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 Análise e Desenvolvimento de Sistemas


 Aula 07 – Projetando a topologia de Rede – parte II




    Dalton Martins
  dmartins@gmail.com

São Paulo, setembro, 2011
Projeto de redundância
●   A redundância permite atingir melhores requisitos de
    disponibilidade através da duplicação de elementos na
    rede;
●   Podemos implementar redundância dentro de uma rede
    como um todo e entre camadas do modelo hierárquico;
●   2 possibilidades:
    ●   Conexões redundantes (backup): considerar capacidade e
        tempo de uso;
    ●   Balanceamento de carga: melhoria de desempenho e
        disponibilidade. Algumas tecnologias suportam
        balanceamento em até 6 caminhos paralelos.
Projeto de Topologias redundantes
Dois recursos importantes
no projeto de redundância da
topologia de uma rede:

- Caminhos
redundantes: cria
alternativas para a continuidade
das atividades da rede.


- Balanceamento de
carga: além de proporcionar
melhoria na disponibilidade, a
redundância pode auxiliar no
desempenho da rede.

                                     3
Projeto de uma rede Campus
●   Uma rede campus é o nome dado a redes que atendem a
    um local específico, seja um prédio de uma organização,
    a planta de uma fábrica, todas as salas de um escritório,
    etc;
●   Em geral, projetamos esse tipo de rede considerando:
    ●   Pequenos domínios de largura de banda;
    ●   Pequenos domínios de broadcast;
    ●   Redundância em algum nível;
    ●   Espelhamento de servidores;
    ●   Diferentes formas de uma estação atingir o roteador para
        comunicações para fora da rede.
Projeto de uma rede Campus
●   A rede é projetada seguindo o modelo hierárquico em 3 camadas:
    ●   Camada de acesso: contém as estações de acesso dos usuários, telefones IP,
        switches de conexão e pontos de acesso wireless. Os melhores switches serão
        utilizados para conectar na camada de distribuição. Os serviços dessa camada
        serão: acesso a rede, controle de broadcast, filtragem de protocolos e marcação
        de QoS nos pacotes;
    ●   Camada de distribuição: agrega áreas inteiras de conexão dentro de um prédio
        e provê conectividade ao núcleo via roteadores. Os serviços dessa camada são:
        roteamento, QoS, controle de acesso e requisitos de desempenho. Redundância
        e balanceamento são sugeridos.
    ●   Camada de núcleo: interconecta as camadas de acesso e distribuição com o
        data center, gerenciamento de rede e módulos de borda. Utiliza os melhores
        roteadores e provê QoS, além de funcionalidades se segurança.
Projeto de Topologias rede campus

Uma rede campus envolve a
junção de várias redes
locais conectando, por
exemplo, várias instalações de
uma planta de produção de
                                 2 recursos são
                                 fundamentais no projeto desse
uma empresa.
                                 tipo de topologia:

Tem um raio de ação limitado,    - Spanning Tree
em geral variando até alguns     Protocol (STP)
poucos quilômetros.
                                 - Virtual   LAN (VLAN)
É um projeto característico do
domínio de uma única
instalação de uma
empresa.                                                         6
Projeto de Topologias rede campus:   Spanning Tree Protocol


                                        Equipamento de comutação

  Spanning Tree Protocol é                                Segmentos de rede
  um protocolo para
  equipamentos de rede que
  permite resolver
  problemas de loops
  em redes comutadas cuja
  topologia introduza anéis                Anel
  nas ligações.




                                                                        7
Projeto de Topologias rede campus:   Spanning Tree Protocol

   O algoritmo spanning tree
   coloca cada porta de
   bridge/switch no estado
   forwarding ou no estado
   blocking.
   Considera-se que todas as
   portas no estado forwarding
   em um dado momento estão
   na spannig tree ativa.

   O conjunto de portas no
   estado forwarding cria um
   único caminho pelo
   qual os quadros são
   enviados entre os
                                                              8
   segmentos ethernet.
Spanning Tree
●   Cada LAN, nessa configuração, terá uma e
    apenas uma porta designada e toda a bridge,
    com exceção da root, terá uma simples porta
    raiz conectada a LAN. O resultado é que a rede
    terá a forma de uma árvore.
●   Escolher qual será a root bridge é um passo
    fundamental. Um switch que seja rápido e que
    fique no centro da topologia será favorável.
●   Geralmente, será um switch da camada de
    distribuição.
                                                   9
Projeto de Topologias rede campus:   Virtual LAN

Uma rede local virtual (VLAN) é
uma rede logicamente
independente.

