Tipos e topologias de rede a utilizar quando conceber uma rede
Todas as redes são criadas com base nos mesmos princípios. Você pode aplicar esses princípios ao projetar e construir as redes locais ou baseadas em nuvem da sua organização. Ao criar uma rede, tem de conhecer os diferentes tipos de redes, bem como as suas topologias e utilizações.
Nesta unidade, você explora alguns dos tipos comuns de topologias de rede que são usadas para criar redes baseadas na Internet.
O que é uma rede?
Uma rede é uma coleção de dispositivos ligados à rede, normalmente composta por computadores, comutadores, routers, impressoras e servidores. As redes são uma parte fundamental do dia-a-dia e existem em casas, locais de trabalho e áreas públicas. As redes permitem a comunicação de todos os tipos de dispositivos ligados à rede.
Tipos de rede
As redes variam em termos de tamanho, forma e utilização. Para facilitar a identificação de diferentes tipos de rede, eles se enquadram em uma das seguintes categorias de rede:
- Redes de área pessoal
- Redes de área local
- Redes de área metropolitana
- Redes alargadas
O que é uma rede de área pessoal?
As redes de área pessoal (PAN) satisfazem as necessidades de rede de uma pessoa. Um exemplo de PAN é quando um smartphone, smartwatch, tablet e laptop se conectam e compartilham dados sem a necessidade de se conectar a um ponto de acesso ou outros serviços de rede que não sejam da Microsoft. As redes PAN normalmente usam Bluetooth® para se comunicar porque ele fornece um recurso de compartilhamento de dados de baixo consumo de energia e curto alcance. Os padrões de rede associados a uma PAN são Bluetooth e IEEE 802.15.
O que é uma rede de área local?
Uma rede local (LAN) fornece necessidades de rede em torno de um único local, como um escritório, uma escola, uma universidade, um hospital ou um aeroporto. Normalmente, uma LAN é de propriedade privada e requer autenticação e autorização para acessar. Das diferentes classificações de uma rede, as redes LAN são de longe as mais comuns.
O que é uma rede de área metropolitana?
Uma rede de área metropolitana (MAN) fornece recursos de rede entre diferentes locais dentro de uma cidade ou área metropolitana para fornecer uma única rede extensa. Normalmente, uma MAN necessita de uma ligação segura e dedicada entre cada uma das LANs que aderiram à MAN.
O que é uma rede alargada?
Uma rede de longa distância (WAN) fornece recursos de rede entre diferentes localizações geográficas locais ou mundiais. Por exemplo, uma WAN é usada para conectar a sede de uma organização com filiais em toda a região. Uma WAN junta diversas LANs para criar uma super-rede. Com uma WAN, você usa uma rede virtual privada (VPN) para gerenciar a conexão entre diferentes LANs.
Diferenças entre redes LAN e WAN
Várias coisas diferenciam uma LAN de uma WAN. Conhecer essas diferenças facilita o planejamento dos serviços a serem implantados nessas redes.
| LAN | WAN |
|---|---|
| Uma LAN é uma rede operada de forma privada, normalmente contida num só edifício. | Uma WAN é usada para conectar escritórios geograficamente separados entre si. Múltiplas organizações poderão operar WANs. |
| Uma LAN opera a velocidades de 10 Gbps ou mais rápidas. | Uma WAN funciona geralmente em velocidades inferiores a 1 Gbps. |
| Uma LAN é menos congestionada face a outros tipos de rede. | Uma WAN é mais congestionada face a outros tipos de rede. |
| Uma LAN pode ser gerida e administrada internamente. | Normalmente, as redes WAN necessitam que se recorra a terceiros para proceder à configuração, o que aumenta os custos. |
Topologias de rede
Uma topologia de rede descreve a composição física de uma rede. Vamos examinar quatro topologias das quais você pode escolher ao projetar uma LAN. Eles são:
- Barramento
- Anel
- Malha
- Star
Topologia em barramento
Numa topologia em barramento, cada dispositivo de rede é ligado a um único cabo de rede. Apesar de ser o tipo de rede mais simples de implementar, tem limitações. A primeira limitação é o comprimento do cabo ou barramento principal. Quanto mais longo for, maiores são as probabilidades de perda de sinal. Esta limitação restringe a disposição física da rede. Todos os dispositivos devem estar fisicamente localizados perto uns dos outros, por exemplo, na mesma sala. Por fim, se o cabo do barramento estiver quebrado, toda a rede falha.
Topologia em anel
Numa topologia em anel, cada dispositivo de rede é ligado ao respetivo vizinho, formando um anel. Essa forma de rede é mais resiliente do que a topologia de barramento. A existência de uma quebra no anel do cabo também afeta o desempenho da rede.
