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Topologia de Rede – Modelo de rede hierarquico – Parte 2

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Modelo de rede hierárquico – Esse modelo é o modelo mais conhecido da Cisco.

Está baseado em dividir a rede de forma lógica em três níveis ou camadas:

  • Acesso
  • Distribuição
  • Core

Cada um desses níveis realizará uma função bem diferenciada e permitirá que o tráfego possa ser tratado de forma independente dependendo do lugar da rede em que estar. O resultado é uma topologia escalável, facilmente modificável e isolada, que permite um ótimo trabalho, lamentavelmente não são todas as redes de empresas que tem suficiente estrutura para poder montar claramente um modelo hierárquico, sem embargo, para rede de tamanho considerável essa opção termina sendo a única viável.

Modelo de rede hierarquico

CAMADA DE REDE – ACESSO

A camada de acesso é a camada mais próxima dos usuários na rede.

Dispositivos dessa camada possuem as seguintes características:

  • Baixo custo
  • Alta densidade de portas
  • UPlinks escaláveis para as camadas superiores
  • Função de acesso aos usuários – agrupar hosts em VLAN e filtros baseado em MAC address.

Nesse nível é onde se aplica os primeiros filtros de tráfego, se definem VLAN e começam a aplicar QoS (qualidade de serviço).

CAMADA DE REDE – DISTRIBUIÇÃO

A camada de distribuição fornece interconectividade entre a camada de acesso e a camada core. Dispositivos dessa camada possuem as seguintes características:

  • Portas de alta velocidade
  • Roteamento de camada 3 interVLAN
  • Conversão de mídia para transportar dados entre diferentes meios de acesso.
  • Access-list e políticas de conectividade

Nessa camada é onde a presença da QoS é mais constante.

Ao ser o primeiro nível a implantar camada 3, será até aqui aonde chegam os broadcast de camadas inferiores e onde se implementa políticas para filtro de dados (ACL).

SWITCH DE CAMADA 2 NA DISTIBUIÇÃO

Os switches de camada 2 podem ser utilizados na camada de distribuição, mas esse desenho tem seus problemas, mesmo podendo ser recomendado no caso de não dispor de suficientes recursos como para utilizar dispositivos de camada 3 na camada de distribuição de diferentes blocos.

Os principais problemas encontrados nesse desenho são a extensão e contenção das VLANs e a utilização de Spanning Tree.

Quanto a utilização de VLAN, o tráfego terá que escalar até o CORE, passando os broadcast e todo o trafego de dados, fazendo com que os enlaces uplinks fiquem com um tráfego desnecessário.

A redundância de camada 3 entre distribuição e CORE não poderá ser possível devido a que não existem protocolos de roteamento para realizar essa balanceamento de trafego, assim que a má utilização dos uplinks pela extensão das VLANs se verá drasticamente piorada pela impossibilidade de balancear esse trafego com STP standard.

CAMADA DE REDE – CORE

 A camada core para rede campus fornece conectividade para todos os dispositivos da camada de distribuição. O core, algumas vezes são chamados de backbone, e deve ser capaz de comutar o tráfego de forma eficiente.

Dispositivos do CORE devem possuir as seguintes características:

  • Alto rendimento
  • Não é necessário manipulação de pacotes (access list, filtros de pacotes)
  • Não é requerido processamento de camada 3.
  • Redundância e resiliência para alta disponibilidade

Esse nível tem a única e principal função de mover o tráfego mais rápido possível, fornecendo comunicação até o exterior sem realizar nenhuma tarefa que não seja imprescindível.

DESENHO MODULAR DE REDE

 Nos capítulos anteriores descrevemos o desenho da rede por camadas, mas também é possível definir esse desenho mediante ao que chamamos de bloco (block). Esses blocos são unidades lógicas funcionais de equipamentos que oferecem um serviço determinado:

MODELO DE REDE HIERÁRQUICO

Os blocos nos quais podemos definir a rede campus são:

  • Switch Block, switches de acesso junto com seus switches de distribuição.
  • Core Block, o backbone da rede.
  • Server Block, conjunto de servidores com seus switches de acesso e distribuição.
  • Bloco de Gerência: recursos de gerência da rede com seus switches de acesso e distribuição.
  • Bloco fronteira da empresa: recursos necessários para conectar a empresa ao exterior com seus switches de acesso e distribuição.
  • Bloco fronteira do ISP: serviços externos do ISP contratado pela empresa com suas interfaces no bloco da fronteira da empresa.

 SWITCH BLOCK

 O bloco de comutação contem dispositivos de comutação da camada de acesso e distribuição. Devemos levar em consideração que todos os blocos devem estar conectados ao bloco core, para proporcionar conectividade extremo a extremo em toda a rede. O bloco de comutação por um lado terá os switches de camada 2 de acesso e por outro lado terá switches de camada 3 de distribuição, ou seja, nesse nível temos conectividade tanto de camada 2 quanto de camada 3.

Nesse bloco os usuários finais se conectam ao switch de acesso mediante uma porta dedicada, os switches de acesso se conectam aos switches de distribuição da mesma forma e os de distribuição por sua vez conectarão ao bloco core. Esse bloco proporciona uma blindagem em quanto ao tráfego, já que os broadcasts não deveriam ir além do bloco. Nesse tipo de bloco é muito importante que as VLAN fiquem no próprio bloco, já que o trafego de broadcast não deve circular na camada core. A forma de evitar isso é eliminando os domínios de difusão.

DIMENSIONAMENTO DO BLOCO DE COMUTAÇÃO

 Os blocos de comutação não podem ser tão grandes quanto à quantidade de usuários da organização, muitas vezes é necessário dividi-lo, mas tendo em conta uma série de fatores que afetam o desenho.

Para poder dimensionar adequadamente o bloco de comutação devemos considerar os padrões de tráfego da rede, a capacidade de comutação de nível 3 na camada de distribuição, números de usuários, limites das VLAN e até o tamanho dos domínios Spanning Tree. Infelizmente, a análises detalhada desses requerimentos não estão dentro do escopo do CCNP, mas o sim está, é detectar o momento que esse bloco de comutação fica pequeno, isso acontece quando:

  • Os roteadores de camada 3 da camada de distribuição são o gargalo e os recursos de CPU aumentam muito.
  • Os broadcasts e multicast provocam lentidão nos switches do bloco.

Para desenhar corretamente o bloco de comutação é necessário proporcionar aos switches de acesso links redundantes nos switches de distribuição, e esses últimos podem balancear o tráfego dos equipamentos de Core, já que executam protocolos de roteamento de camada 3 é possível realizar esse tipo de configuração. Para proporcionar uma redundância adequada, os uplinks dos switches de acesso tem que estar conectados aos switches de distribuição, proporcionando redundância um ao outro.

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