Várias VLAN's podem co-existir
em um mesmo switch, de forma a
dividir uma rede local em mais de
uma rede, criando domínios de
broadcast separados.

Uma VLAN também torna possível
colocar em um mesmo domínio de
broadcast, hosts com
localizações físicas distintas
e ligados a switches diferentes.

                                                   10
Projeto de Topologias: rede WAN

A Wide Area Network (WAN),
Rede de área alargada ou
Rede de longa distância,
também conhecida como Rede
geograficamente               2 recursos são
distribuída, é uma rede de    fundamentais no projeto desse
                              tipo de topologia:
computadores que abrange
uma grande área geográfica,
com frequência um país ou     - Segmentos
continente.                   redundantes
Normalmente, utilizada para   - Privacidadee
conectar grandes empresas e
suas diversas instalações,    segurança (Virtual
operadores de                 Private Network - VPN)
telecomunicação, provedores
de Internet, ambientes                                        11
governamentais, etc.
Projeto de Topologias rede WAN:   Segmentos redundantes




                                                     12
Projeto de Topologias rede WAN:   Virtual Private Network
Uma Rede Particular Virtual
(Virtual Private Network - VPN)
é uma rede de comunicações
privada, construída em cima de
uma rede de comunicações
pública (a Internet).

O tráfego de dados é levado
pela rede pública utilizando
protocolos de
comunicação seguros.




                                                        13
Projeto de Topologias Rede Segura




                                    14
Exercício – parte I
●   Você é um consultor de projetos de redes que acabou de ser convidado para uma reunião
    com um executivo da empresa MotoTotal SA. A empresa fabrica motocicletas. Seu novo
    produto, uma moto elétrica, está despontando no mercado. A empresa está contratando
    novos empregados e está ampliando sua capacidade de produção.
●   Os atuais funcionários da empresa começaram a reclamar que “a internet está lenta.” Eles
    também estão experimentando problemas ao enviar e-mail, acessar aplicações web e
    impressão. No passado, a empresa era pequena e não havia esse tipo de problema. O
    gerente de operações terceiriza os serviços de informática para uma empresa local, chamada
    Proinfo. A empresa instala novas estações de trabalho, servidores, fornece suporte técnico e
    gerencia os switches, roteadores e firewall. A MotoTotal está considerando internalizar os
    serviços de informática e deseja saber como sua rede pode se desenvolver para melhorar na
    ampliação de sua produção. Com base nisso, reflita sobre:
    ●   Que pesquisas você precisaria fazer antes do seu encontro inicial sobre a empresa e seu setor?
    ●   Que problemas em geral a empresa está vivenciando? Que princípios de projetos de redes foram
        ignorados quando a Proinfo projetou a rede atual?
    ●   Liste 4 maiores interessados para o novo projeto de redes dentro da MotoTotal. Para eles, determine
        alguns objetivos, restrições e contextos;
    ●   Liste 5 questões que você colocaria para a equipe de gestão. Por quê você colocaria essas questões?



                                                                                                              15
Exercício – parte II
●   A MotoTotal, em sua rede campus, vai suportar aproximadamente 200 funcionários e
    um novo data center. Um outro recurso da rede é um sistema em estado da arte de
    produção com equipamentos que irão se comunicar em rede com os servidores no
    data center, dando suporte a controle e gerenciamento da produção em tempo real.
    Engenheiros irão acessar os servidores de seus Pcs na camada de acesso da rede.
●   A empresa irã vender sua nova moto online e em parceria com especialistas de
    vendas. Para as vendas online, a empresa planeja uma DMZ que conecta um servidor
    público na Web, um servidor de DNS e um servidor de e-mail. O servidor web precisa
    se comunicar com os servidores de back-end que rodam o sistema de faturamento no
    data center. A MotoTotal também planeja abrir escritórios de suporte a venda
    espalhados pela cidade para os especialistas de vendas. Os escritórios devem ficar a
    500 kilômetros da matriz.
●   Desenhe a topologia lógica dessa rede. Com base na sua topologia, responda:
    ●   Explique por quê sua solução atende aos requisitos da MotoTotal;
    ●   Liste as principais comunidades de usuários de seu projeto;
    ●   Liste os maiores estoques de dados e as comunidades de usuários de cada estoque;
    ●   Identifique os maiores fluxos de dados no desenho de sua topologia;
    ●   Como seu projeto irá tratar questões de segurança?
    ●   Que questões você fará para a empresa enquanto desenvolve seu projeto?             16

