Redes Hierárquicas
Redes Hierárquicas

Redes Hierárquicas

[note note_color=”#21ab5136″ text_color=”#2c2c2d” radius=”3″ class=”” id=””]Bem-vindo: este tópico faz parte do Capítulo 14 do curso Cisco CCNA 3, para um melhor acompanhamento do curso você pode ir para a seção CCNA 2 para orientá-lo durante um pedido.[/note]

Vídeo – Design de rede de três camadas

A necessidade de dimensionar a rede

Nosso mundo digital está mudando. A capacidade de acessar a Internet e a rede corporativa não está mais confinada a escritórios físicos, localizações geográficas ou fusos horários. No local de trabalho globalizado de hoje, os funcionários podem acessar recursos de qualquer lugar do mundo e as informações devem estar disponíveis a qualquer momento e em qualquer dispositivo. Esses requisitos impulsionam a necessidade de construir redes de última geração que sejam seguras, confiáveis ​​e altamente disponíveis.

Essas redes de próxima geração não devem apenas suportar as expectativas e equipamentos atuais, mas também devem ser capazes de integrar plataformas legadas. As empresas dependem cada vez mais de sua infraestrutura de rede para fornecer serviços essenciais. Conforme as empresas crescem e evoluem, elas contratam mais funcionários, abrem filiais e se expandem para mercados globais. Essas mudanças afetam diretamente os requisitos de uma rede que deve ser escalável para atender às necessidades dos negócios.

Clique em Reproduzir na figura para ver uma animação de uma pequena rede se expandindo para uma rede maior.

Rede pequena para rede maior

Uma rede deve suportar a troca de vários tipos de tráfego de rede, incluindo arquivos de dados, e-mail, telefonia IP e aplicativos de vídeo para várias unidades de negócios. Todas as redes corporativas devem ser capazes de fazer o seguinte:

  • Suporte a aplicativos críticos
  • Suporte para tráfego de rede convergente
  • Suporte a diversas necessidades de negócios
  • Fornece controle administrativo centralizado

A LAN é a infraestrutura de rede que fornece acesso a serviços e recursos de comunicação de rede para usuários e dispositivos finais. Os usuários finais e dispositivos podem estar espalhados por um único andar ou prédio. Você cria uma rede de campus interconectando um grupo de LANs espalhados por uma pequena área geográfica. Os projetos de rede do campus incluem pequenas redes que usam um único switch de LAN, até redes muito grandes com milhares de conexões.

Redes comutadas sem fronteiras

Com as demandas crescentes da rede convergente, a rede deve ser desenvolvida com uma abordagem arquitetônica que incorpore inteligência, simplifique as operações e seja escalonável para atender às demandas futuras. Um dos desenvolvimentos mais recentes em design de rede é a Cisco Borderless Network.

A Cisco Borderless Network é uma arquitetura de rede que combina inovação e design. Ele permite que as organizações ofereçam suporte a uma rede sem fronteiras que pode conectar qualquer pessoa, em qualquer lugar, a qualquer hora, em qualquer dispositivo; com segurança, confiabilidade e perfeição. Essa arquitetura foi projetada para lidar com os desafios de TI e de negócios, como suporte à rede convergente e padrões de trabalho em mudança.

A Cisco Borderless Network fornece a estrutura para unificar o acesso com e sem fio, incluindo política, controle de acesso e gerenciamento de desempenho em muitos tipos de dispositivos diferentes. Usando essa arquitetura, a rede sem fronteiras, mostrada na figura, é construída em uma infraestrutura hierárquica de hardware que é escalonável e resiliente.

Redes comutadas sem fronteiras

Ao combinar essa infraestrutura de hardware com soluções de software baseadas em políticas, a Cisco Borderless Network oferece dois conjuntos principais de serviços: serviços de rede e serviços de usuário e terminal sob a égide de uma solução de gerenciamento integrada. Ele permite que diferentes elementos de rede trabalhem juntos e permite que os usuários acessem recursos de qualquer lugar, a qualquer hora, enquanto fornece otimização, escalabilidade e segurança.

Hierarquia na rede comutada sem fronteiras

A criação de uma rede comutada sem fronteiras requer que princípios sólidos de projeto de rede sejam usados ​​para garantir a máxima disponibilidade, flexibilidade, segurança e capacidade de gerenciamento. A rede comutada sem fronteiras deve atender aos requisitos atuais e aos serviços e tecnologias exigidos no futuro. As diretrizes de design de rede comutada sem fronteira são baseadas nos seguintes princípios:

  • Hierárquico – O design facilita a compreensão da função de cada dispositivo em cada camada, simplifica a implantação, operação e gerenciamento e reduz os domínios de falha em cada camada.
  • Modularidade – O design permite a expansão contínua da rede e a ativação do serviço integrado sob demanda.
  • Resiliência – O design atende às expectativas do usuário de manter a rede sempre ligada.
  • Flexibilidade – O design permite o compartilhamento inteligente da carga de tráfego usando todos os recursos de rede.

