Semestre 3 Capítulo 5. Objetivos de um projeto de rede local A primeira etapa no projeto de uma rede local é estabelecer e documentar os objetivos do.

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1 Semestre 3 Capítulo 5

2 Objetivos de um projeto de rede local A primeira etapa no projeto de uma rede local é estabelecer e documentar os objetivos do projeto. A primeira etapa no projeto de uma rede local é estabelecer e documentar os objetivos do projeto. Requisitos da maioria dos projetos de uma rede: Requisitos da maioria dos projetos de uma rede: –Funcionalidade A rede precisa funcionar. A rede precisa funcionar. A rede precisa permitir que os usuários desempenhem os seus deveres profissionais. A rede precisa permitir que os usuários desempenhem os seus deveres profissionais. A rede precisa oferecer conectividade de usuário-para-usuário e de usuário-para-aplicativo com velocidade e confiabilidade razoáveis. A rede precisa oferecer conectividade de usuário-para-usuário e de usuário-para-aplicativo com velocidade e confiabilidade razoáveis. –Escalabilidade A rede deve ser capaz de se expandir. A rede deve ser capaz de se expandir. O projeto inicial deve poder ser ampliado sem causar grandes mudanças no projeto geral. O projeto inicial deve poder ser ampliado sem causar grandes mudanças no projeto geral. –Adaptabilidade A rede precisa ser projetada com vistas a tecnologias futuras. A rede precisa ser projetada com vistas a tecnologias futuras. A rede não deve incluir elementos que limitem a implementação de novas tecnologias ao surgirem. A rede não deve incluir elementos que limitem a implementação de novas tecnologias ao surgirem. –Gerenciabilidade A rede deve ser projetada de modo a facilitar sua monitoração e gerenciamento, para assegurar estabilidade permanente de operação. A rede deve ser projetada de modo a facilitar sua monitoração e gerenciamento, para assegurar estabilidade permanente de operação.

3 Considerações do projeto de uma rede local Considerações do projeto de uma rede local Desenvolvimento de tecnologias de alta velocidade Desenvolvimento de tecnologias de alta velocidade Arquiteturas complexas de redes locais que utilizam a comutação de redes locais e redes locais virtuais. Arquiteturas complexas de redes locais que utilizam a comutação de redes locais e redes locais virtuais. Para utilizar ao máximo a largura de banda disponível e o desempenho da rede local. Para utilizar ao máximo a largura de banda disponível e o desempenho da rede local. –A função e colocação dos servidores Corporativos - (main distribution facility – MDF) Corporativos - (main distribution facility – MDF) –dá suporte a todos os usuários da rede, oferecendo serviços como correio eletrônico ou DNS grupo de trabalho - (intermediate distribution facilities - IDFs) grupo de trabalho - (intermediate distribution facilities - IDFs) –dá suporte a um conjunto específico de usuários e oferece serviços tais como processamento de palavras e compartilhamento de arquivos. –Questões de domínios de colisão Um número excessivo de colisões pode reduzir a largura de banda disponível em um segmento de rede em trinta e cinco a quarenta por cento da largura de banda disponível. Um número excessivo de colisões pode reduzir a largura de banda disponível em um segmento de rede em trinta e cinco a quarenta por cento da largura de banda disponível. –Questões de segmentação A segmentação ocorre quando um só domínio de colisão é dividido em domínios de colisão menores A segmentação ocorre quando um só domínio de colisão é dividido em domínios de colisão menores –Questões de domínios de broadcast. Os roteadores reduzem o tamanho do domínio de colisão e o tamanho do domínio de broadcast na camada 3 Os roteadores reduzem o tamanho do domínio de colisão e o tamanho do domínio de broadcast na camada 3

