netwerk is een LAN.
De technologieën en protocollen die het opzetten van LAN's zo eenvoudig maken, kunnen niet verder worden geschaald dan een bepaalde beperkte afstand en kunnen geen echt enorme aantallen eindpunten verwerken. Het doel van een WAN is om deze schaalgroottes op te vangen door één of meer LAN's met elkaar te verbinden. De netwerktechnologieën en -protocollen die WAN's gebruiken om informatie te verzenden, verschillen van die welke in LAN's worden gebruikt.
Strikt genomen is het internet een WAN. Wanneer we het over WAN's hebben, bedoelen we meestal privé- of semi-private netwerken die externe LAN's combineren. Zo kunnen vestigingen in verschillende steden interne privébronnen van het bedrijf delen via een WAN.
WAN-architectuur
Terwijl LAN's doorgaans worden onderhouden door de eigen IT-afdeling van een organisatie, zijn WAN's vaak minstens gedeeltelijk afhankelijk van fysieke verbindingen die worden geleverd door aanbieders van telecommunicatiediensten. Beslissen over welk type verbinding of communicatieprotocol u wilt gebruiken en hoe u deze implementeert, bepaalt de basis voor het creëren van uw WAN-architectuur.
Overzicht van WAN-communicatie
WAN's maken gebruik van de transmissie-infrastructuur van een externe serviceprovider, doorgaans telefoonbedrijven, om connectiviteitsdiensten over lange afstand te leveren. De meest voorkomende configuratie van een WAN omvat de hieronder weergegeven componenten. Een bericht wordt door de klant geïnitieerd en door een apparaat, een zogenaamde DTE, naar de WAN-serviceprovider verzonden. DCE-apparaten in het centrale kantoor van de serviceprovider 'pushen' het pakket naar het WAN en passeren vervolgens switches om de bestemming te bereiken. Soortgelijke apparaten aan de ontvangende kant zullen de reis beëindigen.
Typische WAN
Data Terminal Equipment (DTE): Een apparaat aan de rand van een WAN-verbinding dat gegevens verzendt en ontvangt. De DTE bevindt zich op de locatie van de abonnee en is het verbindingspunt tussen het LAN van de abonnee en het WAN van de serviceprovider. Meestal is de DTE een router, maar in sommige gevallen kan het ook een computer of multiplexer zijn. De DTE's aan het ene uiteinde communiceren met de overeenkomstige DTE-apparatuur aan het andere uiteinde.
Verbindingspunt: Het verbindingspunt tussen de telefoonlijn van het telefoonbedrijf en de lijn van de abonnee. Het grenspunt staat ook bekend als de netwerkinterface of het aanwezigheidspunt. Normaal gesproken is de klant verantwoordelijk voor alle apparatuur binnen het grenspunt en is het telecommunicatiebedrijf verantwoordelijk voor alle apparatuur aan de andere kant.
Last Mile Cable (lokale lus ): kabel die de verbinding vormt tussen het grenspunt en de centrale van het telefoonbedrijf. Meestal is dit een twisted pair-kabel (UTP), maar het kan ook een combinatie zijn van een twisted pair-kabel, glasvezelkabel en andere soorten transmissiemedia.
Centrale: Het dichtstbijzijnde schakelstation, dat tevens het dichtstbijzijnde WAN-servicepunt voor de abonnee is. Het centrale kantoor vormt het toegangspunt voor gesprekken naar de “WAN-cloud” en vormt de uitgangspunten voor gesprekken vanuit de WAN-cloud naar de telefoongebruikers. Bovendien fungeert het als een netwerkschakelpunt om datapakketten door te sturen naar andere centrale kantoren. Het levert ook stabiele DC-stroom aan het laatste kilometer bekabelingssysteem om het circuit tot stand te brengen.
Data Circuit-terminating Equipment (DCE)
Communicatieapparaat met zowel DTE als WAN-cloud. Een DCE is doorgaans een router van een serviceprovider die gegevens doorstuurt tussen de klant en de WAN-cloud. In strikte zin is een DTE een apparaat dat een kloksignaal aan de DTE levert. Een DCE kan ook een apparaat zijn dat lijkt op een DTE (meestal een router), behalve dat elk type apparaat een aparte rol vervult.
