1. Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores
Disciplina – Projetos de Redes Locais
Unidade 2– Projeto Lógico da Rede
Prof. Leandro Cavalcanti de Almeida
lcavalcanti.almeida@gmail.com
@leandrocalmeida

2. 4 subdivisões
Projeto da topologia da rede
Projeto do esquema da rede
Seleção de protocolos de bridging, switching
e roteamento
Desenvolvimento de estratégias de
segurança e gerência

3. O que é topologia de rede?
- Mapa de uma rede que indica
segmentos de rede (redes de camada 2),
pontos de interconexão e comunidades
de usuários
- Identificam-se redes, pontos de
interconexão, o tamanho e alcance de
redes e o tipo de dispositivos de
interconexão
- Não lidamos (ainda) com tecnologias
específicas, dispositivos específicos, nem
considerações de cabeamento

4. Collapsed Backbone (Antiga?)
- Toda a fiação vai das
pontas para um lugar
central(conexão estrela)
- O número de fios não
era problemático quando
as pontas usavam "shared
bandwidth" com cabo
coaxial em vez de hubs
ou switches
- Oferece facilidade de
manutenção
- Ainda é bastante usado

5. Arquitetura
atual em
camadas

6. Estrutura hierárquica
Core
Distribuição
Acesso

8. Porque usar
um modelo
hierárquico?

9. Facilidade na
propagação de rotas

10. Escalabilidade

11. Mais fácil de
estudar e
documentar

12. Custos
Minimizados
Equipamentos
especializados

13. Facilidade para mudanças!

14. Possibilidades...
Loop de roteadores
Roteadores redundantes

15. Possibilidades...
Full-Mesh
Mesh Parcial

16. Permite agregação de
tráfego em 3 níveis
Núcleo | Distribuição | Acesso

17. Núcleo ou
Core
Provê transporte rápido
entre sites distintos

18. Distribuição
Conecta folhas ao core e
implementa políticas
- Segurança
- Roteamento
- Agregação de tráfego

19. Acesso
Lan - Provê acesso aos
usuários finais
Wan – Roteadores de
borda

20. Guia para o projeto
hierárquico de rede

21. - Começe pela camada de acesso,
depois vá para a camada de
1
distribuição e por último o núcleo
- Facilita no planejamento de
capacidade dos outros níveis
- O controle na camada de acesso deve
ser mais rígido
- A camada de acesso esta mais
susceptível a violações
- Usuários na camada de acesso
tendem a adicionar novos dispositivos
Inicie pela Camada de de rede de forma inapropriada
Acesso - Você deve evitar a utilização de:
- Chains(+ 1 camada)
- Backdoors(conexões no mesmo
nível)

22. CUIDADO!!!

23. Topologias Redundantes
num Projeto de Rede

24. - A redundância é obtida por meio da duplicação de elementos
de rede
- Tente eliminar ao máximo os Pontos Únicos de Falha
- Um ponto único de falha é qualquer dispositivo ou
configuração cuja falha desabilitaria o funcionamento da rede
- A redundância pode acontecer com um roteador, switches,
enlaces, fontes, conexão com a Internet, refrigeração,...
- Nessa “altura do campeonato” você já deve saber o que é
crítico para o negócio
- Um limitante pode ser o custo
- A redundância adiciona complexidade na topologia,
endereçamento e roteamento

25. Caminhos de Backup
- Para ser acionado quando algum
problema acontecer
- Como estimar?
- Qual a capacidade do enlace
redundante?
- Geralmente menor do que o
atual
- Quanto tempo a rede vai utilizar
o caminho alternativo?
- Irá depender o SLA
- Como serão os testes?
- Não deixe para testar quando um
problema acontecer =D

26. BALANCEAMENTO DE CARGA
- Uma outra possibilidade de utilizar a redundância
- Dividir ou balancear a carga de trabalho entre
dispositivos
- Limitação de alguns protocolos que não suportam
balanceamento de carga
- Ex.: RIP, IPX,...
- Além de ativos de rede, pode-se balancear a carga de
servidores

27. Projeto de Rede Modular
- Além de conceitos fundamentais como hierarquia e redundância,
uma outra abordagem importante para a rede é a Modularidade
- Geralmente as grandes redes consistem de diferentes áreas e
módulos
- Cada área deve ser projetada utilizando a sistemática top-down,
aplicando hierarquia e redundância quando apropriado
- A Cisco utiliza o Enterprise Composite Network Model para
descrever os diferentes componentes ou módulos de uma rede

28. Modelo de rede composta empresarial
- É um blueprint que os projetistas de rede podem utilizar
para simplificar a complexidade de uma grande rede
- Permite você aplicar uma abordagem modular e
hierárquica a um projeto de rede
- Composto por três áreas:
- Enterprise campus
- Enterprise edge
- Service provider edge

30. Projetando a topologia de uma rede de campus
- Garantir disponibilidade e desempenho para domínios
com pequena largura de banda
- Deve possuir um pequeno domínio de broadcast
- Redundância com servidores e rotas duplicadas
- O alto desempenho é conseguido por meio de um
dispositivo conhecido como backbone
- Um backbone conecta as diferentes construções e
partes do campus
- A alta capacidade é conseguida por meio
de servidores dedicados:
- Aplicação, Arquivos, DNS, HTTP,...