4 Metodologia de projeto de uma rede local Para que uma rede local seja eficiente e atenda às necessidades de seus usuários, ela deve ser projetada e implementada de acordo com uma série planejada de etapas sistemáticas. Para que uma rede local seja eficiente e atenda às necessidades de seus usuários, ela deve ser projetada e implementada de acordo com uma série planejada de etapas sistemáticas. –Coletar requisitos e expectativas Ajuda a esclarecer e identificar quaisquer problemas atuais na rede. Ajuda a esclarecer e identificar quaisquer problemas atuais na rede. histórico e o estado atual da organização, projeções de crescimento, diretrizes operacionais e procedimentos de gerenciamento, sistemas e procedimentos burocráticos e as opiniões dos futuros usuários da rede local. histórico e o estado atual da organização, projeções de crescimento, diretrizes operacionais e procedimentos de gerenciamento, sistemas e procedimentos burocráticos e as opiniões dos futuros usuários da rede local. –Coisas que afetam a disponibilidade: Throughput Throughput Tempo de resposta Tempo de resposta Acesso aos recursos Acesso aos recursos

5 Metodologia de projeto de uma rede local As seguintes perguntas devem ser feitas ao coletar informações: As seguintes perguntas devem ser feitas ao coletar informações: –Quem serão os futuros usuários da rede? –Qual é o nível de perícia dessas pessoas? –Quais são suas atitudes com relação aos computadores e aplicativos? –Até que ponto estão desenvolvidas as diretrizes organizacionais documentadas? –Algum tipo de dados foi definido como sendo de suma importância aos propósitos da organização? –Alguma operação foi definida como sendo de suma importância aos propósitos da organização? –Que protocolos são permitidos na rede? –Há suporte apenas para certos hosts de desktop? –Quem é responsável pelos endereços, nomes, projeto de topologia e configuração da rede local? –Quais são os recursos organizacionais humanos, de hardware e de software? –Como esses recursos estão vinculados e compartilhados atualmente? –Quais recursos financeiros estão disponíveis para a organização?

6 Metodologia de projeto de uma rede local –Analisar requisitos e dados. As necessidades dos usuários de uma rede estão sempre evoluindo. À medida que vão se tornando disponíveis mais aplicativos de voz e de vídeo nas redes, vai crescendo também a necessidade de aumentar a largura de banda nas redes. As necessidades dos usuários de uma rede estão sempre evoluindo. À medida que vão se tornando disponíveis mais aplicativos de voz e de vídeo nas redes, vai crescendo também a necessidade de aumentar a largura de banda nas redes. –Projetar a estrutura das camadas 1, 2 e 3 da rede local, ou seja, a topologia. Escolher uma topologia geral para a rede local que atenda aos requisitos dos usuários. Escolher uma topologia geral para a rede local que atenda aos requisitos dos usuários. O projeto da topologia de uma rede local pode ser dividido nas seguintes três categorias únicas do modelo de referência OSI: O projeto da topologia de uma rede local pode ser dividido nas seguintes três categorias únicas do modelo de referência OSI: –Camada de rede –Camada de enlace de dados –Camada física –Documentar a implementação física e lógica da rede. A topologia física da rede refere-se à maneira pela qual os vários componentes de uma rede local são interconectados. A topologia física da rede refere-se à maneira pela qual os vários componentes de uma rede local são interconectados. O projeto lógico de uma rede refere-se ao fluxo de dados dentro de uma rede. O projeto lógico de uma rede refere-se ao fluxo de dados dentro de uma rede.