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Aula 07 - Projeto de Topologia e Exercícios - Parte II

  • 1. Projeto de Redes de Computadores Fatec São Paulo Análise e Desenvolvimento de Sistemas Aula 07 – Projetando a topologia de Rede – parte II Dalton Martins dmartins@gmail.com São Paulo, setembro, 2011
  • 2. Projeto de redundância ● A redundância permite atingir melhores requisitos de disponibilidade através da duplicação de elementos na rede; ● Podemos implementar redundância dentro de uma rede como um todo e entre camadas do modelo hierárquico; ● 2 possibilidades: ● Conexões redundantes (backup): considerar capacidade e tempo de uso; ● Balanceamento de carga: melhoria de desempenho e disponibilidade. Algumas tecnologias suportam balanceamento em até 6 caminhos paralelos.
  • 3. Projeto de Topologias redundantes Dois recursos importantes no projeto de redundância da topologia de uma rede: - Caminhos redundantes: cria alternativas para a continuidade das atividades da rede. - Balanceamento de carga: além de proporcionar melhoria na disponibilidade, a redundância pode auxiliar no desempenho da rede. 3
  • 4. Projeto de uma rede Campus ● Uma rede campus é o nome dado a redes que atendem a um local específico, seja um prédio de uma organização, a planta de uma fábrica, todas as salas de um escritório, etc; ● Em geral, projetamos esse tipo de rede considerando: ● Pequenos domínios de largura de banda; ● Pequenos domínios de broadcast; ● Redundância em algum nível; ● Espelhamento de servidores; ● Diferentes formas de uma estação atingir o roteador para comunicações para fora da rede.
  • 5. Projeto de uma rede Campus ● A rede é projetada seguindo o modelo hierárquico em 3 camadas: ● Camada de acesso: contém as estações de acesso dos usuários, telefones IP, switches de conexão e pontos de acesso wireless. Os melhores switches serão utilizados para conectar na camada de distribuição. Os serviços dessa camada serão: acesso a rede, controle de broadcast, filtragem de protocolos e marcação de QoS nos pacotes; ● Camada de distribuição: agrega áreas inteiras de conexão dentro de um prédio e provê conectividade ao núcleo via roteadores. Os serviços dessa camada são: roteamento, QoS, controle de acesso e requisitos de desempenho. Redundância e balanceamento são sugeridos. ● Camada de núcleo: interconecta as camadas de acesso e distribuição com o data center, gerenciamento de rede e módulos de borda. Utiliza os melhores roteadores e provê QoS, além de funcionalidades se segurança.
  • 6. Projeto de Topologias rede campus Uma rede campus envolve a junção de várias redes locais conectando, por exemplo, várias instalações de uma planta de produção de 2 recursos são fundamentais no projeto desse uma empresa. tipo de topologia: Tem um raio de ação limitado, - Spanning Tree em geral variando até alguns Protocol (STP) poucos quilômetros. - Virtual LAN (VLAN) É um projeto característico do domínio de uma única instalação de uma empresa. 6
  • 7. Projeto de Topologias rede campus: Spanning Tree Protocol Equipamento de comutação Spanning Tree Protocol é Segmentos de rede um protocolo para equipamentos de rede que permite resolver problemas de loops em redes comutadas cuja topologia introduza anéis Anel nas ligações. 7
  • 8. Projeto de Topologias rede campus: Spanning Tree Protocol O algoritmo spanning tree coloca cada porta de bridge/switch no estado forwarding ou no estado blocking. Considera-se que todas as portas no estado forwarding em um dado momento estão na spannig tree ativa. O conjunto de portas no estado forwarding cria um único caminho pelo qual os quadros são enviados entre os 8 segmentos ethernet.
  • 9. Spanning Tree ● Cada LAN, nessa configuração, terá uma e apenas uma porta designada e toda a bridge, com exceção da root, terá uma simples porta raiz conectada a LAN. O resultado é que a rede terá a forma de uma árvore. ● Escolher qual será a root bridge é um passo fundamental. Um switch que seja rápido e que fique no centro da topologia será favorável. ● Geralmente, será um switch da camada de distribuição. 9