WAN-cloud: Een reeks van telefoonlijnen, schakelborden en centrales die de transmissie-infrastructuur van een telefoonmaatschappij vormen. In de afbeelding wordt dit weergegeven als een wolk, omdat de fysieke structuur regelmatig verandert en alleen degenen die verantwoordelijk zijn voor WebTech360 weten waar de gegevens op de schakelborden naartoe gaan. Voor de klant is het belangrijk dat de gegevens via de kabel op de plaats van bestemming aankomen.
Pakketgeschakelde centrale: Schakelcentrales op het pakketgeschakelde netwerk van een telecommunicatiebedrijf. PSE's zijn tussenpunten in de WAN-cloud.
Gegevens die via een LAN worden verzonden, worden voornamelijk van het ene digitale apparaat (computer) naar het andere digitale apparaat verzonden via een directe verbinding. Omdat sommige WAN's gebruikmaken van bestaande analoge telefoonnetwerken, kan de gegevensoverdracht een of een combinatie van de volgende methoden gebruiken:
Analoge signaaloverdracht
Analoge signalen worden meestal weergegeven als golfvormen. De intensiteit en frequentie van een analoog signaal variëren voortdurend, zodat het nauwkeurig continue beweging of geluid of beweging in meerdere toestanden kan weergeven. De intensiteit en frequentie van het signaal nemen toe en af in overeenstemming met de toonhoogte en luidheid van het geluid. Analoge signalen worden vaak gebruikt om realtimegegevens weer te geven. Radio, telefoon en andere media maken vaak gebruik van analoge signalen.
Digitale signaaloverdracht
In plaats van een continu veranderende stroom, gebruiken digitale signalen slechts twee toestanden, 0 en 1, om databits weer te geven. Dit is de ideale signaleringsmethode voor computernetwerken. Computers hebben een modem nodig: een apparaat dat de digitale signalen van de computer omzet in analoge signalen, zodat gegevens via analoge telefoonlijnen kunnen worden verzonden.
Let op : Vroeger was het PSTN-telefoonnetwerk een volledig analoog netwerk. Analoge signalen van de telefoon komen bij het telecommunicatiebedrijf aan en worden vervolgens via systemen die analoge signalen gebruiken om hun bestemming te bereiken, verzonden. Tegenwoordig gebruiken telefoonsystemen een combinatie van beide methoden. De meeste geschakelde netwerken die telecommunicatiebedrijven verbinden, zijn gedigitaliseerd. De laatste schakel tussen de meeste huishoudens en sommige bedrijven verloopt echter nog steeds via analoge signalen. Het onderstaande diagram laat zien hoe twee digitale computers kunnen worden verbonden via een WAN met zowel digitale als analoge componenten. Wanneer een computer een signaal via een WAN verzendt, zet de modem het digitale signaal om in een analoog signaal om het signaal door te sturen naar de telefoonmaatschappij. Vervolgens zet de modem van het telefoonbedrijf de gegevens om in een digitale vorm, die vervolgens via het geschakelde netwerk kan worden verzonden. Vervolgens wordt het signaal bij het telecommunicatiebedrijf weer omgezet naar een analoog signaal, zodat het kan worden verzonden naar de modem van de computer die de gegevens ontvangt. Tenslotte zet dit modem het analoge signaal om in een digitale vorm voor de computer.
Soorten verbindingen in WAN
De manier waarop een bericht zich via een WAN-cloud van het ene naar het andere punt op zijn pad verplaatst, hangt af van de gebruikte fysieke verbinding en het gebruikte protocol. WAN-verbindingen worden doorgaans ingedeeld in de volgende typen:
Toegewijde verbinding
Dit is een permanente verbinding waarmee u het ene apparaat rechtstreeks met het andere verbindt. Speciale verbindingen zijn stabiel en snel, maar kunnen erg duur zijn. Als u een lijn huurt bij een WAN-serviceprovider, betaalt u voor de verbinding, ook als u deze niet gebruikt. Omdat speciale lijnen een directe verbinding tot stand brengen tussen slechts twee punten, neemt het aantal benodigde lijnen exponentieel toe naarmate het aantal te verbinden locaties toeneemt. Als u bijvoorbeeld twee locaties wilt verbinden, hebt u één lijn nodig, maar als u vier locaties wilt verbinden, hebt u zes lijnen nodig.
Kenmerken van een speciale verbinding:
Altijd beschikbaar
Gebruik een geleasede abonnementslijn van een WAN-serviceprovider
Duurder dan andere WAN-oplossingen
Gebruik aparte verbindingen tussen punten
Gebruik een speciale verbinding wanneer:
Er vindt een grote hoeveelheid dataverkeer plaats via het LAN.