7 Metodologia de projeto de uma rede local Metodologia de projeto de uma rede local Os seguintes itens são importantes para a documentação do projeto de uma rede local. Os seguintes itens são importantes para a documentação do projeto de uma rede local. –Mapa da topologia das camadas do modelo OSI –Mapa lógico da rede local –Mapa físico da rede local –Diagramas de cabeamento –Mapa lógico de VLANs –Mapa lógico da camada 3 –Mapas de endereços

8 Projeto de camada 1 Um dos componentes mais importantes a considerar no projeto de uma rede é o cabeamento. Um dos componentes mais importantes a considerar no projeto de uma rede é o cabeamento. –Fast Ethernet Full duplex Full duplex Topologia de barramento lógico orientada a broadcast. Topologia de barramento lógico orientada a broadcast. Tipo de cabeamento a ser usado, normalmente cobre ou fibra e a estrutura geral do cabeamento Tipo de cabeamento a ser usado, normalmente cobre ou fibra e a estrutura geral do cabeamento Padrão TIA/EIA-568-A para a disposição e conexão de esquemas de fiação. Padrão TIA/EIA-568-A para a disposição e conexão de esquemas de fiação. Tipos de meios físicos Tipos de meios físicos –10/100BASE-TX, –Categoria 5, 5e, –6 unshielded twisted-pair (UTP), ou shielded twisted-pair (STP) –fibra ótica 100BaseFX. Uma avaliação cuidadosa dos pontos fortes e fracos das topologias deve ser feita. Uma avaliação cuidadosa dos pontos fortes e fracos das topologias deve ser feita. A eficácia de uma rede depende dos cabos a serem utilizados A eficácia de uma rede depende dos cabos a serem utilizados Cabos de fibra ótica devem ser utilizados no backbone Cabos de fibra ótica devem ser utilizados no backbone

9 Projeto de camada 1 O padrão TIA/EIA-568-A (569A) especifica que todo dispositivo conectado à rede deve ser ligado a um ponto central através de cabeamento horizontal. O padrão TIA/EIA-568-A (569A) especifica que todo dispositivo conectado à rede deve ser ligado a um ponto central através de cabeamento horizontal. distância de 100 metros (328 pés) para Categoria 5e UTP Ethernet. distância de 100 metros (328 pés) para Categoria 5e UTP Ethernet. Em uma simples topologia em estrela com apenas um wiring closet, o MDF inclui um ou mais patch panels de conexão horizontal (HCC). Em uma simples topologia em estrela com apenas um wiring closet, o MDF inclui um ou mais patch panels de conexão horizontal (HCC). Quando os hosts em redes maiores excederem o limite de 100 metros (328 pés) para Categoria 5e UTP, é necessário mais de um wiring closet. Quando os hosts em redes maiores excederem o limite de 100 metros (328 pés) para Categoria 5e UTP, é necessário mais de um wiring closet. Mais de um wiring closet implica mais de uma área de captação. Os wiring closets secundários são conhecidos como IDFs. Mais de um wiring closet implica mais de uma área de captação. Os wiring closets secundários são conhecidos como IDFs. Os padrões TIA/EIA -568-A especificam que os IDFs devem ser conectados ao MDF através de cabeamento vertical, também conhecido como cabeamento de backbone. Os padrões TIA/EIA -568-A especificam que os IDFs devem ser conectados ao MDF através de cabeamento vertical, também conhecido como cabeamento de backbone. Uma conexão cruzada vertical (VCC) é usada para fazer a interconexão entre as várias IDFs e a MDF. Uma conexão cruzada vertical (VCC) é usada para fazer a interconexão entre as várias IDFs e a MDF. Cabo de fibra ótica é normalmente usado porque os lances de cabo vertical geralmente excedem o limite de 100 metros (328 pés) para cabo Categoria 5e UTP. Cabo de fibra ótica é normalmente usado porque os lances de cabo vertical geralmente excedem o limite de 100 metros (328 pés) para cabo Categoria 5e UTP.