Topologia em malha
A topologia em malha é descrita como sendo uma malha física ou uma malha lógica.
Numa malha física, cada dispositivo de rede liga-se a todos os outros dispositivos na rede. Ele aumenta drasticamente a resiliência de uma rede, mas tem a sobrecarga física de conectar todos os dispositivos. Poucas das atuais redes são criadas como uma malha completa. A maioria das redes recorre a uma malha parcial, na qual alguns computadores estão interligados, mas outros ligam-se através de um dispositivo.
Há uma diferença subtil entre uma rede de malha física e uma de malha lógica. Existe a perceção de que a maioria das redes modernas são baseadas em malha, pois cada dispositivo pode ver e comunicar com qualquer outro dispositivo na rede. No entanto, essa topologia descreve uma rede de malha lógica e é possibilitada principalmente pelo uso de protocolos de rede.
Topologia em estrela
A topologia em estrela é a topologia de rede mais comum. Cada dispositivo de rede liga-se a um hub ou comutador centralizado. Os comutadores e hubs podem ser ligados para expandir e criar redes mais extensas. Este tipo de topologia é, de longe, o mais robusto e dimensionável.
Ethernet
Ethernet é um padrão de rede que é sinônimo de redes LAN com fio, e também é usado em redes MAN e WAN. Ethernet substitui outras tecnologias de LAN com fio, como ARCNET e Token Ring, e é um padrão da indústria.
Embora a Ethernet esteja associada a redes com fio, tenha em mente que ela não se limita ao fio, porque também é usada em links de fibra ótica.
O padrão de Ethernet define uma estrutura para transmissão de dados, processamento de erros e limiares de desempenho. Descreve as regras para configurar uma rede Ethernet e como os elementos na rede interagem entre si.
A Ethernet é utilizada no modelo OSI na ligação de dados e nas camadas físicas e constitui a base do Padrão IEEE 802.3. Esta norma ajudou a unificar o desenvolvimento de redes e de hardware.
A Ethernet é um padrão em constante evolução. A sua versão original suportava apenas uma taxa de transmissão de dados de 2,94 Mbps. Nos últimos anos, lançaram-se várias iterações para acompanhar as exigências de aumento de velocidade. Hoje em dia, as taxas alcançam 400 Gbps.
Fast Ethernet
A Fast Ethernet (IEEE 802.3u) foi desenvolvida para suportar velocidades de transmissão de dados até 100 Mbps. A Faster Ethernet também é conhecida como a norma 100BASE-TX.
Gigabit Ethernet
A Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) foi desenvolvida para suportar redes de comunicação mais rápidas capazes de suportar serviços como transmissão em fluxo de multimédia e Voice over IP (VoIP). O padrão 1000BASE-T é dez vezes mais rápido do que o padrão 100BASE-TX. Gigabit Ethernet agora está incluído nos padrões 802.3 e é recomendado para redes corporativas. A nova norma é retrocompatível com as normas 100BASE-T e com a mais antiga 10BASE-T.
10 Gigabit Ethernet
O padrão 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) tem uma velocidade de transferência de dados nominal de 10 Gbps (velocidade dez vezes superior à do seu antecessor). Esta melhoria de velocidade só é possível através do uso de fibra ótica. Atualmente, o padrão requer que as redes 10 Gigabit Ethernet utilizem encaminhamento baseado em área em vez de transmitir dados para todos os nós, o que permite reduzir o tráfego e ruído de rede.
Terabit Ethernet
A Terabit Ethernet proporciona velocidades de transferência de dados de 200 Gbps e 400 Gbps. Esperamos que a Terabit Ethernet ofereça velocidades de 800 Gbps e 1,6 Tbps no futuro.
Redes no Azure
O Azure inclui diversas ferramentas e serviços de rede.
Rede Virtual do Azure
Usando a Rede Virtual do Azure, você pode criar redes virtuais complexas que emulam a estrutura de suas redes locais reais. Pode aprovisionar e gerir as suas redes virtuais com base na cloud. Também pode criar redes virtuais híbridas que se integram nas suas redes no local quando utiliza a Rede Virtual do Azure.
Serviços de conectividade
Quando você precisa ter uma conexão de baixa latência e alta largura de banda entre sua rede local e sua instância da Rede Virtual do Azure, você tem duas opções:
- Uma conexão VPN por meio de um gateway do Azure
- Uma ligação dedicada através do Azure ExpressRoute
O ExpressRoute é um serviço seguro de ponto a ponto. Para usar esse serviço, um parceiro de conectividade que não seja da Microsoft pode fornecer e hospedar os circuitos da Rota Expressa em seu nome.