Regelmatig verbinding nodig
Er zijn maar weinig locaties die met elkaar verbonden moeten worden
circuitgeschakeld netwerk
Circuit switching biedt u een alternatief voor leased lines (speciale verbindingen), waardoor u gedeelde lijnen kunt gebruiken. Het geschakelde netwerk werkt bidirectioneel, waardoor zowel inbel- als uitbelverbindingen tot stand kunnen worden gebracht.
Wanneer u een geschakeld netwerk gebruikt:
De computer stuurt de kiesgegevens naar de lijn en er wordt een verbinding tot stand gebracht.
De computer die de gegevens ontvangt, stuurt een bevestiging en vergrendelt de lijn.
De computer die de gegevens verzendt, verzendt de gegevens via de tot stand gebrachte verbinding.
Zodra de gegevensoverdracht voltooid is, wordt de verbinding met andere gebruikers vrijgegeven.
Geschakelde netwerken maken gebruik van geschakelde virtuele circuits (SVC). Aan het begin van het communicatieproces wordt door middel van een serie elektronische schakelaars een speciaal gegevenspad gecreëerd. Dit privépad blijft bestaan tot het einde van het communicatieproces.
Het openbare telefoonsysteem is een circuitgeschakeld netwerk. Wanneer u belt, maakt het PSTN gebruik van switches om een fysieke, directe, speciale verbinding te creëren voor de duur van het gesprek. Wanneer u een gesprek beëindigt, maken de switches de lijn vrij voor andere gebruikers. Computers die via een netwerk met elkaar zijn verbonden, werken op een vergelijkbare manier. Wanneer een computer inbelt op een netwerk, wordt er eerst een pad door het netwerk gecreëerd, zodat gegevens vervolgens via dit tijdelijke, speciale pad kunnen worden verzonden.
Pakketgeschakeld netwerk
Voor pakketgeschakelde netwerken is geen gehuurde lijn of tijdelijke, speciale lijn nodig. In plaats daarvan wordt het berichtenpad dynamisch vastgesteld terwijl de gegevens zich door het netwerk verplaatsen. Een pakketgeschakelde verbinding is een verbinding die altijd aan staat. Dat betekent dat u zich geen zorgen hoeft te maken over het opzetten van een verbinding of het privé houden van de lijn. Elk pakket bevat de informatie die nodig is om zijn bestemming te bereiken.
Pakketgeschakelde netwerken hebben de volgende kenmerken:
Berichten worden verdeeld in kleine eenheden, pakketten genoemd.
Pakketten worden onafhankelijk van elkaar via internet verzonden (mogelijk via verschillende paden)
Pakketten worden op de bestemming teruggezet naar de oorspronkelijke volgorde.
De verzendende en ontvangende apparaten zien de verbinding standaard als permanent (geen inbelverbinding vereist)
Pakketgeschakelde netwerken maken gebruik van permanente virtuele circuits (PVC's). Hoewel PVC's op gespecialiseerde, directe verbindingen lijken, kan het pad dat elk pakket door het internet aflegt, verschillen.
Wide Area Network-diensten
PSTN
Het openbare telefoonnetwerk is het oudste en grootste netwerk dat beschikbaar is voor WAN-communicatie. Kenmerken van PSTN zijn onder meer:
Dit is een circuitgeschakeld netwerk met wereldwijde dekking.
De interface naar het PSTN is analoog, wat betekent dat computers modems gebruiken om verbinding te maken met het PSTN.
De snelheid op het PSTN is doorgaans beperkt tot 56 Kbit/s.
U kunt PSTN op aanvraag gebruiken of een speciaal circuit huren.
Figuur 8: PSTN-telefoonnetwerk
Gehuurde lijn
Voor sommige bedrijven kunnen de voordelen van een leased line de kosten ruimschoots overtreffen. Een leased line is onafhankelijk en heeft een hogere snelheid dan een gewone PSTN-lijn. Het is echter vrij duur en wordt daarom doorgaans alleen door grote bedrijven gebruikt. Andere kenmerken van leased lines zijn:
Zorg voor regelmatige, stabiele kwaliteitsverbindingen
U kunt extra betalen om uw leased line te upgraden.
X.25
X.25 werd in de jaren 70 geboren. Het oorspronkelijke doel was om mainframes te verbinden met externe terminals. Het voordeel van X.25 ten opzichte van andere WAN-oplossingen is dat het een ingebouwde foutcontrole heeft. Kies X.25 als u een analoge lijn moet gebruiken of als de lijnkwaliteit niet goed is.