10 O diagrama lógico é o mapa básico da rede local, que inclui os seguintes elementos: O diagrama lógico é o mapa básico da rede local, que inclui os seguintes elementos: –A especificação dos locais e a identificação dos wiring closets da MDF e das IDFs. –Documentação do tipo e quantidade de cabos usados para interconectar as IDFs com a MDF. –Documentação do número de cabos sobressalentes disponíveis para aumentar a largura de banda entre os wiring closets. Por exemplo, se o cabeamento vertical entre a IDF 1 e a MDF estiver sendo utilizado em oitenta por cento, poderão ser utilizados dois pares adicionais para duplicar a capacidade. –Fornecimento da documentação detalhada de todos os lances de cabos, seus números de identificação e a porta na qual termina o lance no HCC ou no VCC. Se a Sala 203 perder a conectividade à rede, o diagrama de cabeamento indica que aquela sala é servida pelo lance 203-1, que termina na porta 13 do HCC1. Se a Sala 203 perder a conectividade à rede, o diagrama de cabeamento indica que aquela sala é servida pelo lance 203-1, que termina na porta 13 do HCC1. Projeto de camada 1 Projeto de camada 1

11 Projeto de camada 2 O propósito dos dispositivos de camada 2 na rede é comutar quadros conforme o seu endereço MAC de destino, providenciar a detecção de erros e reduzir o congestionamento na rede. O propósito dos dispositivos de camada 2 na rede é comutar quadros conforme o seu endereço MAC de destino, providenciar a detecção de erros e reduzir o congestionamento na rede. –bridges e switches –determinam o tamanho dos domínios de colisão. –A microssegmentação da rede reduz o tamanho dos domínios de colisão e reduz o número de colisões Outra importante característica de um switch de rede local é como ele aloca a largura de banda para cada porta. Isso proporciona maior largura de banda para o cabeamento vertical, uplinks e servidores. Outra importante característica de um switch de rede local é como ele aloca a largura de banda para cada porta. Isso proporciona maior largura de banda para o cabeamento vertical, uplinks e servidores. Este tipo de comutação é conhecido como comutação assimétrica. (simetrica) Este tipo de comutação é conhecido como comutação assimétrica. (simetrica) A instalação de um switch de rede local na MDF e na IDF permite que o lance de cabo vertical faça o gerenciamento do tráfego de dados entre a MDF e a IDF. A instalação de um switch de rede local na MDF e na IDF permite que o lance de cabo vertical faça o gerenciamento do tráfego de dados entre a MDF e a IDF. Os lances horizontais entre a IDF e as estações de trabalho utilizam cabo Categoria 5e UTP. Os lances horizontais entre a IDF e as estações de trabalho utilizam cabo Categoria 5e UTP. Em um ambiente normal, 10 Mbps é adequado para o cabo de acesso horizontal. Em um ambiente normal, 10 Mbps é adequado para o cabo de acesso horizontal. Os switches de rede local assimétricos permitem misturar portas de 10 Mbps e 100 Mbps no mesmo switch. Os switches de rede local assimétricos permitem misturar portas de 10 Mbps e 100 Mbps no mesmo switch. A próxima tarefa é determinar o número de portas de 10 Mbps e de 100 Mbps necessárias na MDF e em cada IDF A próxima tarefa é determinar o número de portas de 10 Mbps e de 100 Mbps necessárias na MDF e em cada IDF

12 Projeto de camada 2 Projeto de camada 2 A IDF cobre uma área de captação de 18 salas. Portanto, quatro cabos de acesso em cada uma das 18 salas totaliza 4x18, ou seja, 72 portas de switch de rede local. A IDF cobre uma área de captação de 18 salas. Portanto, quatro cabos de acesso em cada uma das 18 salas totaliza 4x18, ou seja, 72 portas de switch de rede local. O tamanho de um domínio de colisão é determinado pelo número de hosts fisicamente conectados a qualquer porta no switch. O tamanho de um domínio de colisão é determinado pelo número de hosts fisicamente conectados a qualquer porta no switch. A situação ideal é apenas um host conectado a uma porta do switch de rede local A situação ideal é apenas um host conectado a uma porta do switch de rede local O domínio de colisão consistiria somente no host de origem e o host de destino. O domínio de colisão consistiria somente no host de origem e o host de destino. O tamanho do domínio de colisão seria dois. O tamanho do domínio de colisão seria dois. Outra maneira de implementar a comutação de uma rede local é instalar hubs de rede local compartilhados nas portas do(s) switch(es). Isso permite que vários hosts façam a conexão a uma só porta de switch. Outra maneira de implementar a comutação de uma rede local é instalar hubs de rede local compartilhados nas portas do(s) switch(es). Isso permite que vários hosts façam a conexão a uma só porta de switch.

