Tipos e topologias de rede a serem usados ao criar uma rede
Todas as redes são criadas com base nos mesmos princípios. Você pode aplicar esses princípios quando você projetar e criar as redes locais ou baseadas em nuvem da sua organização. Ao criar uma rede, você precisa conhecer os diferentes tipos de redes, suas topologias e seus usos.
Nesta unidade, você explora alguns dos tipos comuns de topologias de rede que são usados para criar redes baseadas na Internet.
O que é uma rede?
Uma rede é uma coleção de dispositivos habilitados para rede, normalmente composta por computadores, comutadores, roteadores, impressoras e servidores. As redes são uma parte fundamental da vida cotidiana e estão presentes em residências, locais de trabalho e áreas públicas. As redes permitem que todos os tipos de dispositivos habilitados para rede se comuniquem.
Tipos de rede
As redes variam em termos de tamanho, forma e uso. Para facilitar a identificação dos diferentes tipos de rede, elas entram nas seguintes categorias:
- Redes pessoais
- Redes locais
- Redes metropolitanas
- Redes de longa distância
O que é uma rede pessoal?
Uma PAN (rede pessoal) atende às necessidades de rede de um indivíduo. Um exemplo de PAN é quando um smartphone, smartwatch, tablet e laptop conectam-se uns aos outros e compartilham dados sem que seja necessária uma conexão com um ponto de acesso ou com outros serviços de rede que não é da Microsoft. Em geral, as redes PAN usam o Bluetooth® para se comunicar, pois essa opção proporciona uma funcionalidade de compartilhamento de dados de curto alcance e baixo consumo de energia. Os padrões de rede associados a uma PAN são Bluetooth e IEEE 802.15.
O que é uma rede local?
Uma LAN (rede local) fornece as necessidades de rede em relação a um só local, como um escritório, uma escola, uma universidade, um hospital ou um aeroporto. Normalmente, uma LAN é de propriedade privada e exige autenticação e autorização para ser acessada. Dentre as diferentes classificações de rede, a LAN é, de longe, a mais usada.
O que é uma rede metropolitana?
Uma MAN fornece funcionalidades de rede entre diferentes locais dentro de uma cidade ou área metropolitana para fornecer uma rede extensiva. Normalmente, uma MAN requer uma conexão segura e dedicada entre cada LAN ingressada nela.
O que é uma rede de longa distância?
Uma WAN (rede de longa distância) fornece funcionalidades de rede entre localizações geográficas diferentes, localmente ou em todo o mundo. Por exemplo, uma WAN é usada para conectar a matriz de uma organização com filiais em toda a região. Uma WAN vincula várias LANs de maneira a criar uma super-rede. Em uma WAN, você usa uma VPN (rede virtual privada) para gerenciar a conexão entre diferentes LANs.
Diferenças entre redes LAN e WAN
Várias coisas diferenciam uma LAN de uma WAN. Conhecer essas diferenças facilitará o planejamento dos serviços a serem implantados nessas redes.
| LAN | WAN |
|---|---|
| Uma LAN é uma rede operada de forma privada, normalmente contida em um único prédio. | Uma WAN é usada para conectar escritórios separados geograficamente. Várias organizações podem operar WANs. |
| Uma LAN opera a velocidades de 10 Gbps ou mais. | Uma WAN geralmente opera a velocidades de menos de 1 Gbps. |
| Uma LAN é menos congestionada em comparação a outros tipos de rede. | Uma WAN é mais congestionada em comparação a outros tipos de rede. |
| Uma LAN pode ser gerenciada e administrada internamente. | Normalmente, uma WAN requer o uso de terceiros para instalação e configuração, o que aumenta os custos. |
Topologias de rede
Uma topologia de rede descreve a composição física de uma rede. Vejamos quatro das topologias que você pode escolher ao projetar uma LAN. Elas são:
- Barramento
- Anel
- Malha
- Estrela
Topologia de barramento
Em uma topologia de barramento, cada dispositivo de rede é conectado a um único cabo de rede. Embora seja o tipo mais simples de rede a ser implementado, ele tem limitações. A primeira limitação é o comprimento do cabo ou do barramento principal. Quanto mais longo for, maior será a chance de queda de sinal. Essa limitação restringe o layout físico da rede. Todos os dispositivos precisam estar fisicamente próximos entre si, por exemplo, na mesma sala. Por fim, se houver uma ruptura no cabo do barramento, toda a rede falhará.
