Conectividade baseada na Internet
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Conectividade Baseada na Internet

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Opções de conectividade com base na Internet

As opções de conectividade WAN modernas não terminam com Ethernet WAN e MPLS. Hoje, há uma série de opções com e sem fio baseadas na Internet para escolher. A conectividade de banda larga baseada na Internet é uma alternativa ao uso de opções de WAN dedicadas.

A figura lista as opções de conectividade com base na Internet.

Opções de conectividade com base na Internet

A conectividade baseada na Internet pode ser dividida em opções com e sem fio.

Opções com fio

As opções com fio usam cabeamento permanente (por exemplo, cobre ou fibra) para fornecer largura de banda consistente e reduzir as taxas de erro e latência. Exemplos de conectividade de banda larga com fio são Digital Subscriber Line (DSL), conexões de cabo e redes de fibra óptica.

Opções sem fio

As opções sem fio são mais baratas de implementar em comparação com outras opções de conectividade WAN porque usam ondas de rádio em vez de mídia com fio para transmitir dados. No entanto, os sinais sem fio podem ser afetados negativamente por fatores como distância de torres de rádio, interferência de outras fontes, clima e número de usuários acessando o espaço compartilhado. Exemplos de banda larga sem fio incluem serviços celulares 3G / 4G / 5G ou internet via satélite. As opções da operadora sem fio variam dependendo do local.

Tecnologia DSL

A Digital Subscriber Line (DSL) é uma tecnologia de conexão de alta velocidade sempre ativa que usa linhas telefônicas de par trançado existentes para fornecer serviços IP aos usuários. DSL é uma escolha popular para usuários domésticos e departamentos de TI corporativos para oferecer suporte a teletrabalhadores.

A figura mostra uma representação da alocação de espaço de largura de banda em um fio de cobre para DSL assimétrico (ADSL).

Tecnologia DSL

A área identificada como POTS (Plain Old Telephone System) identifica a faixa de freqüência usada pelo serviço de telefonia de voz. A área rotulada ADSL representa o espaço de freqüência usado pelos sinais DSL upstream e downstream. A área que abrange tanto a área POTS quanto a área ADSL representa toda a faixa de frequência suportada pelo par de fios de cobre.

Existem várias variedades de xDSL que oferecem diferentes taxas de transmissão de upload e download. No entanto, todas as formas de DSL são categorizadas como DSL assimétrico (ADSL) ou DSL simétrico (SDSL). ADSL e ADSL2 + fornecem largura de banda downstream maior para o usuário do que largura de banda de upload. O SDSL fornece a mesma capacidade em ambas as direções.

As taxas de transferência também dependem do comprimento real do loop local e do tipo e condição do cabeamento. Por exemplo, um loop ADSL deve ser inferior a 5,46 km (3,39 milhas) para garantir a qualidade do sinal.

Riscos de segurança são incorridos neste processo, mas podem ser mediados por medidas de segurança, como VPNs.

Conexões DSL

Os provedores de serviços implantam conexões DSL no loop local. Conforme mostrado na figura, a conexão é configurada entre o modem DSL e o multiplexador de acesso DSL (DSLAM).

Conexões DSL

O modem DSL converte os sinais Ethernet do dispositivo do teletrabalhador em um sinal DSL, que é transmitido para um multiplexador de acesso DSL (DSLAM) no local do provedor.

Um DSLAM é o dispositivo localizado na Central Office (CO) do provedor e concentra as conexões de vários assinantes DSL. Um DSLAM geralmente é integrado a um roteador de agregação.

A vantagem do DSL sobre a tecnologia de cabo é que o DSL não é um meio compartilhado. Cada usuário tem uma conexão direta separada com o DSLAM. Adicionar usuários não impede o desempenho, a menos que a conexão de Internet DSLAM ao ISP, ou à Internet, fique saturada.

DSL e PPP

O protocolo ponto a ponto (PPP) é um protocolo da camada 2 comumente usado por provedores de serviços de telefonia para estabelecer conexões roteador a roteador e host a rede por meio de redes dial-up e de acesso ISDN.

Os ISPs ainda usam PPP como protocolo de camada 2 para conexões DSL de banda larga devido aos seguintes fatores:

  • O PPP pode ser usado para autenticar o assinante.
  • O PPP pode atribuir um endereço IPv4 público ao assinante.
  • O PPP fornece recursos de gerenciamento de qualidade de link.

Um modem DSL possui uma interface DSL para se conectar à rede DSL e uma interface Ethernet para se conectar ao dispositivo cliente. Entretanto, os links Ethernet não oferecem suporte nativo a PPP.

Clique em cada botão para obter uma ilustração e explicação das duas maneiras pelas quais o PPP sobre Ethernet (PPPoE) pode ser implantado.

Conforme mostrado na figura, o host executa um cliente PPPoE para obter um endereço IP público de um servidor PPPoE localizado no site do provedor. O software cliente PPPoE se comunica com o modem DSL usando PPPoE e o modem se comunica com o ISP usando PPP. Nesta topologia, apenas um cliente pode usar a conexão. Além disso, observe que não há roteador para proteger a rede interna.