31. Projetando a topologia de uma rede de campus
Uma rede campus é composta por:
- Um módulo de infraestrutura
- um módulo de servidores dedicados
- um módulo de gerenciamento
- um módulo de conexão com a borda
O módulo de infraestrutura possui três sub-módulos
- Sub-módulo de acesso
- Sub-módulo de distribuição
- Backbone

32. Projetando a topologia de uma rede de campus
Sub-módulo de acesso
- Contém estações de trabalho e dispositivos móveis
conectados a switches ou pontos de acesso
- Os serviços oferecidos por este módulo incluem:
- Acesso a rede
- Controle de broadcast
- Filtragem por protocolo
- Marcação de pacotes(QoS)

33. Projetando a topologia de uma rede de campus
Sub-módulo de distribuição
- Agrega o cabeamento e provê conectividade do
backbone via roteadores
- Provê:
- Routing
- QoS
- Controle de Acesso
- Desempenho

34. Projetando a topologia de uma rede de campus
Backbone
- É o core da infraestrutura
- Interconecta os sub-módulos de acesso e distribuição
com os servidores dedicados, a rede de gerenciamento e
os módulos de borda
- Provê:
- Redundância
- Alta conectividade

35. Tenha cuidado com enlaces físicamente
redundantes!
Eles podem gerar
loops por um
tempo
indeterminado

36. Spanning-Tree

37. Ex.: Cenário sem STP habilitado
X
Tráfego Unicast e Broadcast ficam
em loop indefinidamente !

38. O que o Spanning Tree faz?
- Bloqueia algumas portas para que haja apenas um caminho
entre qualquer par de segmentos LAN
- O bom é que os quadros não ficam em loop indefinidamente
- O ruim é que a rede não tira proveito de enlaces fisicamente
redudantes
- Coloca cada porta bridge/switch no estado forwarding ou
blocking
- As portas no estado forwarding estão no spanning tree atual
- Os SW podem enviar e receber quadros através das portas
no estado de forwarding
- Os SW não encaminham nem recebem quadros através de
portas que estejam no estado blocking

39. Ex.: Cenário com STP habilitado
Blocking

40. Como o Spanning Tree funciona?
- O STP define uma bridge raiz
- Todas as interfaces na bridge raiz encontram-se no estado
de forwarding
- Cada bridge “não-raiz” considera que uma de suas portas
tem um custo administrativo mais baixo entre ela própria e a
bridge raiz
- Muitas bridges podem se conectar ao mesmo segmento. Elas
anunciam BPDUs(Bridge Protocol Data Units), que declaram o
seu custo administrativo para a bridge raiz. A bridge que tiver
o menor custo dentre todas nesse segmento é chamada de
bridge designada
- A interface na bridge designada que envia essa BPDU é
conhecida como “porta designada” desse segmento LAN

41. Como o STP elege o bridge raiz?
- Inicialmente todos os bridges reinvidicam ser o bridge raiz,
enviando mensagens STP
- Essas são as mensagens BDPUs(BDPU hello)
- Nesta BPDU inicial, cada bridge declara o seguinte:
- Um ID de bridge da bridge raiz
- Uma prioridade definida de maneira administrativa
- O custo para se alcançar a raiz a partir dessa bridge
- O ID de bridge do emissor dessa BDPU
- A Bridge Raiz será a bridge que apresentar menor valor de
prioridade
- Em caso de empate, a Bridge Raiz será a com menor ID
- No final do processo, alguém vence e todos oferecem
suporte ao switch escolhido

42. Ex.: Cenário com STP habilitado
Eu sou
RAIZ XEu sou
RAIZ
SW1 é
RAIZ
Eu sou
RAIZ

43. Ex.: Cenário com STP habilitado
Raiz: SW1
Custo: 0
Pri: 32,768
Raiz: SW1
Custo: 100
Pri: 32,768
Raiz: SW1
Custo: 0
Pri: 32,768
Raiz: SW3 Raiz: SW3
Custo: 0 Custo: 0
Pri: 32,768 Pri: 32,768
E ai quem ganha?
R.: < Prioridade, < ID, < MAC

44. Ex.: Cenário com STP habilitado
SW1 é a Raiz
Custo: 0 SW1 é a Raiz
Custo: 100
PR:26
SW1 é a Raiz 27
Custo: 0
PR:26 27
SW1 é a Raiz
Custo: 150
- A porta 26 dos SW2 e SW3 é a porta raiz dos segmentos. Ou seja, entra em
estado de forwarding
- O custo foi calculado adicionando-se o custo da mensagem hello recebida
ao custo da interface em que a mensagem foi recebida. Como o menor custo
foi o da porta 27 de SW2 no segmento, ela será em estado de forwarding

45. Virtual LANs – IEEE 802.1Q
- É um domínio de brodacast criado por um ou mais SW
- Possibilita a otimização de recursos
- Ex.:
Imagine se um projeto de rede especificasse dois domínios
de broadcast em separado. Nesse caso seriam utilizados dois
switches – um para cada domínio de broadcast

46. Virtual LANs– IEEE 802.1Q
- Utilizando VLANs, é possível criar divisões lógicas
- Apesar de compartilharem o mesmo dispositivo, eles estarão
em domínio de broadcast diferentes
- A rede ficará segmentada
- Um cabeçalho será adicionado para identificar a qual VLAN o
quadro pertence. A Cisco chama isso de trunking

47. Projetando a topologia de borda da Empresa
- Dependendo do cliente, as
premissas são:
- Segmentos WANs redundantes
para a intranet
- Múltiplos caminhos para
Internet/extranets

48. Segmentos WANs Redundantes
- Diversidade de tecnologias e circuitos
- Entender e projetar as possíveis rotas
físicas disponíveis
- Sua rede de backup pode ser
susceptível a falhas da rede primária
- Normalmente FR, MPLS ou mesmo
VPNs

49. Múltiplos caminhos para Internet

50. Projetando a topologia de uma rede segura
Topologia
DMZ
Topologia
Three-Part
Firewall