WAN & VPN

Wat is een WAN?

Een Wide Area Network verbindt netwerken over grote geografische afstanden. Typische situatie: het LAN is in eigen beheer, het WAN loopt via een service provider (ISP) die je betaalt voor de verbinding.

LAN	WAN
Klein geografisch gebied	Grote geografische afstanden
Eigen eigendom en beheer	Beheerd door ISP, telefoon- of kabelprovider
Hoge bandbreedte (Ethernet, Wi-Fi)	Variabele bandbreedte, betaalde dienst
Gratis na infrastructuurkosten	Terugkerende kosten

WAN protocollen werken op Layer 1 en Layer 2 — andere L2 protocollen dan in een LAN (geen IEEE 802.3 / Ethernet / 802.11).

WAN Terminologie

Term	Beschrijving
DTE (Data Terminal Equipment)	Verbindt het LAN van de klant met het WAN communicatieapparaat
DCE (Data Communications Equipment)	Apparaat om te communiceren met de provider
CPE (Customer Premises Equipment)	DTE + DCE samen aan de klantenkant
POP (Point of Presence)	Punt waar de klant verbinding maakt met het providernetwerk
Demarcation Point	Fysieke locatie die CPE en provider-apparatuur scheidt

Seriële communicatie

Bijna alle netwerkcommunicatie over WAN verloopt serieel — bits worden één voor één over dezelfde lijn gestuurd. Parallelle communicatie geeft synchronisatieproblemen bij grotere afstanden en is niet geschikt voor WAN.

WAN Technologieën — Overzicht

WAN
├── Private (resources exclusief voor 1 klant)
│   ├── Dedicated       → Leased Lines (T1/E1, T3/E3)
│   └── Switched
│       ├── Circuit Switched  → PSTN, ISDN
│       └── Packet Switched   → Metro Ethernet, MPLS, Frame Relay*, ATM*
└── Public (gedeeld)
    └── Internet
        └── Broadband + VPN
            ├── Wired    → xDSL, Cable, Optical Fiber (FTTx)
            └── Wireless → Cellular (3G/4G/5G), Satellite, WiMAX

Frame Relay en ATM zijn verouderd, vervangen door MPLS en Metro Ethernet.

Private WAN — Leased Lines

Permanente huurlijn bij een ISP — altijd beschikbaar, vaste capaciteit, betaald via SLA-contracten. Duur maar veilig en betrouwbaar. Beperkt tot de infrastructuur van 1 ISP.

Standaard	Regio	Bandbreedte
T1	Noord-Amerika / Japan	1.544 Mbps
E1	Europa (CEPT)	2.048 Mbps
T3	Noord-Amerika	44.736 Mbps
E3	Europa	34.368 Mbps

Private WAN — Circuit Switching

Een verbinding wordt op voorhand opgezet tussen zender en ontvanger alvorens data uit te wisselen.

PSTN (Publicly Switched Telephony Network) — het klassieke telefonienetwerk: - Voordeel: koperbekabeling al overal aanwezig, enorm betrouwbaar (5 nines = 99,999% uptime) - Nadeel: analoog → modem nodig voor digitale data, niet always-on, betaalt ook als je niets verstuurt

ISDN (Integrated Services Digital Network): - Digitaal signaal tot aan het eindpunt - Betere throughput dan POTS via bundeling van lijnen - Maakt gebruik van bestaande koperbekabeling

Private WAN — Packet Switching

De provider zorgt voor een virtueel vaste lijn — always-on verbinding, geen inbellen nodig. Elk pakket kan een andere route volgen. Capaciteit kan variëren.

Metro Ethernet (Ethernet WAN)

Ethernet WAN-diensten over fiberbekabeling. Makkelijk te integreren met bestaande LAN-infrastructuur. Gekend onder verschillende namen: Metropolitan Ethernet, EoMPLS, VPLS.

MPLS — Multi Protocol Label Switching

WAN routeringstechniek waarbij routers beslissingen nemen op basis van labels, niet op basis van IP-adressen (werkt op een laag tussen L2 en L3 — soms "L2.5" genoemd).

Onafhankelijk van accesstechnologie (Ethernet, DSL, Cable, ...)
Onafhankelijk van payload type
Ondersteunt QoS, VPN, redundantie, traffic engineering

Public WAN — Broadband

xDSL

DSL = Digital Subscriber Line — data over kopertelefoonlijnen.

Type	Upstream vs Downstream
ADSL	Downstream > Upstream
SDSL	Downstream = Upstream
VDSL	Very high bitrate, opvolger ADSL

Snelheid afhankelijk van afstand tot ISP-centrale, kabelkwaliteit en -type.

Cable

Datatransfer via coaxkabel. High-speed, always-on. Standaard: DOCSIS. Is een shared medium — buurtbewoners delen de beschikbare bandbreedte.

FTTx — Fiber To The ...

Variant	Betekenis
FTTH	Fiber To The Home
FTTB	Fiber To The Building
FTTN	Fiber To The Neighbourhood

Meest performant van alle broadband technologieën, maar ook het duurst.

Wireless Broadband

Technologie	Details
Cellular (3G/4G/5G)	Gebaseerd op mobiel telefonienetwerk
Satellite	Geo-synchrone baan, gevoelig voor weer en vegetatie
WiMAX (IEEE 802.16)	Microgolfstraling over groot gebied

Goedkoper te implementeren (geen graafwerken), maar minder robuust en gevoelig voor omgevingsfactoren.

VPN — Virtual Private Network

Het WAN is een publiek netwerk — data is blootgesteld aan eavesdropping, replay en modificatie. VPN biedt een beveiligd pad over een publiek communicatiekanaal via encryptie.

Een VPN tunnel laat de datastroom lijken alsof er slechts 1 hop zit tussen begin- en eindpunt.

VPN biedt

Vertrouwelijkheid via encryptie
Authenticatie — identiteitscheck zender/ontvanger
Integriteitscontrole — boodschappen niet aangepast onderweg
Anti-replay maatregelen

VPN Types

Type	Beschrijving
Site-to-site (gateway-to-gateway)	Verbindt twee netwerken — encryptie/decryptie door routers, transparant voor eindgebruikers
Client-to-site (remote access)	Individuele gebruiker verbindt via VPN-client met het bedrijfsnetwerk

VPN Protocollen

Protocol	OSI laag	Opmerking
IPSec	L3	Framework van encryptie- en authenticatieprotocollen
GRE	L3	Tunneling, geen encryptie op zich
L2TP	L2	Tunneling, vaak gecombineerd met IPSec voor encryptie
PPTP	L2	Verouderd (PPP + GRE)
SSL/TLS	L4/L7	Werkt op applicatielaag, bv. HTTPS, no-client VPN

VPN Classificatie per OSI laag

OSI laag	VPN technologieën
L4/L7 (transport/applicatie)	SSL/TLS
L3 (netwerk)	IPSec, GRE
L2 (datalink)	L2TP, PPTP, MPPE

Overhead

Elke VPN technologie voegt extra headers toe aan elk pakket — hoe meer lagen encapsulatie, hoe meer overhead. IPSec tunnel voegt al een extra IP + ESP header toe; L2TP tunnel voegt daarbovenop nog UDP, L2TP, PPP en een extra IP toe.