  • 10. Projeto de Topologias rede campus: Virtual LAN Uma rede local virtual (VLAN) é uma rede logicamente independente. Várias VLAN's podem co-existir em um mesmo switch, de forma a dividir uma rede local em mais de uma rede, criando domínios de broadcast separados. Uma VLAN também torna possível colocar em um mesmo domínio de broadcast, hosts com localizações físicas distintas e ligados a switches diferentes. 10
  • 11. Projeto de Topologias: rede WAN A Wide Area Network (WAN), Rede de área alargada ou Rede de longa distância, também conhecida como Rede geograficamente 2 recursos são distribuída, é uma rede de fundamentais no projeto desse tipo de topologia: computadores que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou - Segmentos continente. redundantes Normalmente, utilizada para - Privacidadee conectar grandes empresas e suas diversas instalações, segurança (Virtual operadores de Private Network - VPN) telecomunicação, provedores de Internet, ambientes 11 governamentais, etc.
  • 12. Projeto de Topologias rede WAN: Segmentos redundantes 12
  • 13. Projeto de Topologias rede WAN: Virtual Private Network Uma Rede Particular Virtual (Virtual Private Network - VPN) é uma rede de comunicações privada, construída em cima de uma rede de comunicações pública (a Internet). O tráfego de dados é levado pela rede pública utilizando protocolos de comunicação seguros. 13
  • 14. Projeto de Topologias Rede Segura 14
  • 15. Exercício – parte I ● Você é um consultor de projetos de redes que acabou de ser convidado para uma reunião com um executivo da empresa MotoTotal SA. A empresa fabrica motocicletas. Seu novo produto, uma moto elétrica, está despontando no mercado. A empresa está contratando novos empregados e está ampliando sua capacidade de produção. ● Os atuais funcionários da empresa começaram a reclamar que “a internet está lenta.” Eles também estão experimentando problemas ao enviar e-mail, acessar aplicações web e impressão. No passado, a empresa era pequena e não havia esse tipo de problema. O gerente de operações terceiriza os serviços de informática para uma empresa local, chamada Proinfo. A empresa instala novas estações de trabalho, servidores, fornece suporte técnico e gerencia os switches, roteadores e firewall. A MotoTotal está considerando internalizar os serviços de informática e deseja saber como sua rede pode se desenvolver para melhorar na ampliação de sua produção. Com base nisso, reflita sobre: ● Que pesquisas você precisaria fazer antes do seu encontro inicial sobre a empresa e seu setor? ● Que problemas em geral a empresa está vivenciando? Que princípios de projetos de redes foram ignorados quando a Proinfo projetou a rede atual? ● Liste 4 maiores interessados para o novo projeto de redes dentro da MotoTotal. Para eles, determine alguns objetivos, restrições e contextos; ● Liste 5 questões que você colocaria para a equipe de gestão. Por quê você colocaria essas questões? 15
  • 16. Exercício – parte II ● A MotoTotal, em sua rede campus, vai suportar aproximadamente 200 funcionários e um novo data center. Um outro recurso da rede é um sistema em estado da arte de produção com equipamentos que irão se comunicar em rede com os servidores no data center, dando suporte a controle e gerenciamento da produção em tempo real. Engenheiros irão acessar os servidores de seus Pcs na camada de acesso da rede. ● A empresa irã vender sua nova moto online e em parceria com especialistas de vendas. Para as vendas online, a empresa planeja uma DMZ que conecta um servidor público na Web, um servidor de DNS e um servidor de e-mail. O servidor web precisa se comunicar com os servidores de back-end que rodam o sistema de faturamento no data center. A MotoTotal também planeja abrir escritórios de suporte a venda espalhados pela cidade para os especialistas de vendas. Os escritórios devem ficar a 500 kilômetros da matriz. ● Desenhe a topologia lógica dessa rede. Com base na sua topologia, responda: ● Explique por quê sua solução atende aos requisitos da MotoTotal; ● Liste as principais comunidades de usuários de seu projeto; ● Liste os maiores estoques de dados e as comunidades de usuários de cada estoque; ● Identifique os maiores fluxos de dados no desenho de sua topologia; ● Como seu projeto irá tratar questões de segurança? ● Que questões você fará para a empresa enquanto desenvolve seu projeto? 16