Reti Scalabili

Design per la scalabilità

Capisci che la tua rete cambierà. Il suo numero di utenti probabilmente aumenterà, possono essere trovati ovunque e utilizzeranno un’ampia varietà di dispositivi. La tua rete deve essere in grado di cambiare insieme ai suoi utenti. Scalabilità è il termine per una rete che può crescere senza perdere disponibilità e affidabilità.

Per supportare una rete grande, media o piccola, il progettista della rete deve sviluppare una strategia che consenta alla rete di essere disponibile e di scalare in modo efficace e semplice. Inclusi in una strategia di progettazione di rete di base sono le seguenti raccomandazioni:

• Utilizzare apparecchiature modulari espandibili o dispositivi in cluster che possono essere facilmente aggiornati per aumentare le capacità. I moduli dei dispositivi possono essere aggiunti alle apparecchiature esistenti per supportare nuove funzionalità e dispositivi senza richiedere aggiornamenti importanti. Alcuni dispositivi possono essere integrati in un cluster per agire come un unico dispositivo per semplificare la gestione e la configurazione.
• Progettare una rete gerarchica per includere moduli che possono essere aggiunti, aggiornati e modificati, se necessario, senza influire sulla progettazione delle altre aree funzionali della rete. Ad esempio, la creazione di un livello di accesso separato che può essere espanso senza influenzare i livelli di distribuzione e di base della rete del campus.
• Creare una strategia di indirizzo IPv4 e IPv6 gerarchica. Un’attenta pianificazione degli indirizzi elimina la necessità di ri-indirizzare la rete per supportare utenti e servizi aggiuntivi.
• Scegliere router o switch multistrato per limitare le trasmissioni e filtrare altro traffico indesiderato dalla rete. Utilizzare i dispositivi Layer 3 per filtrare e ridurre il traffico verso il core della rete.

Piano di ridondanza

Per molte organizzazioni, la disponibilità della rete è essenziale per supportare le esigenze aziendali. La ridondanza è una parte importante della progettazione della rete. Può impedire l’interruzione dei servizi di rete riducendo al minimo la possibilità di un singolo punto di errore. Un metodo per implementare la ridondanza consiste nell’installare apparecchiature duplicate e fornire servizi di failover per i dispositivi critici.

Un altro metodo di implementazione della ridondanza sono i percorsi ridondanti, come mostrato nella figura sopra. I percorsi ridondanti offrono percorsi fisici alternativi per i dati che attraversano la rete. I percorsi ridondanti in una rete commutata supportano l’alta disponibilità. Tuttavia, a causa del funzionamento degli switch, i percorsi ridondanti in una rete Ethernet commutata possono causare loop logici di livello 2. Per questo motivo, è richiesto Spanning Tree Protocol (STP).

STP elimina i loop di livello 2 quando vengono utilizzati collegamenti ridondanti tra switch. Lo fa fornendo un meccanismo per disabilitare i percorsi ridondanti in una rete commutata fino a quando il percorso è necessario, ad esempio quando si verifica un errore. STP è un protocollo standard aperto, utilizzato in un ambiente commutato per creare una topologia logica senza loop.

L’utilizzo del livello 3 nel backbone è un altro modo per implementare la ridondanza senza la necessità di STP al livello 2. Il livello 3 fornisce anche la migliore selezione del percorso e una convergenza più rapida durante il failover.

Riduci la dimensione del dominio di errore

Una rete ben progettata non solo controlla il traffico, ma limita anche la dimensione dei domini di errore. Un dominio di errore è l’area di una rete che viene interessata quando un dispositivo critico o un servizio di rete riscontrano problemi.

La funzione del dispositivo che inizialmente non riesce determina l’impatto di un dominio di errore. Ad esempio, un interruttore malfunzionante su un segmento di rete normalmente interessa solo gli host su quel segmento. Tuttavia, se il router che collega questo segmento ad altri fallisce, l’impatto è molto maggiore.

L’uso di collegamenti ridondanti e di apparecchiature affidabili di classe enterprise riduce al minimo la possibilità di interruzioni in una rete. Domini di errore più piccoli riducono l’impatto di un errore sulla produttività aziendale. Semplificano anche il processo di risoluzione dei problemi, riducendo così i tempi di inattività per tutti gli utenti.