Estes não são princípios independentes. Compreender como cada princípio se encaixa no contexto dos outros é fundamental. Projetar uma rede comutada sem fronteiras de forma hierárquica cria uma base que permite aos designers de rede sobrepor recursos de segurança, mobilidade e comunicação unificada. Duas estruturas de design hierárquico testadas e comprovadas para redes de campus são os modelos de camada de três camadas e de duas camadas.

As três camadas críticas dentro desses designs em camadas são as camadas de acesso, distribuição e núcleo. Cada camada pode ser vista como um módulo bem definido e estruturado com funções e funções específicas na rede do campus. A introdução da modularidade no design hierárquico do campus garante ainda mais que a rede do campus permaneça resiliente e flexível o suficiente para fornecer serviços de rede críticos. A modularidade também ajuda a permitir o crescimento e as mudanças que ocorrem ao longo do tempo.

Clique em cada botão para obter um exemplo de cada design.

Modelo de três camadas


Modelo de duas camadas

Funções de acesso, distribuição e camada central

As camadas de acesso, distribuição e núcleo executam funções específicas em um projeto de rede hierárquico.

Clique em cada botão para obter uma descrição das funções de cada camada.

A camada de acesso representa a extremidade da rede, onde o tráfego entra ou sai da rede do campus. Tradicionalmente, a função principal de um switch da camada de acesso é fornecer acesso à rede ao usuário. Os switches da camada de acesso se conectam aos switches da camada de distribuição, que implementam tecnologias de base de rede, como roteamento, qualidade de serviço e segurança.

Para atender à demanda de aplicativos e usuários finais de rede, as plataformas de comutação de próxima geração agora oferecem serviços mais convergentes, integrados e inteligentes para vários tipos de terminais na extremidade da rede. Construir inteligência nos switches da camada de acesso permite que os aplicativos operem na rede com mais eficiência e segurança.

A camada de distribuição faz interface entre a camada de acesso e a camada central para fornecer muitas funções importantes, incluindo o seguinte:

Agregar redes de armários de fiação em grande escala
Agregando domínios de broadcast da Camada 2 e limites de roteamento da Camada 3
Fornecimento de comutação inteligente, roteamento e funções de política de acesso à rede para acessar o resto da rede
Fornecimento de alta disponibilidade por meio de switches da camada de distribuição redundante para o usuário final e caminhos de custo igual para o núcleo
Fornecimento de serviços diferenciados para várias classes de aplicativos de serviço na borda da rede

A camada central é o backbone da rede. Ele conecta várias camadas da rede do campus. A camada central serve como agregador para todos os dispositivos da camada de distribuição e une o campus ao resto da rede. O objetivo principal da camada central é fornecer isolamento de falhas e conectividade de backbone de alta velocidade.

Exemplos de três e duas camadas

Clique em cada botão para obter um exemplo e uma explicação de um design de três e duas camadas.

A figura mostra um projeto de rede de campus de três camadas para organizações onde o acesso, distribuição e núcleo são camadas separadas. Para construir um projeto de layout de cabo físico simplificado, escalonável, econômico e eficiente, a recomendação é construir uma topologia de rede física em estrela estendida de um local de edifício centralizado para todos os outros edifícios no mesmo campus.

Exemplo de três camadas

Em alguns casos em que não existe grande escalabilidade física ou de rede, não é necessário manter a distribuição separada e as camadas principais. Em locais de campus menores, onde há menos usuários acessando a rede, ou em locais de campus consistindo em um único prédio, as camadas de núcleo e distribuição separadas podem não ser necessárias. Nesse cenário, a recomendação é o design de rede de campus de duas camadas alternativo, também conhecido como design de rede principal colapsada, conforme mostrado na figura.

Exemplo de duas camadas

Papel das redes comutadas

O papel das redes comutadas evoluiu dramaticamente nas últimas duas décadas. Não faz muito tempo que as redes comutadas planas de Camada 2 eram a norma. As redes comutadas de camada plana 2 dependiam da Ethernet e do uso generalizado de repetidores de hub para propagar o tráfego de LAN por toda a organização.

Conforme mostrado na figura, as redes mudaram fundamentalmente para LANs comutadas em uma rede hierárquica.

Papel das redes comutadas

Uma LAN comutada permite flexibilidade adicional, gerenciamento de tráfego, qualidade de serviço e segurança. Ele também oferece suporte para conectividade e rede sem fio e suporte para outras tecnologias, como telefone IP e serviços de mobilidade.

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