Switches Ethernet: 5 métodos de rede

Vamos dar uma olhada nos cinco métodos de rede parainterruptores.

 

Redes com cerca de 100 usuários são consideradas redes de negócios pequenas e médias. Surge uma pergunta comum: uma rede com 100 conexões requer um interruptor principal?

Geralmente, redes com menos de 50 conexões não precisam de um interruptor principal; Um interruptor de 2 camadas combinado com um roteador deve ser suficiente. No entanto, uma rede com 100 conexões, típica para uma rede pequena e média, experimenta carga moderada-há sempre uma possibilidade de ocorrência de latência de dados.

Os comutadores principais geralmente são interruptores da camada 3, fornecendo roteamento eficiente, segmentação da VLAN e outros recursos de gerenciamento de rede. Os interruptores principais da camada 3 realizam o roteamento de IP via hardware, e seu software de roteamento otimizado melhora a eficiência do roteamento, resolvendo os problemas de velocidade do roteamento tradicional baseado em software. Outra função importante de3- switches de camadaé conectar sub -redes com eficiência sem comprometer a velocidade.

Eles também oferecem boa expandibilidade, pois várias interfaces do módulo de expansão são reservadas. Se os dispositivos precisarem ser adicionados posteriormente, o layout da rede e os dispositivos existentes não precisam ser alterados; Você pode simplesmente expandir sua configuração, protegendo seus investimentos iniciais.

Portanto, para redes tão pequenas e médias, nossa solução de rede é:

Neste plano, cada escritório é atribuído a uma VLAN independente com uma sub -rede separada, utilizando comutadores da camada 2 para a camada de acesso. Uma chave de tamanho médio da camada 3 serve como o comutador principal para os dados encaminhados entre as sub-redes, com o firewall operando para se conectar à Internet após a tradução do endereço.

Cada interruptor da camada 2 acomoda cerca de 12 usuários, e todas as portas na chave de tamanho médio são atribuídas a diferentes VLANs. Isso garante a separação de dados entre os escritórios, aumentando efetivamente a velocidade da Internet para cada escritório. As transferências de dados entre os escritórios são tratadas pelo comutador da camada 3, impedindo a perda de pacotes graças ao desempenho de encaminhamento da taxa de linha do Switch.

É recomendável que os comutadores da camada 2 usados ​​aqui tenham pelo menos 16 100 m portas Ethernet-mais, se possível. No entanto, se as câmeras de monitoramento tiverem taxas de bits altas, os interruptores de 100 milhões podem ser insuficientes.

Esse plano de rede não inclui dispositivos de camada de agregação devido à pequena escala da rede, o que elimina a necessidade deles.

 

Classificamos redes com usuários 300-800 como redes corporativas de tamanho médio. Torna-se desafiador gerenciar redes quando elas crescem em tamanho-não é mais prático usar a pequena configuração de rede. Para essas redes, podemos usar a seguinte configuração:

À medida que o número de usuários aumenta, continuamos a usar os comutadores da camada 2 puramente para acesso. Introduzimos um novo dispositivo (comutador de agregação da camada 2) para agregação.

Vamos elaborar o papel da camada de agregação:
A camada de agregação serve como um ponto focal para interruptores de camada de acesso múltiplo, gerenciando todo o tráfego desses dispositivos e fornecendo uplinks para a camada principal. Assim, comparado aos interruptores da camada de acesso, os interruptores da camada de agregação requerem maior desempenho, menos interfaces, mas maiores taxas de comutação.

As principais funções da camada de agregação incluem:

 

Agregar o tráfego do usuário da camada de acesso e manusear a transmissão, encaminhamento e comutação de pacotes de dados;

Com base no tráfego do usuário da camada de acesso, realizando roteamento local, filtragem, balanceamento de carga, gerenciamento de prioridade de QoS, mecanismos de segurança, tradução de endereço IP, modelagem de tráfego, gerenciamento multicast e muito mais;

Direcionar o tráfego do usuário para a camada de troca principal ou roteamento localmente com base nos resultados do processamento;

O manuseio de várias conversões de protocolo (como resumo de roteamento e redistribuição), garantindo que as conexões da camada central possam executar regiões com diferentes protocolos.

