Em redes de computadores, temos diferentes tipos de topologias, terminologias e arquiteturas, cada uma delas com funções, características e casos de uso específicos. A escolha da arquitetura certa impacta diretamente o desempenho, a escalabilidade e a eficiência da rede. Neste post, vamos conhecer e entender duas arquiteturas de redes, a arquitetura de 3 camadas e a de 2 camadas.
O que é a arquitetura de 2 camadas (Two-Tier Architecture)
A arquitetura de 2 camadas é comumente usada em redes corporativas menores, proporcionando uma forma mais simples e econômica de interconectar diferentes locais. Como diz o nome, ela é dividida em duas camadas: a camada de acesso (Access Layer) e a camada de distribuição (Distribution Layer). Vamos entender as funções e características de cada uma dessas camadas.
Camada Acesso (Access Layer)
A camada de acesso é composta por switches, geralmente de segunda camada (Layer 2), responsáveis por conectar os dispositivos finais, como impressoras, computadores e telefones VoIP. Suas principais características são:
- Switches com grande número de portas para conectar dispositivos finais.
- Medidas de segurança como, segurança de porta, DAI (Dynamic ARP Inspection), entre outras.
- Portas PoE (Power over Ethernet) para alimentar dispositivos como telefones VoIP e pontos de acesso (APs).
- Suporte ao QoS (Qualidade de Serviço) também são características dessa camada.
Camada de Distribuição (Distribution Layer)
A camada de distribuição, também chamada de core colapsado em redes de duas camadas, combina as funções de distribuição e núcleo. Suas principais características são:
- Faz a conexão com a camada de acesso.
- É a borda entre a camada de rede (camada 3) e a camada de enlace (camada 2)
- Normalmente se conecta à internet ou WAN (Wide Area Network) quando usado na arquitetura de 2 camadas.
- Também aplica políticas de segurança e controle de tráfego.
Em redes maiores e mais complexas, a camada de distribuição é separada em duas, para maior desempenho e escalabilidade, como veremos a seguir na arquitetura de 3 camadas.
O que é a arquitetura de 3 camadas (Three-Tier Architecture)
Assim como a arquitetura de 2 camadas, a arquitetura de 3 camadas interliga diferentes locais, porém, com muito mais desempenho, escalabilidade e custo. Sendo mais comumente usadas em redes corporativas maiores, com muito mais locais para interligar. Como é dito em seu nome, é composta por três camadas, a camada de acesso (Access Layer), camada de distribuição (Distribution Layer) e a camada de núcleo (Core Layer).
Camadas de Acesso e Distribuição
As camadas de acesso e distribuição desempenham as mesmas funções vistas na arquitetura de 2 camadas, mas com uma diferença importante: a camada de distribuição não acumula a função de núcleo. Ela fica responsável apenas pelo roteamento e agregação de tráfego da camada de acesso, enquanto a comunicação com a camada de núcleo torna o tráfego mais eficiente, permitindo uma escalabilidade melhor.
Camada de Núcleo (Core Layer)
A camada de núcleo é o diferencial da arquitetura de 3 camadas. Ela é a responsável por interligar as camadas de acesso da rede, fornecendo alta velocidade e escalabilidade. As suas principais características são:
- Todas as suas conexões são de terceira camada, sem necessidade do STP (Spanning Tree Protocol).
- O foco é totalmente em velocidade, sem o uso de processos pesados como de segurança ou filtragem de tráfego.
- Mantém os dispositivos operando mesmo em caso de falha devido ao uso de links redundantes.
Diferente da camada de distribuição, a camada de núcleo não é focada em segurança ou filtragem de tráfego, mas sim em velocidade e eficiência. Qualquer política de controle de acesso ou segurança é implementada nas camadas inferiores (distribuição ou acesso), deixando o núcleo livre para focar em desempenho.
Comparando as arquiteturas de 2 e 3 camadas
A maior diferença entre as arquiteturas de 2 e 3 camadas está na escalabilidade e eficiência. Na arquitetura de 2 camadas, cada camada de distribuição precisa se conectar a todas as outras, o que limita o crescimento da rede.
Imagine uma rede com cinco camadas de distribuição, mas sem uma camada de núcleo. Todas elas precisariam se conectar entre si, criando um número crescente de conexões conforme a rede cresce. Isso resulta em um design menos eficiente para redes maiores.
Na arquitetura de 3 camadas, a camada de núcleo entra para resolver esse problema. O núcleo centraliza as conexões entre as camadas de distribuição, tornando mais fácil expandir a rede sem ter que conectar todas as camadas diretamente umas às outras.
Como o núcleo é responsável pela conexão entre as camadas de distribuição, fica mais fácil escalar a rede. Não é mais necessário que cada camada de distribuição se conecte com todas as outras. Dependendo das necessidades da sua rede, pode até ser necessário aumentar a quantidade de núcleos.
Conclusão
A escolha entre a arquitetura de 2 ou 3 camadas depende das necessidades da rede, como tamanho, escalabilidade e desempenho. Redes menores podem se beneficiar da simplicidade e custo reduzido da arquitetura de 2 camadas, enquanto redes maiores, que necessitam de mais performance e escalabilidade, se beneficiam da arquitetura de 3 camadas, com sua camada de núcleo dedicada ao tráfego rápido e eficiente.
Em ambientes corporativos, por exemplo, a separação entre as camadas de distribuição e núcleo permite um design mais robusto e flexível, garantindo o crescimento da rede de forma organizada, sem comprometer o desempenho.