Topologia de anel
Em uma topologia de anel, cada dispositivo de rede é conectado ao seu vizinho para formar um anel. Essa forma de rede é mais resiliente do que a topologia de barramento. Uma ruptura no anel do cabo ainda afeta o desempenho da rede.
Topologia de malha
A topologia de malha é descrita como uma malha física ou uma malha lógica.
Em uma malha física, cada dispositivo de rede se conecta a todos os outros dispositivos de rede que integram a rede. Isso aumenta drasticamente a resiliência de uma rede, mas gera a sobrecarga física de conectar todos os dispositivos. Atualmente, poucas redes são criadas como uma malha completa. A maioria das redes usa uma malha parcial, em que alguns computadores estão interconectados, mas outros se conectam por meio de um dispositivo.
Há uma diferença sutil entre uma rede de malha física e uma de malha lógica. A percepção é de que a maioria das redes modernas é baseada em malha, uma vez que cada dispositivo pode ver e se comunicar com qualquer outro dispositivo na rede. No entanto, essa topologia descreve uma rede de malha lógica e é possível principalmente usando protocolos de rede.
Topologia em estrela
A topologia em estrela é a topologia de rede mais comumente usada. Cada dispositivo de rede conecta-se a um hub ou comutador centralizado. Comutadores e hubs podem ser vinculados em conjunto para estender e criar redes mais amplas. Esse tipo de topologia é, de longe, o mais robusto e escalonável.
Ethernet
A Ethernet é um padrão de rede que é sinônimo das redes LAN com fio, sendo usado também em redes MAN e WAN. A Ethernet substitui outras tecnologias LAN com fio, como ARCNET e Token Ring, sendo o padrão do setor.
Embora a Ethernet esteja associada a redes com fio, lembre-se de que ela não se limita a fios, pois também é usada em vínculos com fibra óptica.
O padrão Ethernet define uma estrutura para transmissão de dados, tratamento de erro e limites de desempenho. Ele descreve as regras para configurar uma rede Ethernet e como cada elemento na rede interage com os demais.
O Ethernet é usado no modelo OSI nas camadas física e de vínculo de dados. Ele estabeleceu a base para o Padrão IEEE 802.3. Esse padrão ajudou a unificar o desenvolvimento de rede e de hardware.
A Ethernet é um padrão em constante evolução e a versão original dava suporte a uma taxa de transmissão de dados de apenas 2,94 Mbps. Nos últimos anos, várias iterações foram lançadas para acompanhar as demandas de maior velocidade. Atualmente, as taxas chegam a 400 Gbps.
Fast Ethernet
A Fast Ethernet (IEEE 802.3 u) foi desenvolvida para dar suporte a velocidades de transmissão de dados de até 100 Mbps. A Faster Ethernet também é conhecida como padrão 100BASE-TX.
Gigabit Ethernet
A Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) foi desenvolvida para dar suporte a redes de comunicação mais rápidas que, por sua vez, podem dar suporte a serviços como streaming multimídia e VoIP (voz sobre IP). O padrão 1000BASE-T é executado 10 vezes mais rápido do que o padrão 100BASE-TX. A Gigabit Ethernet agora está incluída nos padrões 802.3 e é recomendada para redes empresariais. O novo padrão é compatível com versões anteriores do 100BASE-T e os padrões 10BASE-T mais antigos.
10 Gigabit Ethernet
O padrão 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) tem uma velocidade de transferência de dados nominal de 10 Gbps, que é 10 vezes mais rápido do que seu predecessor. Esse aprimoramento de velocidade só é possível com o uso de fibra ótica. Agora, o padrão requer que as redes 10 Gigabit Ethernet usem o roteamento baseado em área, em vez de transmitir dados para todos os nós. Isso reduz o tráfego e o ruído da rede.
Terabit Ethernet
A Terabit Ethernet oferece 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 oferece várias 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. Você pode provisionar e gerenciar suas redes virtuais baseadas em nuvem. Você pode, ainda, criar redes virtuais híbridas que se integram às redes locais quando você usa a Rede Virtual do Azure.
Serviços de conectividade
Quando precisa ter uma conexão de alta largura de banda e baixa latência entre a 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 conexão dedicada por meio do Azure ExpressRoute
O ExpressRoute é um serviço ponto a ponto seguro. Para usar esse serviço, um parceiro de conectividade que não seja da Microsoft pode fornecer e hospedar os circuitos do ExpressRoute em seu nome.