X.25 is de ITU-T-standaard voor pakketgeschakelde WAN-communicatie via het telefoonnetwerk. De term X.25 wordt ook gebruikt voor de fysieke laag en de datalinklaagprotocollen waaruit een X.25-netwerk bestaat. In het oorspronkelijke ontwerp gebruikte X.25 analoge lijnen om een pakketgeschakeld netwerk te vormen, hoewel X.25-netwerken ook op een digitaal netwerk kunnen worden gebouwd. Momenteel bestaat het X.25-protocol uit een reeks regels die definiëren hoe verbindingen tussen DTE's en DCE's in een openbaar datanetwerk (PDN) tot stand worden gebracht en onderhouden. Hierin wordt gespecificeerd hoe DTE/DCE- en PSE-apparaten (Packet-Swiching Exchange) gegevens verzenden.
Wanneer u het X.25-netwerk gebruikt, moet u een abonnementsbedrag betalen.
Wanneer u een X.25-netwerk gebruikt, kunt u een verbinding met het PDN maken via een speciale lijn.
X.25-netwerken werken op 64 Kbit/s (via analoge lijnen)
De pakketgrootte (frame genoemd) in een X.25-netwerk is niet vast.
Het X.25-protocol beschikt over een zeer krachtig mechanisme voor foutcontrole en -correctie, waardoor het relatief stabiel werkt op analoge telefoonlijnen van lage kwaliteit.
X.25 wordt momenteel veel gebruikt in veel landen ter wereld waar de nummers nog niet populair zijn en de lijnkwaliteit nog laag is.
Frame Relay
Frame Relay is efficiënter dan X.25 en vervangt deze standaard geleidelijk. Wanneer u Frame Relay gebruikt, betaalt u een vergoeding voor de huur van een verbinding naar het dichtstbijzijnde knooppunt in het Frame Relay-netwerk. U verzendt gegevens via uw lijn en het Frame Relay-netwerk routeert deze naar het knooppunt dat zich het dichtst bij de ontvanger bevindt en stuurt de gegevens via de lijn van de ontvanger door. Frame Relay is sneller dan X.25
Frame Relay is een standaard voor pakketgeschakelde WAN-communicatie over digitale lijnen van hoge kwaliteit. Een Frame Relay-netwerk heeft de volgende kenmerken:
Er zijn veel overeenkomsten met de implementatie van een X.25-netwerk.
Er is een mechanisme voor foutcontrole, maar geen mechanisme voor foutcorrectie
De gegevensoverdrachtssnelheid kan oplopen tot 1,54 Mbit/s
Maakt verschillende pakketgroottes mogelijk
Kan als backbone-verbinding op een LAN worden aangesloten
Kan worden ingezet op verschillende verbindingstypen (56K, T-1, T-3)
Werkt op de fysieke laag en de datalinklaag in het OSI-model.
Wanneer u zich aanmeldt voor de Frame Relay-service, gaat u akkoord met een serviceniveau dat CIR (Committed Information Rate) wordt genoemd. CIR is de maximale toegewezen gegevenssnelheid die u op een Frame Relay-netwerk ontvangt. Wanneer er echter weinig netwerkverkeer is, kunt u gegevens versturen met een snelheid die hoger is dan CIR. Wanneer er veel netwerkverkeer is, wordt voorrang gegeven aan klanten met een hoog CIR-niveau.
ISDN (Geïntegreerd Diensten Digitaal Netwerk)
Eén van de doelen van ISDN is om WAN-toegang te bieden aan huizen en bedrijven via koperen telefoonlijnen. Daarom werd in de eerste plannen voor de invoering van ISDN voorgesteld om bestaande analoge lijnen te vervangen door digitale lijnen. Tegenwoordig vindt wereldwijd een grote omschakeling van analoog naar digitaal plaats. ISDN verbetert de operationele prestaties ten opzichte van inbel-WAN-toegang en is goedkoper dan Frame Relay.
ISDN definieert standaarden voor het gebruik van analoge telefoonlijnen voor zowel digitale als analoge gegevensoverdracht. De kenmerken van ISDN zijn:
Maakt het mogelijk om meerdere gegevenstypen uit te zenden (spraak, video, afbeeldingen...)