Host com PPPoE Client

Tecnologia de Cabo

A tecnologia de cabo é uma tecnologia de conexão sempre ativa de alta velocidade que usa um cabo coaxial da empresa de cabo para fornecer serviços IP aos usuários. Como o DSL, a tecnologia a cabo é uma escolha popular para usuários domésticos e departamentos de TI corporativos para oferecer suporte a funcionários remotos.

Os modernos sistemas a cabo oferecem aos clientes serviços avançados de telecomunicações, incluindo acesso de alta velocidade à Internet, televisão digital a cabo e serviço telefônico residencial.

A Data over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) é o padrão internacional para adicionar dados de alta largura de banda a um sistema de cabo existente.

As operadoras de cabo implantam redes híbridas de fibra coaxial (HFC) para permitir a transmissão de dados em alta velocidade para modems a cabo. O sistema de cabo usa um cabo coaxial para transportar sinais de radiofrequência (RF) para o usuário final.

O HFC usa fibra óptica e cabo coaxial em diferentes partes da rede. Por exemplo, a conexão entre o modem a cabo e o nó óptico é um cabo coaxial, conforme mostrado na figura.

Tecnologia de Cabo

O nó óptico realiza conversão de sinal óptico para RF. Especificamente, ele converte sinais de RF em pulsos de luz por cabo de fibra óptica. A mídia de fibra permite que os sinais viajem por longas distâncias até o headend do provedor, onde um sistema de terminação de modem a cabo (CMTS) está localizado.

O headend contém os bancos de dados necessários para fornecer acesso à Internet, enquanto o CMTS é responsável pela comunicação com os modems a cabo.

Todos os assinantes locais compartilham a mesma largura de banda do cabo. À medida que mais usuários ingressam no serviço, a largura de banda disponível pode cair abaixo da taxa esperada.

Fibra ótica

Muitos municípios, cidades e provedores instalam cabos de fibra ótica no local do usuário. Isso é comumente referido como Fiber to the x (FTTx) e inclui o seguinte:

  • Fibra até a casa (FTTH) – A fibra chega ao limite da residência. Redes ópticas passivas e Ethernet ponto a ponto são arquiteturas que podem fornecer TV a cabo, Internet e serviços de telefone em redes FTTH diretamente de um escritório central do provedor de serviços.
  • Fibra para o edifício (FTTB) – A fibra atinge os limites do edifício, como a cave de uma unidade habitacional, com a ligação final ao espaço de habitação individual a ser feita através de meios alternativos, como tecnologias de meio-fio ou postes.
  • Fibra para o Nó / Vizinhança (FTTN) – O cabeamento óptico chega a um nó óptico que converte os sinais ópticos em um formato aceitável para par trançado ou cabo coaxial para o local.

O FTTx pode fornecer a maior largura de banda de todas as opções de banda larga.

Banda larga sem fio baseada na Internet

A tecnologia sem fio usa o espectro de rádio não licenciado para enviar e receber dados. O espectro não licenciado é acessível a qualquer pessoa que tenha um roteador sem fio e tecnologia sem fio no dispositivo que está usando.

Até recentemente, uma limitação do acesso sem fio era a necessidade de estar dentro do alcance de transmissão local (normalmente menos de 30 metros) de um roteador sem fio ou um modem sem fio que tivesse uma conexão com fio à Internet.

Clique em cada botão para obter uma descrição dos novos desenvolvimentos que possibilitam a tecnologia de banda larga sem fio.

Muitas cidades começaram a configurar redes sem fio municipais. Algumas dessas redes fornecem acesso de alta velocidade à Internet gratuitamente ou por um preço substancialmente inferior ao de outros serviços de banda larga. Outros são apenas para uso da cidade, permitindo que os departamentos de polícia e bombeiros e outros funcionários da cidade façam certos aspectos de seus trabalhos remotamente. Para se conectar a um Wi-Fi municipal, o assinante geralmente precisa de um modem sem fio, que fornece um rádio mais forte e uma antena direcional do que os adaptadores sem fio convencionais. A maioria dos provedores de serviços fornece o equipamento necessário gratuitamente ou por uma taxa, da mesma forma que fazem com modems DSL ou a cabo.

Normalmente usado por usuários rurais ou em locais remotos onde o cabo e DSL não estão disponíveis. Para acessar os serviços de Internet via satélite, os assinantes precisam de uma antena parabólica, dois modems (uplink e downlink) e cabos coaxiais entre a antena e o modem.

Especificamente, um roteador se conecta a uma antena parabólica que é apontada para um satélite do provedor de serviços. Este satélite está em órbita geossíncrona no espaço. Os sinais devem viajar aproximadamente 35.786 quilômetros (22.236 milhas) para o satélite e vice-versa.

O principal requisito de instalação é que a antena tenha uma visão clara em direção ao equador, onde a maioria dos satélites em órbita estão posicionados. Árvores e chuvas fortes podem afetar a recepção dos sinais.