13 Projeto de camada 3 Os dispositivos de camada 3 podem ser usados para criar segmentos únicos de rede local. Os dispositivos de camada 3 podem ser usados para criar segmentos únicos de rede local. Os dispositivos de camada 3 permitem comunicações entre segmentos com base nos endereços de camada 3, tais como endereços IP. Os dispositivos de camada 3 permitem comunicações entre segmentos com base nos endereços de camada 3, tais como endereços IP. A implementação dos dispositivos de camada 3 permite a segmentação da rede local em redes lógicas e físicas únicas. A implementação dos dispositivos de camada 3 permite a segmentação da rede local em redes lógicas e físicas únicas. Os roteadores também permitem a conectividade com WANs, como, por exemplo, a Internet. Os roteadores também permitem a conectividade com WANs, como, por exemplo, a Internet. Um roteador encaminha pacotes de dados com base nos endereços de destino. Um roteador encaminha pacotes de dados com base nos endereços de destino. Um roteador não encaminha broadcasts baseados em redes locais, tais como solicitações ARP. Um roteador não encaminha broadcasts baseados em redes locais, tais como solicitações ARP. Os roteadores oferecem escalabilidade porque servem de firewalls para broadcasts e podem dividir as redes em sub-redes com base nos endereços de camada 3. Os roteadores oferecem escalabilidade porque servem de firewalls para broadcasts e podem dividir as redes em sub-redes com base nos endereços de camada 3. A implementação de VLANs combina a comutação de camada 2 com as tecnologias de roteamento de camada 3 para limitar tanto os domínios de colisão como os domínios de broadcast A implementação de VLANs combina a comutação de camada 2 com as tecnologias de roteamento de camada 3 para limitar tanto os domínios de colisão como os domínios de broadcast

14 As VLANs também proporcionam segurança, com a criação de grupos VLAN que se comunicam com outras VLANs através de roteadores. As VLANs também proporcionam segurança, com a criação de grupos VLAN que se comunicam com outras VLANs através de roteadores. Comunicação entre a VLAN 1 e a VLAN 2 pode ocorrer apenas através do roteador. Isso limita o tamanho dos domínios de broadcast e utiliza o roteador para determinar se a VLAN 1 pode falar com a VLAN 2 Comunicação entre a VLAN 1 e a VLAN 2 pode ocorrer apenas através do roteador. Isso limita o tamanho dos domínios de broadcast e utiliza o roteador para determinar se a VLAN 1 pode falar com a VLAN 2 Projeto de camada 3

15 Redes locais comutadas, visão geral da camada de acesso Camadas de um modelo de projeto hierárquico. Camadas de um modelo de projeto hierárquico. –A camada de acesso proporciona acesso à rede para usuários em grupos de trabalho. –A camada de distribuição proporciona uma conectividade com base em diretivas. –A camada central fornece o melhor transporte possível entre instalações. A camada central é freqüentemente conhecida como backbone.