As conexões entre os interruptores de agregação da camada 2 e os interruptores da camada 3 devem utilizar linhas de gigabit para minimizar a latência que pode surgir de um número aumentado de dispositivos envolvidos na transferência de dados da rede.

Os interruptores de agregação da camada 2 devem ter inúmeras portas Ethernet de 100m (para agregar múltiplas interruptores da camada 2) e várias portas Ethernet Gigabit (para recursos de uplink de alta velocidade). Esses comutadores devem suportar o encaminhamento de velocidade completa e os recursos como IEEE802.1Q, agregação portuária (tronco), controle da taxa de porta, gerenciamento de filas prioritários etc., para atender aos requisitos especializados em várias situações de acesso.

 

Para redes corporativas com uma contagem de usuários excedendo 1, 000, mas menor que 3, 000, nossa solução de rede é a seguinte:

À primeira vista, a topologia da rede pode parecer complexa, mas, após um exame mais detalhado, o princípio é o mesmo que a rede de tamanho médio que discutimos anteriormente. À medida que a escala da rede se expande ainda mais, confiar em uma única comutador da camada 3, pois o núcleo da rede pode reduzir o desempenho de processamento da rede. Pode haver uma tensão com potencial para recursos insuficientes.

Todo o tráfego gerado pelo usuário atinge esse dispositivo, o que significa que ele deve processar um grande número de unidades de dados do protocolo. Portanto, se uma rede tão grande em larga escala ainda usar apenas um dispositivo principal, sua CPU estará incrivelmente ocupada. Isso resulta em maior latência na resposta aos dados do usuário, dando aos usuários a impressão de que a rede diminuiu a velocidade. Portanto, adicionar outro comutador da camada 3 para compartilhar a carga é necessária, o que explica a presença de comutadores de múltiplas camadas 3 na rede.

Para conexões entre os comutadores da camada 3, podemos agregar vários links de gigabit para formar uma conexão de maior velocidade. Isso garante que os dados não sejam bloqueados entre os comutadores da camada 3, mantendo as características de troca de alta velocidade da rede.

 

Quando o número de usuários excede 5, 000, classificamos -o como uma grande rede corporativa. Nossa configuração para essa rede é a seguinte:

Ao analisar essa topologia, observamos a introdução de mais comutadores. Para uma rede tão em larga escala, o uso de múltiplas (como mais de quatro) comutadores da camada 3 como dispositivos principais aumentaria a latência de troca de dados. Alguns dados podem precisar atravessar todos os comutadores da camada 3, incluindo atrasos da camada 2 de acesso e interruptores de agregação, levando a um atraso excessivo de encaminhamento e, portanto, uma rede mais lenta.

Portanto, a introdução de grandes dispositivos de comutação (interruptores de núcleoou roteadores principais) é necessário para reduzir o número de dispositivos pelos quais os dados devem passar.

Os comutadores principais (ou roteadores principais) geralmente têm recursos robustos, permitindo que eles se conectem diretamente à Internet. Se a rede corporativa exigir um alto nível de segurança, o equipamento dedicado do firewall poderá ser usado entre o interruptor do núcleo e a Internet.

Quanto à camada de acesso, se deve escolher 100m ouinterruptores de gigabitpode ser determinado pela demanda de largura de banda do usuário, que foi coberta anteriormente.

 

Para grandes campi ou redes de construção, não podemos apenas usar os métodos tradicionais de rede de comutação mencionados acima, mas também empregar redes totalmente ópticas.

Rede totalmente óptica para projetos de monitoramento de rede

Uma rede totalmente óptica usa conexões com fibras com uma hierarquia de rede achatada, permitindo acesso unificado para vários serviços para escritórios.
A largura de banda de cada ONU pode ser ajustada dinamicamente entre 2m a 1 Gbps, com uma largura de banda de uplink média de cerca de 30m por onu, o que significa que uma porta OLT pode transportar cerca de 240 canais de fluxo de vídeo (através da fibra principal).

 

Salvar: os divisores ópticos substituem os interruptores de agregação, oferecendo um sistema passivo sem manutenção e economiza espaço.
Alcance: A fibra GPON cobre longas distâncias de até 20 km sem relés.
Velocidade: o design de rede plana oferece comunicação direta, de um hop e de baixa latência.
Facilidade: Configuração e gerenciamento centralizados do dispositivo, com recursos automáticos de provisionamento de serviços e plug-and-play.