Roteamento e Comutação

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1 Roteamento e Comutação

2 Design de Rede Local Design Hierárquico Este design envolve a divisão da rede em camadas discretas. Cada camada fornece funções específicas que definem sua função dentro da rede geral. Separando as várias funções existentes em uma rede, o design de rede fica modular, o que facilita a escalabilidade e o desempenho. O modelo de design hierárquico típico é dividido em três camadas: Camada de acesso: faz interface com dispositivos finais, como computadores, impressoras e telefones IP, para fornecer acesso ao restante da rede. Na camada de acesso podem estar roteadores, switches, bridges, hubs e pontos de acesso wireless (AP). Camada de distribuição: agrega os dados recebidos dos switches da camada de acesso, antes de serem transmitidos para a camada de núcleo, para que haja o roteamento até seu destino final. A camada de distribuição controla o fluxo do tráfego da rede usando políticas e determina domínios de broadcast, realizando funções de roteamento entre redes locais virtuais (VLANs) definidas na camada de acesso.

3 Design Hierárquico Design de Rede Local Camada de núcleo: é o backbone de alta velocidade das redes interconectadas. Como a camada de núcleo é essencial à interconectividade entre os dispositivos da camada de distribuição, é importante que o núcleo seja altamente disponível e redundante. A área do núcleo também pode se conectar a recursos de Internet.

4 Benefícios de uma rede hierárquica Design de Rede Local Escalabilidade: a modularidade do design permite replicar elementos de design na medida em que a rede cresce. Como cada instância do módulo é consistente, é fácil de planejar e implementar a expansão. Redundância: na medida em que uma rede cresce, a disponibilidade se torna mais importante. Você pode aumentar drasticamente a disponibilidade por meio de implementações redundantes simples com redes hierárquicas. A única camada onde a redundância está limitada é a camada de acesso. Normalmente, os dispositivos de nó finais, como PCs, impressoras e telefones IP, não têm a capacidade de se conectar a vários switches da camada de acesso para ter uma redundância. Desempenho: comunicação cujo desempenho é aprimorado, evitando-se a transmissão de dados por meio de switches intermediários de baixo desempenho. Como as camadas do núcleo e de distribuição executam suas operações em velocidades muito altas, há menos contenção para a largura de banda da rede.

5 Benefícios de uma rede hierárquica Design de Rede Local Segurança: a segurança é aprimorada e mais fácil de gerenciar. Os switches da camada de acesso podem ser configurados com várias opções de segurança de porta que fornecem controle sobre que dispositivos têm permissão para se conectar à rede. Você também tem a flexibilidade de usar políticas de segurança mais avançadas na camada de distribuição. Convém aplicar políticas de controle de acesso que definam quais protocolos de comunicação são implantados na rede e onde eles têm permissão para avançar. Por exemplo, se quisesse limitar o uso de HTTP a uma comunidade de usuários específica conectada na camada de acesso, você poderia aplicar uma política que bloqueasse o tráfego HTTP na camada de distribuição. Restringir o tráfego com base em protocolos de camada mais altos, como IP e HTTP, exige que os switches possam processar políticas nessa camada. Alguns switches da camada de acesso suportam a funcionalidade de Camada 3, mas esse costuma ser o trabalho dos switches da camada de distribuição para processar dados da Camada 3, porque eles podem processá-los com muito mais eficiência.

6 Benefícios de uma rede hierárquica Design de Rede Local Gerenciabilidade: cada camada do design hierárquico executa funções específicas, consistentes ao longo de toda a camada. Por isso, se precisasse alterar a funcionalidade de um switch da camada de acesso, você poderia repetir essa alteração em todos os switches da camada de acesso na rede porque eles devem executar as mesmas funções em sua camada. A implantação de novos switches também é simplificada porque as configurações de switch podem ser copiadas entre dispositivos com pouquíssimas modificações. Sustentabilidade: Como as redes hierárquicas são modulares por natureza e a escalabilidade é muito boa, elas são fáceis de serem mantidas. Com outros designs da topologia de rede, a gerenciabilidade fica cada vez mais complicada na medida em que a rede cresce. Além disso, em alguns modelos de design de rede, há um limite claro quanto ao tamanho a que a rede pode chegar antes de se tornar complicada e de manutenção cara. No modelo de design hierárquico, as funções do switch são definidas em cada camada, o que simplifica a seleção do switch correto.

7 Rede Convergente As pequenas e médias empresas estão aceitando a ideia de executar serviços de voz e de vídeo em suas redes de dados. Convergência é o processo de integrar comunicação por voz e vídeo em uma rede de dados. As redes convergentes já existem há algum tempo, mas só eram possíveis em organizações de grande porte por causa dos requisitos de infraestrutura da rede e do gerenciamento complexo envolvido para que elas funcionassem sem apresentar problemas. Havia custos altos de rede associados à convergência porque um hardware de switch mais caro era obrigatório para suportar os requisitos de largura de banda adicionais. As redes convergentes também exigiam um amplo gerenciamento em relação à Qualidade de Serviço (QoS), porque o tráfego de dados de voz e de vídeo precisava ser classificado e priorizado na rede. Além disso, o equipamento legado impede o processo. Switch PoE