16 camada de acesso camada de acesso A camada de acesso é o ponto de entrada à rede para estações de trabalho e servidores. A camada de acesso é o ponto de entrada à rede para estações de trabalho e servidores. Em uma rede local de campus, o dispositivo usado na camada de acesso pode ser um switch ou um hub. Em uma rede local de campus, o dispositivo usado na camada de acesso pode ser um switch ou um hub. Se for usado um hub, a largura de banda será compartilhada. Se for usado um hub, a largura de banda será compartilhada. Se for usado um switch, a largura de banda será dedicada. Se for usado um switch, a largura de banda será dedicada. –Se uma estação de trabalho ou servidor for conectado diretamente à porta do switch, toda a largura de banda da conexão no switch estará disponível ao computador conectado. –Se um hub for conectado a uma porta do switch, a largura de banda será compartilhada entre todos os dispositivos conectados ao hub As funções da camada de acesso também incluem filtragem de camada MAC e microssegmentação. As funções da camada de acesso também incluem filtragem de camada MAC e microssegmentação. A filtragem da camada MAC permite que os switches encaminhem quadros somente à porta do switch conectado ao dispositivo de destino. A filtragem da camada MAC permite que os switches encaminhem quadros somente à porta do switch conectado ao dispositivo de destino. O switch cria pequenos segmentos de camada 2 chamados microssegmentos. O domínio de colisão pode ter um mínimo de dois dispositivos. O switch cria pequenos segmentos de camada 2 chamados microssegmentos. O domínio de colisão pode ter um mínimo de dois dispositivos. Switches de camada 2 são usados na camada de acesso. Switches de camada 2 são usados na camada de acesso.

17 Visão geral da camada de distribuição A camada de distribuição da rede encontra-se entre a camada de acesso e a camada central. A camada de distribuição da rede encontra-se entre a camada de acesso e a camada central. Ela ajuda a definir e separar a camada central. Ela ajuda a definir e separar a camada central. O propósito desta camada é proporcionar uma definição de limite dentro do qual pode ocorrer a manipulação de pacotes. O propósito desta camada é proporcionar uma definição de limite dentro do qual pode ocorrer a manipulação de pacotes. As redes são segmentadas em domínios de broadcast por esta camada. As redes são segmentadas em domínios de broadcast por esta camada. Diretivas podem ser aplicadas e listas de controle de acesso podem filtrar os pacotes. Diretivas podem ser aplicadas e listas de controle de acesso podem filtrar os pacotes. A camada de distribuição isola problemas com a rede para os grupos de trabalho nos quais ocorrem. A camada de distribuição isola problemas com a rede para os grupos de trabalho nos quais ocorrem. A camada de distribuição também impede que tais problemas afetem a camada central. A camada de distribuição também impede que tais problemas afetem a camada central. Os switches nesta camada operam na camada 2 e na camada 3. Os switches nesta camada operam na camada 2 e na camada 3. As seguintes são algumas funções da camada de distribuição em uma rede comutada: As seguintes são algumas funções da camada de distribuição em uma rede comutada: –Agregação de conexões dos wiring closets –Definição de domínio de broadcast/multicast –Roteamento VLAN –Quaisquer transições de meios físicos que precisem ocorrer –Segurança

18 Visão geral da camada central Visão geral da camada central A camada central é um backbone de comutação de alta velocidade. A camada central é um backbone de comutação de alta velocidade. Se não tiver um módulo de roteador associado, um roteador externo será utilizado para as funções de camada 3. Se não tiver um módulo de roteador associado, um roteador externo será utilizado para as funções de camada 3. Essa camada do projeto da rede não deve realizar nenhuma manipulação de pacotes. Essa camada do projeto da rede não deve realizar nenhuma manipulação de pacotes. A manipulação de pacotes, como a filtragem por lista de acesso, retardaria a comutação de pacotes. A manipulação de pacotes, como a filtragem por lista de acesso, retardaria a comutação de pacotes. Uma infra-estrutura central com caminhos alternativos redundantes proporciona estabilidade à rede na eventualidade da falha de um só dispositivo. Uma infra-estrutura central com caminhos alternativos redundantes proporciona estabilidade à rede na eventualidade da falha de um só dispositivo. O núcleo (backbone) pode ser projetado para usar comutação da camada 2 ou da camada 3. O núcleo (backbone) pode ser projetado para usar comutação da camada 2 ou da camada 3. Podem ser usados switches ATM ou Ethernet. Podem ser usados switches ATM ou Ethernet.