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Design para Escalabilidade
Você entende que sua rede vai mudar. Seu número de usuários provavelmente aumentará, eles podem ser encontrados em qualquer lugar e usarão uma grande variedade de dispositivos. Sua rede deve ser capaz de mudar junto com seus usuários. Escalabilidade é o termo para uma rede que pode crescer sem perder disponibilidade e confiabilidade.
Para dar suporte a uma rede grande, média ou pequena, o projetista da rede deve desenvolver uma estratégia para permitir que a rede esteja disponível e seja escalonada de forma eficaz e fácil. Incluídas em uma estratégia básica de design de rede estão as seguintes recomendações:
- Use equipamentos expansíveis e modulares ou dispositivos em cluster que podem ser facilmente atualizados para aumentar os recursos. Módulos de dispositivo podem ser adicionados ao equipamento existente para oferecer suporte a novos recursos e dispositivos sem a necessidade de grandes atualizações de equipamento. Alguns dispositivos podem ser integrados em um cluster para atuar como um dispositivo para simplificar o gerenciamento e a configuração.
- Projete uma rede hierárquica para incluir módulos que podem ser adicionados, atualizados e modificados, conforme necessário, sem afetar o design das outras áreas funcionais da rede. Por exemplo, a criação de uma camada de acesso separada que pode ser expandida sem afetar a distribuição e as camadas principais da rede do campus.
- Crie uma estratégia de endereço IPv4 e IPv6 hierárquica. O planejamento de endereço cuidadoso elimina a necessidade de redirecionar a rede para oferecer suporte a usuários e serviços adicionais.
- Escolha roteadores ou switches multicamadas para limitar as transmissões e filtrar outro tráfego indesejável da rede. Use dispositivos da camada 3 para filtrar e reduzir o tráfego para o núcleo da rede.
- Clique em cada botão para obter mais informações sobre os requisitos de design de rede avançados.
Clique em cada botão para obter mais informações sobre os requisitos de design de rede avançados.
Implemente links redundantes na rede entre dispositivos críticos e entre a camada de acesso e os dispositivos da camada central.
Implemente vários links entre equipamentos, com agregação de link (EtherChannel) ou balanceamento de carga de custo igual, para aumentar a largura de banda. Combinar vários links Ethernet em uma única configuração EtherChannel com balanceamento de carga aumenta a largura de banda disponível. As implementações EtherChannel podem ser usadas quando as restrições de orçamento proíbem a compra de interfaces de alta velocidade e execuções de fibra.
Use um protocolo de roteamento escalonável e implemente recursos dentro desse protocolo de roteamento para isolar as atualizações de roteamento e minimizar o tamanho da tabela de roteamento.
Implemente conectividade sem fio para permitir mobilidade e expansão.
Plano para redundância
Para muitas organizações, a disponibilidade da rede é essencial para dar suporte às necessidades de negócios. A redundância é uma parte importante do projeto de rede. Ele pode evitar a interrupção dos serviços de rede, minimizando a possibilidade de um único ponto de falha. Um método de implementação de redundância é instalar equipamentos duplicados e fornecer serviços de failover para dispositivos críticos.
Outro método de implementação de redundância são os caminhos redundantes, conforme mostrado na figura acima. Os caminhos redundantes oferecem caminhos físicos alternativos para os dados atravessarem a rede. Caminhos redundantes em uma rede comutada suportam alta disponibilidade. No entanto, devido à operação dos switches, os caminhos redundantes em uma rede Ethernet comutada podem causar loops lógicos da Camada 2. Por esse motivo, o Spanning Tree Protocol (STP) é necessário.
O STP elimina os loops da Camada 2 quando links redundantes são usados entre os switches. Ele faz isso fornecendo um mecanismo para desabilitar caminhos redundantes em uma rede comutada até que o caminho seja necessário, como quando ocorre uma falha. STP é um protocolo de padrão aberto, usado em um ambiente comutado para criar uma topologia lógica sem loop.
Usar a camada 3 no backbone é outra maneira de implementar redundância sem a necessidade de STP na camada 2. A camada 3 também fornece a seleção do melhor caminho e convergência mais rápida durante o failover.
Reduzir o tamanho do domínio de falha
Uma rede bem projetada não apenas controla o tráfego, mas também limita o tamanho dos domínios de falha. Um domínio de falha é a área de uma rede que sofre impacto quando um dispositivo crítico ou serviço de rede apresenta problemas.