Hogere gegevensoverdrachtssnelheden en verbindingssnelheden dan traditionele inbelverbindingen
Geldautomaat
ATM (Asynchronous Transfer Mode) is een geavanceerd pakketschakelsysteem dat gelijktijdig gegevens, spraak en digitale beelden kan verzenden via LAN- en WAN-netwerken.
Dit is een van de snelste WAN-verbindingsmethoden die momenteel beschikbaar zijn, met snelheden variërend van 155 Mbit/s tot 622 Mbit/s. Theoretisch gezien zou het zelfs hogere snelheden kunnen ondersteunen dan momenteel mogelijk is met de huidige transmissiemedia. Hogere snelheid betekent echter ook hogere kosten: ATM is bijvoorbeeld veel duurder dan ISDN, X25 of FrameRelay. Kenmerken van een geldautomaat zijn onder meer:
Maakt gebruik van kleine datapakketten (cellen) met een vaste grootte (53 bytes), die gemakkelijker te verwerken zijn dan de pakketten met variabele grootte in X.25 en Frame Relay.
Hoge gegevensoverdrachtssnelheid, theoretisch kan deze 1,2 Gbit/s bereiken
Hoge kwaliteit, weinig ruis, dus vrijwel geen noodzaak voor foutcontrole
Kan gebruikt worden met diverse fysieke transmissiemedia (coaxkabel, twisted pair kabel, glasvezelkabel)
Meerdere soorten gegevens kunnen tegelijkertijd worden verzonden
WAN-hardware
Welke WAN-hardware u gebruikt, hangt af van de WAN-service waarmee u verbinding wilt maken. Elk WAN-protocol heeft andere specificaties en vereisten voor hardware en transmissiemedia. Afhankelijk van uw keuze zijn er echter veel hardwareopties die compatibel zijn met veel verschillende WAN-services.
De WAN-serviceprovider is verantwoordelijk voor het WAN en levert de local loop aan de Demarc (zie Internet Made Simple #2/2004). De laatste kilometer kabel is meestal gemaakt van koperdraad, hetzelfde type draad dat voor telefoondiensten wordt gebruikt.
Een telefoonlijn opzetten
In veel huishoudens en bedrijven wordt tegenwoordig een 4-aderige kabel gebruikt die bestaat uit 2 paar getwiste koperdraden: het eerste paar wordt gebruikt voor de telefoon en het tweede paar dient als reserve. Hierdoor kunnen nieuwe bedrijven zich voorbereiden op WAN-connectiviteit zonder dat ze nieuwe bekabeling hoeven te installeren. Een analoge signaallijn maakt gebruik van twee koperdraden en een digitale signaallijn kan twee of alle vier de koperdraden van de Last Mile Cable gebruiken, afhankelijk van het type WAN-verbinding. Telefoonmaatschappijen moeten de lijnschakeling bij de centrale aanpassen om digitale signalen via de Last Mile Cable te kunnen verzenden.
Koperen geleiders worden geclassificeerd op basis van bandbreedte. De bandbreedte bepaalt hoeveel data u kunt verzenden en of het signaal analoog of digitaal is. Hieronder bestuderen we twee methoden voor het classificeren van de bandbreedte op koperkabels.
Eenvoudige oude telefoondienst (POTS)
Analoge telefoonsystemen sturen slechts één analoog signaal over elk paar draden. Elk van deze afzonderlijke signalen wordt beschouwd als een kanaal. Wanneer u POTS en een modem gebruikt om analoge signalen te versturen, krijgt u een kanaal van 64 Kbit/s, waarvan slechts 56 Kbit/s aan bandbreedte beschikbaar is voor gegevensoverdracht. Modems en traditionele telefoonlijnen zijn prima voor het gebruik van internet voor e-mail en andere algemene doeleinden. Als u echter een grote hoeveelheid data moet versturen en ontvangen, kan dit wel enige tijd duren.
De POTS-dienst heeft de volgende kenmerken:
Huidige lijnen gebruiken slechts twee getwiste draadparen.
Het signaal op de Last Mile Cable is een analoog signaal.
Om digitale signalen om te zetten in analoge signalen, is een modem nodig.
De effectieve lijnsnelheid is beperkt tot 56 Kbit/s.
T-Dragers
De fysieke laag van veel WAN-systemen in de Verenigde Staten is gebaseerd op T-Carrier-technologie, ontwikkeld door Bell/AT&T. T-1-lijnen maken gebruik van vier koperdraden: één paar om gegevens te verzenden en één paar om gegevens te ontvangen. Ze gebruiken geen extra fysieke kabels, maar creëren virtuele kanalen. Glasvezelkabels en andere soorten transmissielijnen die voor Last Mile Cables worden gebruikt, maken hogere gegevensoverdrachtssnelheden mogelijk.