A Internet via satélite fornece comunicações de dados bidirecionais (upload e download). As velocidades de upload são cerca de um décimo da velocidade de download. As velocidades de download variam de 5 Mbps a 25 Mbps.

Tecnologia VPN

Os riscos de segurança ocorrem quando um teletrabalhador ou um funcionário de escritório remoto usa um serviço de banda larga para acessar a WAN corporativa pela Internet.

Para lidar com questões de segurança, os serviços de banda larga fornecem conexões VPN (Virtual Private Networks) a um dispositivo de rede que aceita conexões VPN. O dispositivo de rede normalmente está localizado no site corporativo.

Uma VPN é uma conexão criptografada entre redes privadas em uma rede pública, como a Internet. Em vez de usar uma conexão dedicada da Camada 2, como uma linha alugada, uma VPN usa conexões virtuais chamadas de túneis VPN. Os túneis VPN são roteados pela Internet da rede privada da empresa para o site remoto ou host do funcionário.

A seguir estão vários benefícios de usar VPN:

  • Economia de custos – As VPNs permitem que as organizações usem a Internet global para conectar escritórios remotos e para conectar usuários remotos ao site corporativo principal. Isso elimina links de WAN e bancos de modems caros e dedicados.
  • Segurança – VPNs fornecem o mais alto nível de segurança usando criptografia avançada e protocolos de autenticação que protegem os dados contra acesso não autorizado.
  • Escalabilidade – Como as VPNs usam a infraestrutura da Internet nos ISPs e dispositivos, é fácil adicionar novos usuários. As empresas podem adicionar grandes quantidades de capacidade sem adicionar uma infraestrutura significativa.
  • Compatibilidade com tecnologia de banda larga – A tecnologia VPN é suportada por provedores de serviços de banda larga, como DSL e cabo.

As VPNs permitem que trabalhadores móveis e telecomutadores aproveitem o serviço doméstico de Internet de alta velocidade para acessar suas redes corporativas. As conexões de banda larga de alta velocidade de nível empresarial também podem fornecer uma solução econômica para conectar escritórios remotos.

VPNs são comumente implementados da seguinte forma:

  • VPN site a site – As configurações de VPN são definidas nos roteadores. Os clientes não sabem que seus dados estão sendo criptografados.
  • Acesso remoto – O usuário está ciente e inicia a conexão de acesso remoto. Por exemplo, usando HTTPS em um navegador para se conectar ao seu banco. Como alternativa, o usuário pode executar o software cliente VPN em seu host para se conectar e autenticar com o dispositivo de destino.

Nota: VPNs são discutidos com mais detalhes posteriormente neste curso.

Opções de conectividade ISP

Clique em cada botão para obter uma ilustração e explicação sobre as diferentes maneiras como uma organização pode se conectar a um ISP. A escolha depende das necessidades e orçamento da organização.

A conectividade ISP de hospedagem única é usada pela organização quando o acesso à Internet não é crucial para a operação. Conforme mostrado na figura, o cliente se conecta ao ISP usando um link. A topologia não fornece redundância. Esta é a solução menos cara das quatro mostradas.

Single-homed

A conectividade de ISP com hospedagem múltipla é usada por uma organização quando o acesso à Internet é crucial para a operação. O cliente se conecta a dois ISPs diferentes, conforme mostrado na figura. Esse design fornece maior redundância e permite o balanceamento de carga, mas pode ser caro.

Multihomed

Comparação de soluções de banda larga

Cada solução de banda larga tem vantagens e desvantagens. A solução ideal é ter um cabo de fibra ótica conectado diretamente à rede do cliente. Alguns locais têm apenas uma opção, como cabo ou DSL. Alguns locais têm apenas opções de banda larga sem fio para conectividade com a Internet.

Se houver várias soluções de banda larga disponíveis, uma análise de custo versus benefício deve ser realizada para determinar a melhor solução.

Alguns fatores a serem considerados incluem o seguinte:

  • Cabo – A largura de banda é compartilhada por muitos usuários. Portanto, as taxas de dados upstream costumam ser lentas durante as horas de alto uso em áreas com excesso de assinatura.
  • DSL – Largura de banda limitada que é sensível à distância (em relação ao escritório central do ISP). A taxa de upload é proporcionalmente menor em comparação com a taxa de download.
  • Fibra para casa – Esta opção requer a instalação de fibra diretamente na casa.
  • Celular / móvel – Com essa opção, a cobertura costuma ser um problema, mesmo em um pequeno escritório ou em casa onde a largura de banda é relativamente limitada.
  • Wi-Fi municipal – A maioria dos municípios não possui uma rede Wi-Fi mesh implantada. Se estiver disponível e dentro do alcance, é uma opção viável.
  • Satélite – Esta opção é cara e oferece capacidade limitada por assinante. Normalmente usado quando nenhuma outra opção está disponível.

Laboratório – Pesquisa de opções de acesso à Internet de banda larga

Neste laboratório, você concluirá os seguintes objetivos:

  • Parte 1: Investigue a distribuição de banda larga
  • Parte 2: Pesquisa de opções de acesso de banda larga para cenários específicos
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