A função do dispositivo que falha inicialmente determina o impacto de um domínio de falha. Por exemplo, um switch com defeito em um segmento de rede normalmente afeta apenas os hosts desse segmento. No entanto, se o roteador que conecta este segmento a outros falhar, o impacto será muito maior.
O uso de links redundantes e equipamentos de classe empresarial confiáveis minimizam a chance de interrupção em uma rede. Domínios de falha menores reduzem o impacto de uma falha na produtividade da empresa. Eles também simplificam o processo de solução de problemas, reduzindo assim o tempo de inatividade para todos os usuários.
Clique em cada botão para ver o domínio de falha de cada dispositivo associado.
Limitando o tamanho dos domínios de falha
Como uma falha na camada central de uma rede pode ter um impacto potencialmente grande, o projetista da rede geralmente se concentra nos esforços para evitar falhas. Esses esforços podem aumentar muito o custo de implementação da rede. No modelo de design hierárquico, é mais fácil e geralmente menos caro controlar o tamanho de um domínio de falha na camada de distribuição. Na camada de distribuição, os erros de rede podem ser contidos em uma área menor; assim, afetando menos usuários. Ao usar dispositivos da Camada 3 na camada de distribuição, cada roteador funciona como um gateway para um número limitado de usuários da camada de acesso.
Switch Block Deployment
Os roteadores, ou switches multicamadas, geralmente são implantados em pares, com os switches da camada de acesso igualmente divididos entre eles. Essa configuração é conhecida como bloco de comutação predial ou departamental. Cada bloco de switch atua independentemente dos outros. Como resultado, a falha de um único dispositivo não causa o colapso da rede. Mesmo a falha de um bloco de switch inteiro não afeta um número significativo de usuários finais.
Aumente a largura de banda
No projeto de rede hierárquica, alguns links entre os switches de acesso e distribuição podem precisar processar uma quantidade maior de tráfego do que outros links. Como o tráfego de vários links converge para um único link de saída, é possível que esse link se torne um gargalo. A agregação de link, como EtherChannel, permite que um administrador aumente a quantidade de largura de banda entre os dispositivos criando um link lógico composto de vários links físicos.
EtherChannel usa as portas de switch existentes. Portanto, não são necessários custos adicionais para atualizar o link para uma conexão mais rápida e cara. O EtherChannel é visto como um link lógico usando uma interface EtherChannel. A maioria das tarefas de configuração é feita na interface EtherChannel, em vez de em cada porta individual, garantindo a consistência da configuração em todos os links. Finalmente, a configuração EtherChannel aproveita o balanceamento de carga entre links que fazem parte do mesmo EtherChannel e, dependendo da plataforma de hardware, um ou mais métodos de balanceamento de carga podem ser implementados.
Expanda a camada de acesso
A rede deve ser projetada para expandir o acesso à rede para indivíduos e dispositivos, conforme necessário. Uma opção cada vez mais importante para estender a conectividade da camada de acesso é por meio do wireless. Fornecer conectividade sem fio oferece muitas vantagens, como maior flexibilidade, custos reduzidos e a capacidade de crescer e se adaptar às mudanças nos requisitos de rede e negócios.
Para se comunicar sem fio, os dispositivos finais exigem uma NIC sem fio que incorpore um transmissor / receptor de rádio e o driver de software necessário para torná-lo operacional. Além disso, um roteador sem fio ou um ponto de acesso sem fio (AP) é necessário para que os usuários se conectem, conforme mostrado na figura.
Existem muitas considerações ao implementar uma rede sem fio, como os tipos de dispositivos sem fio a serem usados, requisitos de cobertura sem fio, considerações de interferência e considerações de segurança.
Ajustar protocolos de roteamento
Os protocolos de roteamento avançados, como o Open Shortest Path First (OSPF), são usados em redes grandes.
OSPF é um protocolo de roteamento link-state. Conforme mostrado na figura, o OSPF funciona bem para redes hierárquicas maiores, onde a convergência rápida é importante. Os roteadores OSPF estabelecem e mantêm adjacências vizinhas com outros roteadores OSPF conectados. Os roteadores OSPF sincronizam seu banco de dados link-state. Quando ocorre uma mudança de rede, as atualizações de link-state são enviadas, informando outros roteadores OSPF sobre a mudança e estabelecendo um novo melhor caminho, se disponível.
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