Os dispositivos de rede, sejam eles quais forem, devem seguir uma arquitetura e uma topologia de Rede tanto física como lógica que permita uma fácil administração, crescimento, manutenção, gerenciamento e controle.

Uma arquitetura e topologia de rede pode classificada de maneiras diferentes, por exemplo, de acordo com a localidade, por exemplo, home-office, pequenos escritórios, unidades remotas ou branch offices, unidade central ou headquarter e assim por diante.

Outra maneira é pela forma de conexão e disposição dos dispositivos, tais como arquitetura ou topologia de rede em duas camadas, três camadas e spine and leaf.

Na prática muitas empresas não seguem padrões definidos e têm seus dispositivos conectados de forma desordenada, muitas vezes em cascata ou simplesmente os administradores de rede conectam conforme sua própria cabeça, sem seguir padrões ou melhores práticas de mercado.

O grande perigo da escolha errada da topologia de rede é a de chegar um momento que você possui uma bagunça tão grande que só destruindo tudo e iniciando do zero que torna-se possível a resolução de problemas gerados por essa escolha.

Tenha em mente que as topologias de rede padronizadas têm um motivo de existir, que é de facilitar a implantação, manutenção, crescimento e monitoração.

Nesse artigo vamos falar das principais arquiteturas e topologias de rede que encontramos no mercado.

TOPOLOGIAS DE REDE

Vamos começar fazendo uma conversa sobre como podemos conectar os dispositivos de rede ou as possíveis topologias de rede.

Basicamente podemos ter dispositivos conectados das seguintes maneiras:

• Ponto a ponto ou point-to-point: principalmente utilizadas em links WAN.
• Barramento: em desuso, mas pode representar logicamente redes Ethernet.
• Anel ou ring: utilizada em redes SDH (telecomunicações).
• Em estrela ou star: topologia física dos switches e hubs.
• Conexão total ou malha completa ou full mesh: muito difícil de ser implementada em topologias físicas devido ao grande número de interfaces, porém utilizada como topologia lógica por diversas tecnologias.
• Conexão parcial ou malha mista ou partial mesh: muito utilizada em redes e telecomunicações.
• Híbrida ou hybrid: também muito utilizada nas topologias 2 tier e 3 tier.

RELAÇÃO ENTRE DESIGN E ARQUITETURAS DE REDE

À medida que as redes se tornam essenciais para as funções de negócios, as decisões de design tomadas pelos profissionais de TI podem ter implicações de longo prazo.

Uma rede com um design bem planejado terá melhor desempenho, será mais segura, mais resiliente e mais fácil de solucionar problemas, além disso, vai se adaptar às tecnologias futuras mais facilmente.

Enquanto o design de rede engloba processos e resultados de negócios, a topologia de rede se refere ao design visto por meio de diagramas de rede.

Um diagrama de rede fornece uma representação visual da rede e integra informações como conexões físicas, quantidade, tipo e localização de todos os dispositivos e endpoints, endereçamento IP, assim como processos e arquitetura de segurança.

O software de design de rede pode ajudar criando um plano de site ou escritório para mapear conexões físicas.

Ao construir uma rede do zero, o primeiro passo é montar uma lista de todos os ativos, endpoints, usuários, dispositivos, LANs e outros elementos de rede.

As equipes de TI inserem essas informações no aplicativo de design de rede para criar a primeira iteração de um diagrama de rede.

Ao projetar para ambientes de rede existentes, o processo integra a infraestrutura existente que deve ser mantida ou mantida em execução durante a produção e implantação da nova rede.

Os padrões de uso e fluxos de trabalho existentes podem informar as novas hierarquias e topologias de rede, que evoluirão à medida que as equipes de segurança, produto e experiência do Usuário colaborarem no design.

Modelo Hierárquico em Três Camadas ou 3 Tier

Esse é o modelo tradicional e mais utilizado até os dias de hoje em projetos de redes mais complexas, dividindo a rede em três camadas: Acesso, Distribuição e Núcleo (Access, Distribution e Core).

Nessa topologia temos um campus com switches de acesso em seus andares, os quais são agregados nos switches de distribuição em cada edificação, normalmente switches layer-3.

Por sua vez os switches de distribuição dos diversos prédios são agregados em um ou mais switches de núcleo, conforme a necessidade de redundância e porte da rede.

Resumindo, no acesso ou access estão os switches onde conectamos os dispositivos dos usuários, a distribuição ou distribution agrega os switches de acesso em blocos, os quais por sua vez são interconectados através do núcleo ou core da rede.

Note que essa estrutura permite que qualquer usuário na camada de acesso se comunique com outro dando no máximo três saltos entre switches, ou seja, o diâmetro da rede é fixo e sempre bem conhecido.

Essa arquitetura ou desing de rede tem as seguintes vantagens:
• Facilidade de escala, ou seja, você pode inserir mais dispositivos de rede de forma simples e previsível.
• Troubleshooting simplificado, pois sabemos como a rede está conectada, sem surpresas.
• Independente do tamanho da rede você pode crescer de forma ordenada.

2 Tier ou Core Colapsado

Em uma topologia de porte menor o Core e a Distribuição podem ser combinados em uma única camada, o que chamamos de topologia com Core e Distribuição colapsados (collapsed core).

Nesse tipo de rede um único switch multicamadas (multilayer switch) pode prover a função das três camadas, veja a seguir um exemplo de topologia com Core colapsado.

2 Tier Spine and Leaf

A topologia Spine and Leaf veio para substituir a arquitetura em três camadas nos Data Centers.

Ela possui apenas duas camadas (2 tier): switches de acesso que são chamados agora de “leaf switches” e os switches que agregam o acesso chamados de “spine switches”.

Na arquitetura spine and leaf temos sempre as seguintes regras de design:

• Cada “leaf switch” deve conectar a cada “spine switch”
• Cada “spine switch” deve se conectar a cada “leaf switch”
• “Leaf switches” não podem conectar-se entre si
• “Spine switches” também não podem conectar-se entre si
• Endpoints conectam-se apenas aos “leaf switches”

Os servidores podem ser virtualizados e dentro deles várias VMs podem estar rodando simultaneamente, porém não há variação na topologia.

Além disso, os servidores podem conectar-se a mais de um leaf switch por questões de redundância.

Note que não importa onde o servidor esteja posicionado na topologia spine and leaf que ele sempre dará no máximo dois (2) saltos até o destino.

COMO POSSO APRENDER MAIS SOBRE ARQUITETURA E TOPOLOGIA DE REDE NA DLTEC DO BRASIL?

Para se diferenciar da multidão nessa área de Infraestrutura de TI e Redes você precisa conhecer as topologias, arquiteturas e princípios de design de Rede.

Essa é uma das missões da trilha de Profissional de Infraestrutura de TI, a qual pode transforar sua carreira definitivamente.

Mais especificamente esses conceitos estão no tópico chamado “Arquitetura de Rede”.

Nela você vai aprender vai aprender como os diversos Dispositivos de Rede são encaixados nas diferentes Topologias, assim como os Sistemas de Cabeamento Estruturado (SCE) e PON (Redes Ópticas Passivas).

Clique aqui e conheça a Trilha de Profissional de Infraestrutura de TI.