T-carries technologie heeft de volgende kenmerken:
Gebruik twee paar gedraaide koperdraadkabels
Gebruik van digitale signalen
Ondersteunt meerdere 64 Kbit/s-kanalen op één kabel
T-draaggolflijnen worden geclassificeerd op basis van het aantal kanalen dat ze kunnen ondersteunen.
T1 (24 kanalen, gebruikt in de VS)
E1 (31 kanalen, gebruikt in Europa)
T-draaggolflijnen worden ook geclassificeerd volgens het type gegevens dat over de lijn wordt verzonden (bijv. pure data, digitale audio, digitale video...). Bovendien kunnen gebruikers zich abonneren op een deel van de T1-lijndienst en een aantal van de beschikbare kanalen gebruiken.
Let op: Er wordt een onderscheid gemaakt tussen T-carriertypen ten behoeve van de beschrijving van de bandbreedte, niet tussen WAN-protocollen. ISDN is bijvoorbeeld een WAN-service die gebruikmaakt van een digitale signaaloverdracht via vier draden. De ISDN-bandbreedte is afhankelijk van hoeveel van de T1-lijncapaciteit wordt gebruikt.
Basistarief ISDN (BRI)
Basic Rate ISDN bestaat uit twee 64 Kbit/s-kanalen (ook wel B-kanalen genoemd) en één 16 Kbit/s-kanaal (ook wel D-kanaal genoemd). Het wordt daarom ook wel 2B+D genoemd. B-kanalen transporteren digitale data, audio en video. Het D-kanaal is een servicekanaal dat zowel voor gegevens als voor besturingsinformatie wordt gebruikt. ISDN BRI is ideaal voor woningen en kleine bedrijven die hogere gegevensoverdrachtssnelheden nodig hebben dan traditionele modems.
Hieronder staan de twee meest voorkomende toepassingsgevallen van ISDN BRI:
Eén B-kanaal wordt gebruikt voor spraak, het andere voor data.
Beide kanalen worden gebruikt voor gegevensoverdracht met een totale snelheid van 128 Kbit/s.
Let op: De totale bandbreedte van ISDN BRI bedraagt 144 Kbit/s (2 B-kanalen en 1 D-kanaal), terwijl de totale gegevensoverdrachtssnelheid 128 Kbit/s bedraagt (gegevens worden alleen via 2 B-kanalen verzonden)
Primair tarief ISDN(PRI)
In de VS gebruikt Primary Rate ISDN de volledige T1-lijn en ondersteunt 23 B-kanalen van 64 Kbit/s en één D-kanaal van 64 Kbit/s. Dit wordt daarom 23B+D genoemd. ISDN PRI wordt gebruikt in bedrijven die een snelle, continu actieve verbinding nodig hebben.
In Europa wordt Primary Rate vaak 30B+D genoemd, omdat het de volledige E-1-lijn gebruikt om 30 B-kanalen en 1 D1-kanaal te ondersteunen.
Naast de lijn hebt u hardware nodig om verbinding te maken met het WAN en om het signaal correct te formatteren voor het type verbinding dat u gebruikt. De hardware kan bijvoorbeeld bestaan uit modems die digitale signalen omzetten naar analoge signalen. Voor volledig digitale netwerken gebruikt u een of twee van de volgende soorten hardware.
Multiplexer
Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, werken multiplexers aan beide uiteinden van de transmissielijn. Aan de verzendkant is een multiplexer een apparaat dat signalen van twee of meer andere apparaten combineert voor transmissie over één transmissielijn. Aan de ontvangende kant scheidt een multiplexer met demultiplexfunctie het gecombineerde signaal in de oorspronkelijke afzonderlijke signalen. Veel WAN-routers hebben ingebouwde multiplexers.
Beschrijf de multiplexerverbinding in WAN
Statistische multiplexer: Gebruikt afzonderlijke virtuele kanalen op dezelfde fysieke lijn om verschillende signalen tegelijkertijd te verzenden. (signalen worden gelijktijdig op de lijn verzonden).
Tijdsverdelingsmultiplexer: verzendt datapakketten met verschillende signalen op verschillende tijdsintervallen. In plaats van het fysieke medium in kanalen te verdelen, kunnen gegevensstromen het medium op specifieke tijdsslots gebruiken (signalen wisselen elkaar af in korte tijdsintervallen).