8 Equipamentos Para escolher o switch apropriado a uma camada em uma rede hierárquica, você precisa ter as especificações que detalham os fluxos de tráfego de destino, as comunidades de usuários, os servidores de dados e os servidores de armazenamento de dados. As empresas precisam de uma rede capaz de atender aos requisitos sempre em evolução. Uma empresa pode começar com alguns computadores interconectados de forma que eles possam compartilhar dados. À medida que a empresa adiciona mais funcionários, dispositivos são adicionados à rede. Acompanhando os novos dispositivos está um aumento no tráfego da rede. Algumas empresas estão substituindo seus sistemas de telefonia existentes por sistemas de telefonia de voz sobre IP (VoIP), o que acrescenta um tráfego adicional. Ao escolher o hardware do switch, determine quais switches são necessários nas camadas do núcleo, de distribuição e de acesso para acomodar os requisitos de largura de banda da sua rede. O seu plano deve levar em conta requisitos de largura de banda futuros.

9 Equipamentos Equipamentos Cisco Catalyst 8500 Cisco Catalyst 2926G Cisco Catalyst 6000 Cisco Catalyst 1900 Cisco Catalyst 2820 Cisco Catalyst 5000

10 Equipamentos Características físicas do switch Ao selecionar um switch, você precisa optar por uma configuração fixa ou modular e empilhável ou não empilhável. Outra consideração é a espessura do switch expressada em número de unidades de rack (U). Switches de configuração fixa: os switches de configuração fixa são exatamente aquilo que você espera, fixos quanto à sua configuração. Isso significa que não é possível adicionar recursos ou opções ao switch além dos que acompanham originalmente o switch. Switches modulares: os switches modulares oferecem mais flexibilidade em sua configuração. Os switches modulares normalmente acompanham um chassi de tamanho diferente que permite a instalação de várias placas de linha modulares. Na verdade, as placas de linha contêm as portas. A placa de linha se encaixa no chassi do switch como as placas de expansão encaixadas em um PC. Quanto maior for o chassi, mais módulos ele poderá suportar.

11 Equipamentos Características físicas do switch Switches empilháveis: os switches empilháveis podem ser interconectados, usando um cabo backplane que fornece produtividade em grande largura de banda entre os switches. A Cisco apresentou a tecnologia StackWise em uma de suas linhas de produto de switch. A StackWise permite interconectar até nove switches usando conexões backplane completamente redundantes. Os switches empilhados funcionam efetivamente como um único switch maior. Os switches empilháveis são desejados onde a tolerância a falhas e a disponibilidade de largura de banda são essenciais e um switch modular é muito caro para ser implementado. Usando conexões cruzadas, a rede poderá se recuperar rapidamente se houver falha em único switch.

12 Equipamentos Desempenho Ao selecionar um switch para as camadas de acesso, de distribuição ou de núcleo, considere a capacidade do switch de suportar a densidade de porta, as taxas de encaminhamento e os requisitos de agregação de largura de banda da rede. Densidade de porta: densidade de porta é o número de portas disponíveis em um único switch. As altas densidades de porta permitem um melhor uso do espaço e da energia quando ambos se encontram limitados. Os switches modulares podem suportar densidades de porta muito altas pela adição de várias placas de linha de porta de switch. Taxas de encaminhamento: as taxas de encaminhamento definem os recursos de processamento de um switch, classificando quantos dados podem ser processados pelo switch por segundo. Se a taxa de encaminhamento do switch for muito baixa, ele não poderá acomodar a comunicação completa na velocidade do fio em todas as portas de switch. Velocidade do fio é a taxa de dados que cada porta no switch é capaz de atingir.

13 Equipamentos Desempenho Agregação de link: como parte da agregação de largura de banda, você deve determinar se há portas o suficiente em um switch a serem agregadas para suportar a largura de banda exigida. Por exemplo, considere um porta Ethernet Gigabit que transporta até 1 Gb/s de tráfego. Se tivesse um switch de 24 portas, com todas elas capazes de operar em velocidades gigabit, você poderia gerar até 24 Gb/s de tráfego da rede. Se estiver conectado ao resto da rede por um único cabo de rede, o switch poderá encaminhar apenas 1 Gb/s dos dados para o resto da rede. Devido à contenção da largura de banda, os dados seriam encaminhados mais lentamente.

14 Equipamentos PoE e funcionalidade da camada 3 Duas outras características que você talvez queira considerar ao selecionar um switch são Power over Ethernet (PoE) e a funcionalidade da Camada 3. Power over Ethernet: Power over Ethernet (PoE) permite ao switch alimentar um dispositivo usando o cabeamento Ethernet existente. A PoE dá mais flexibilidade quando você instala pontos de acesso sem fio e telefones IP porque é possível instalá-los em qualquer lugar em que haja um cabo Ethernet. Você não precisa considerar como transmitir energia básica para o dispositivo. Você só deverá selecionar um switch que suporte PoE se for aproveitar o recurso, porque ela agrega um custo considerável ao switch. Funções da camada 3: normalmente, os switches funcionam na Camada 2 do modelo de referência OSI, na qual eles lidam principalmente com os endereços MAC de dispositivos conectados a portas de switch. Os switches da Camada 3 também são conhecidos como switches multicamada, por oferecerem funcionalidades da camada 3.

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