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Topologia de Rede – Best Practices (Melhores Práticas de Mercado) – Parte 1

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Topologia de Rede – Best Practices – Quais são as melhores práticas para uma rede de alta performance, estável e escalável.

TOPOLOGIA DE REDES

REDES CAMPUS

Uma rede de campus consiste em um conjunto de redes LAN em um ou vários edifícios, essas LAN podem utilizar diferentes tecnologias e normalmente estão situadas na mesma área geográfica.

No desenho das redes de campus é fundamental conhecer o fluxo de tráfego para poder realizar esse desenho o mais eficiente possível.

No desenho das redes de campus existem diversos modelos de acordo com o tipo e necessidade de desenho:

Os principais modelos são:

  • Rede Compartilhada
  • Segmentação de LAN
  • Tráfego de Rede
  • Rede Previsível
  • Hierárquico

MODELO DE REDE COMPARTILHADA – Shared Network Model

Rede campus foi tradicionalmente construída como uma única LAN para conexão de todos os usuários. Todos os dispositivos da LAN são forçados a compartilhar o bandwidth disponível. Meio de LAN como Ethernet e Token Ring ambos tiveram limitações de distancia, assim como limitações no número de dispositivos.

Nesse modelo a disponibilidade e o rendimento são inversamente proporcionais ao numero de host que estão nela, pode-se utilizar tecnologias que utilizem metodologias de máximo esforço, como Ethernet ou deterministas como Token Ring.

Também devemos levar em consideração que em sistema de máximo esforço as colisões podem ocorrer, e ocorre, sem embargo nas tecnologias de token como Token Ring, isso não ocorre porque a ocupação do meio vai por turnos ou tokens de maneira ordenada.

Nesse modelo temos que destacar que existe um problema, os dispositivos de camada 2 permitem passar os broadcast e multicast, estendendo aos limites estabelecidos pelos switches e bridges de camada 2.

SEGMENTAÇÃO DE REDE LAN – LAN Segmentation Model

Esse modelo de segmentação de LAN vai além do modelo de rede compartilhada, porque não é permitido que os broadcasts de camada 2 se estendessem além dos limites estabelecidos, isso é feito dividindo a rede em varias LAN ou VLAN. Para isso, são estabelecidos os limites dos segmentos utilizando dispositivos de camada 3, dessa forma se limitará o broadcast de camada 3.

Os dispositivos de camada 3 utilizados nesse modelo são roteadores ou switches de camada 3, no qual proporcionam todas as vantagens dos dispositivos de camada 2, mas ademais adicionam uma segmentação ao nível lógico estabelecidos em camada 3, com o que o rendimento melhora também no caso de receber broadcast de camada 2.

Roteadores podem ser utilizados para conectar pequenas subredes. O efeito das colisões e retransmissões pode ser melhorado com poucas estações em cada segmento. Um roteador não propaga a colisão de um segmento a outro. Os broadcasts não são enviados para outras subnets por padrão.

Outra opção para substituir os segmentos de LAN compartilhado é com switches. Switches oferecem maior desempenho com bandwidth dedicado em cada porta. Cada porta do switch separa um domínio de colisão e não propaga a colisão para outras portas. Entretanto, broadcast e multicast são enviados para todas as portas a menos que funções avançadas do switch sejam configuradas.

Estrutura típica utilizada em rede de campus:

MODELO DE TRÁFEGO DE REDE

Esse modelo é baseado no movimento da informação dentro da rede. Em redes corporativas padrão pode-se aplicar o modelo 80/20, ou seja, 80% do tráfego ficam no segmento local e apenas 20% do tráfego atravessa o core da rede. Essa situação pode parecer a mais normal, mas devemos levar em consideração que existem redes que a maioria do tráfego atravessa o core da rede, por exemplo, uma rede de uma empresa de hosting em que a maioria do trafego não é interno, é tráfego que vai sair para internet e atravessar o core ou núcleo da rede.

O modelo 80/20 pode ser um dos modelos mais utilizados, entretanto implica que os servidores de aplicação se encontram mais perto do usuário e não dispõe de serviços centralizados massivos.

Esse modelo tem uma série de requisitos importantes:

  • Os recursos mais utilizados devem estar o mais próximo possível dos usuários.
  • As aplicações devem estar distribuídas de forma que o tráfego fique sempre que seja possível no segmento local.
  • Os usuários com idênticos requisitos devem estar o mais próximo possível, seja na proximidade física em caso de LAN ou proximidade lógica em caso de VLAN.

Esse modelo pode ser complexo para o administrador da rede e pode não ser viável se a utilização de aplicações cliente-servidor é majoritariamente utilizada.

Em caso de dispor de uma rede na que a arquitetura cliente-servidor é predominante, então o conveniente é o modelo 20/80, no qual a maioria do tráfego atravessará o core da rede; claro que essa outra visão requererá que o desenho da rede seja totalmente diferente e adaptável a essas necessidades. Descreveremos esse modelo à continuação.

MODELO DE REDE PREVISÍVEL – Predictable Network Model

Em condições ideais, a rede necessita ser desenhada com um comportamento previsível para oferecer alta disponibilidade e baixa manutenção. Por exemplo, uma rede campus necessita recuperar de falhas e trocas de topologias rapidamente.

A rede deve ser escalável para facilmente suportar expansões futuras e upgrades. Com uma ampla variedade de multiprotocolos e tráfego multicast, a rede deve ser capaz de suportar a regra 20/80 para trafego standpoint.

A rede deve ser desenhada para vários tipos de tráfego ao invés de um tipo particular de tráfego. Fluxo de tráfego em uma rede campus pode ser classificado em 3 tipos, baseadas em onde os serviços da rede estão alocadas em relação ao usuário final.

Tipo de serviço Localização do Serviço Fluxo do Tráfego
Local Mesmo segmento/VLAN Acesso somente
Remote Diferente segmento/VLAN Acesso para Distribuição
Enterprise Central para todo campus Acesso para Distribuição para Core.

O termo camada de acesso, camada de distribuição, e camada core são cada componente do modelo de rede hierárquica. A rede é dividida dentro de níveis lógicos ou camadas, de acordo com a função.

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