CSU/DSU (Kanaal Service Eenheid/Data Service Eenheid)
Dit is een apparaat dat netwerken met hogesnelheidslijnen zoals T-1 verbindt. Dit apparaat formatteert gegevensstromen in framingformaten en bepaalt lijncodes voor digitale transmissies. Sommige CSU/DSU's zijn ook multiplexers of zijn ingebouwd in routers. U hoort misschien ook wel eens dat CSU/DSU een soort digitale modem is, maar dat is niet helemaal correct. Modems zetten data om van analoog naar digitaal en vice versa, terwijl CSU/DSU alleen de data van een bestaande digitale vorm opnieuw formatteert.
De CSU ontvangt het signaal en verzendt dit naar de WAN-lijn. Vervolgens wordt het antwoordsignaal teruggekoppeld wanneer de telefoonmaatschappijen de apparatuur moeten controleren en wordt elektromagnetische interferentie voorkomen.
De DSU is vergelijkbaar met een modem tussen de DTE en de CSU. Het converteert dataframes van het formaat dat op een LAN wordt gebruikt naar het formaat dat op een T-1-lijn wordt gebruikt en vice versa. Het regelt ook lijnbeheer, fouten in de tijdsverdeling en signaalregeneratie.
Interfaceprotocollen
Er zijn verschillende soorten ‘interface’-protocollen voor WAN-verbindingen. In deze context verwijst 'interface' naar het formaat van fysieke laagframes of de methoden voor het definiëren van bitsignalen (het formatteren van elektromagnetische pulsen).
Synchrone seriële protocollen
Synchrone seriële protocollen gebruiken nauwkeurige kloksignalen tussen de DCE en de DTE om de timing van de gegevensoverdracht te bepalen. Bij synchrone communicatie worden grote aantallen dataframes verzonden, waarbij de synchronisatieklok en de gegevensoverdrachtsnelheid vooraf zijn vastgesteld. Dit is een communicatiemethode die een zeer efficiënte bandbreedte gebruikt.
Synchrone signaleringsprotocollen omvatten:
V.35
RS-232 (EAI/TIA)
X.21
RS-449
RS-530
Hoewel elk "interface"protocol een specifiek type connector gebruikt, kunnen de meeste connectoren voor meerdere interfaces worden gebruikt. Meestal bepaalt het type hardware dat u hebt welke connector u gebruikt. Controleer het pinnummer in de connector om er zeker van te zijn dat deze overeenkomt met de seriële poort van het apparaat. Veelvoorkomende typen connectoren zijn (de getallen geven het aantal pinnen in de connector aan): DB60, DB25, DB15, DB9.
Asynchrone protocollen
Bij asynchrone transmissieprotocollen worden aan elk pakket start- en stopbits toegevoegd om het dunner te maken. Hierdoor hoeven de verzendende en ontvangende apparaten geen vooraf overeengekomen klokken te gebruiken. Asynchrone signalering wordt vaak gebruikt tussen twee modems. Dit is echter een kostbare transmissiemethode, omdat de extra bits de snelheid van de gegevensoverdracht vertragen.
Asynchrone protocollen worden gebruikt om standaarden vast te stellen voor de communicatie van analoge modems. Het modem dat u koopt, ondersteunt mogelijk een of meer verschillende asynchrone communicatiestandaarden. Asynchrone communicatieprotocollen omvatten: V.92, V.45, V.35, V.34, V.32, V.32 bis, V.32 turbo, V.22.
Asynchrone signaaloverdracht via standaard telefoonlijnen en -aansluitingen. Connectoren kunnen zijn: RJ-11 (2 draden), RJ-45 (4 draden), RJ-48.
Synchrone (links) en asynchrone (rechts) gegevensoverdracht
Gegevensincapsulatiemethoden in WAN
De WAN-protocollen op de fysieke laag definiëren de hardware en de methode voor het verzenden van bitsignalen. De datalinklaagprotocollen besturen de volgende functies:
Controleer en herstel fouten
Link instellen
De velden van het dataframe ordenen
Punt-tot-punt-stroomregeling
Fysieke linklaagprotocollen definiëren ook de gegevensinkapselingsmethode of het formaat van het gegevensframe. De methode van gegevensincapsulatie in WAN staat algemeen bekend als HDLC (High-Level Data Link Control). De term is zowel een algemene naam voor Data Link-protocollen als de naam van een protocol binnen het WAN-protocol en de servicesuite. Afhankelijk van uw WAN-service en verbindingsmethode kunt u een van de volgende methoden voor gegevensinkapseling gebruiken:
Cisco HDLC voor synchrone, point-to-point connectiviteit met andere Cisco-routers.