Limitare la Dimensione dei Domini di Errore

a Causa di un guasto all’strato di base di una rete può avere potenzialmente un grande impatto, il progettista di rete spesso si concentra sugli sforzi per prevenire i guasti. Questi sforzi possono aumentare notevolmente i costi di implementazione della rete. Nel modello di progettazione gerarchica, è più semplice e di solito meno costoso controllare la dimensione di un dominio di errore nel livello di distribuzione. Nel livello di distribuzione, gli errori di rete possono essere contenuti in un’area più piccola; quindi, influenzando un minor numero di utenti. Quando si utilizzano dispositivi di livello 3 a livello di distribuzione, ogni router funziona come gateway per un numero limitato di utenti di livello di accesso.

Distribuzione del blocco switch

I router, o switch multistrato, vengono solitamente distribuiti in coppie, con switch di livello di accesso equamente divisi tra loro. Questa configurazione è indicata come un edificio, o dipartimentale, blocco switch. Ogni blocco interruttore agisce indipendentemente dagli altri. Di conseguenza, l’errore di un singolo dispositivo non causa il blocco della rete. Anche il guasto di un intero blocco switch non influisce su un numero significativo di utenti finali.

Aumentare la larghezza di banda

Nella progettazione gerarchica della rete, alcuni collegamenti tra switch di accesso e distribuzione potrebbero dover elaborare una maggiore quantità di traffico rispetto ad altri collegamenti. Poiché il traffico da più collegamenti converge su un singolo collegamento in uscita, è possibile che tale collegamento diventi un collo di bottiglia. L’aggregazione di link, come EtherChannel, consente a un amministratore di aumentare la quantità di larghezza di banda tra i dispositivi creando un collegamento logico composto da più collegamenti fisici.

EtherChannel utilizza le porte switch esistenti. Pertanto, non sono necessari costi aggiuntivi per aggiornare il collegamento a una connessione più veloce e costosa. L’EtherChannel è visto come un collegamento logico utilizzando un’interfaccia EtherChannel. La maggior parte delle attività di configurazione viene eseguita sull’interfaccia EtherChannel, anziché su ogni singola porta, garantendo la coerenza della configurazione in tutti i collegamenti. Infine, la configurazione EtherChannel sfrutta il bilanciamento del carico tra i collegamenti che fanno parte dello stesso EtherChannel e, a seconda della piattaforma hardware, è possibile implementare uno o più metodi di bilanciamento del carico.

Espandere il livello di accesso

La rete deve essere progettata per poter espandere l’accesso alla rete a individui e dispositivi, secondo necessità. Un’opzione sempre più importante per estendere la connettività del livello di accesso è tramite wireless. Fornire connettività wireless offre molti vantaggi, come una maggiore flessibilità, costi ridotti e la capacità di crescere e adattarsi alle mutevoli esigenze di rete e di business.

Per comunicare in modalità wireless, i dispositivi finali richiedono una scheda di rete wireless che incorpora un trasmettitore/ricevitore radio e il driver software richiesto per renderlo operativo. Inoltre, è necessario un router wireless o un punto di accesso wireless (AP) per la connessione degli utenti, come mostrato in figura.

Quando si implementa una rete wireless sono presenti molte considerazioni, come i tipi di dispositivi wireless da utilizzare, i requisiti di copertura wireless, le considerazioni sulle interferenze e le considerazioni sulla sicurezza.

Tune Routing Protocols

I protocolli di routing avanzati, come Open Shortest Path First (OSPF), vengono utilizzati in reti di grandi dimensioni.

OSPF è un protocollo di routing dello stato del collegamento. Come mostrato nella figura, OSPF funziona bene per reti gerarchiche più grandi in cui la convergenza veloce è importante. I router OSPF stabiliscono e mantengono le adiacenze vicine con altri router OSPF collegati. I router OSPF sincronizzano il loro database di stato del collegamento. Quando si verifica una modifica della rete, vengono inviati aggiornamenti dello stato del collegamento, informando altri router OSPF della modifica e stabilendo un nuovo percorso migliore, se disponibile.

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