LAPB voor X.25-netwerken
LAPD, gebruikt in combinatie met andere protocollen voor B-kanalen in ISDN-netwerken.
Cisco/IETF voor Frame Relay-netwerken
Gegevensincapsulatiemethoden in WAN
De afbeelding toont de meest voorkomende methoden voor gegevensincapsulatie en hoe deze worden gebruikt voor typische WAN-verbindingstypen. Zoals u in de afbeelding kunt zien, is PPP een flexibele methode die voor veel typen WAN-verbindingen kan worden gebruikt. Welke methode u moet gebruiken, hangt over het algemeen af van het type WAN-service, bijvoorbeeld Frame Relay of ISDN, en de methode voor gegevensinkapseling van de netwerkprovider.
WAN-beheer en -optimalisatie
Omdat gegevensoverdracht nog steeds op basis van fysieke regels verloopt, geldt: hoe groter de afstand tussen twee apparaten, hoe langer het duurt voordat gegevens tussen de apparaten worden verzonden. En ook: hoe groter de afstand, hoe groter de vertraging. Netwerkcongestie en verloren pakketten kunnen ook prestatieproblemen veroorzaken.
Een aantal van deze problemen kan worden opgelost door WAN-optimalisatie toe te passen, waardoor de gegevensoverdracht efficiënter wordt. Dit is belangrijk omdat WAN-verbindingen duur kunnen zijn. Daarom zijn er veel technologieën ontwikkeld om de hoeveelheid verkeer die via WAN-verbindingen gaat te beperken en ervoor te zorgen dat dit efficiënt aankomt. Deze optimalisatiemethoden omvatten het verminderen van redundante gegevens (ook wel deduplicatie genoemd), compressie en caching (het dichter bij de eindgebruiker brengen van veelgebruikte gegevens).
Verkeer kan zo worden vormgegeven dat tijdgevoelige applicaties, zoals VoIP, een hogere prioriteit krijgen dan ander, minder urgent verkeer, zoals e-mail. Hierdoor worden de algehele WAN-prestaties verbeterd. Dit kan worden geformaliseerd in een Quality of Service (QoS)-instelling die verkeersklassen definieert op basis van de prioriteit die elke klasse krijgt ten opzichte van andere klassen, het type WAN-verbinding waarover elke verkeersklasse reist en de bandbreedte die elke klasse krijgt.
SD-WAN is een aparte categorie die het WAN optimaliseert.
WAN-beveiliging
Verkeer tussen WAN-sites kan worden beveiligd met een virtueel privénetwerk (VPN). Dit biedt beveiliging voor het onderliggende fysieke netwerk, met onder meer authenticatie, encryptie, vertrouwelijkheid en onweerlegbaarheid. Over het algemeen is beveiliging een belangrijk onderdeel van elke WAN-implementatie, omdat WAN-connectiviteit een potentiële kwetsbaarheid vormt die aanvallers kunnen gebruiken om toegang te krijgen tot het privénetwerk.
Een filiaal zonder een fulltime informatiebeveiligingsfunctionaris kan bijvoorbeeld nalatig zijn in de cyberbeveiligingspraktijken. Hierdoor kon een hacker die het netwerk van een filiaal binnendrong, nog steeds toegang krijgen tot het belangrijkste WAN van het bedrijf, inclusief waardevolle bedrijfsmiddelen die anders ontoegankelijk zouden blijven. Naast netwerkfuncties bieden veel SD-WAN-services ook beveiligingsservices. Houd hier rekening mee bij de implementatie.
Interplanetair internet
WAN-technologie is niet beperkt tot de aarde. NASA en andere ruimtevaartorganisaties werken aan de oprichting van een betrouwbaar ‘interplanetair internet’-netwerk, bedoeld om experimentele berichten te versturen tussen het Internationale Ruimtestation en grondstations.
Het Disruption Tolerant Networking (DTN)-programma is de eerste stap in de richting van een internetachtige structuur voor communicatie tussen apparaten in de ruimte, inclusief communicatie tussen de aarde en de maan of andere planeten. Maar als er geen grote doorbraken in de natuurkunde plaatsvinden, zullen netwerken waarschijnlijk sneller worden dan het licht.