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Entenda como funciona a arquitetura de uma Rede Local (LAN)
Uma Rede Local ou Local Area Network (LAN), é um tipo de rede que interconecta computadores e dispositivos em uma área geográfica limitada, como um edifício ou um conjunto de edifícios próximos.
As LANs são comumente empregadas para conectar dispositivos em um ambiente de escritório ou residencial, permitindo a comunicação e o compartilhamento de recursos.
Desde sua concepção na década de 1970, as LANs evoluíram para atender às demandas crescentes por transmissão de dados de alta velocidade, eficiência e segurança.
As Redes Locais operam em velocidades relativamente altas com baixa latência, devido à proximidade física dos dispositivos interconectados. Além disso, como a rede é privada, a segurança deve ser rigorosamente controlada e implementada.
Exemplos comuns de LANs incluem a rede Wi-Fi em uma residência (que pode ser classificada como uma WLAN), a rede de uma instituição educacional ou a rede interna de uma organização. Nesse tipo de rede geralmente são empregados protocolos Ethernet e Wi-Fi para a camada física e de enlace de dados.
As LANs podem variar em tamanho, desde redes muito pequenas (como uma residência ou pequena empresa) até redes maiores que abrangem vários edifícios em proximidade (nesse caso poderia ser classificada como uma CAN – Campus Area Network).
No entanto, se uma rede se estende por uma área geográfica maior, abrangendo edifícios em diferentes locais, ela é classificada como uma Rede de Área Ampla (WAN – Wide Area Network).
Como uma Rede Local é estruturada?
As Redes Locais (LANs) são comumente organizadas em torno de um núcleo central, denominado Roteador, que atua como um concentrador para a Transmissão de Dados.
Em um ambiente residencial, é comum a utilização de um único roteador. No entanto, em ambientes de maior escala, como escritórios corporativos ou campi universitários, pode ser necessário o uso de equipamentos de rede adicionais. Esses dispositivos auxiliares têm como objetivo facilitar a entrega eficiente de pacotes de dados.
Esses equipamentos adicionais podem incluir switches, hubs e repetidores, que ajudam a ampliar a cobertura da rede e a manter a integridade dos dados durante a transmissão.
Além disso, em redes de maior escala, pode ser necessário implementar protocolos de roteamento mais complexos para garantir que os pacotes de dados sejam entregues ao destino correto de maneira eficiente.
Protocolos de Rede
As LANs utilizam predominantemente os protocolos Ethernet e WiFi para conectar dispositivos à rede.
Ethernet
O Protocolo Ethernet, definido pelo padrão IEEE 802.3, é um protocolo de rede que define como os dados devem ser formatados e transmitidos entre dispositivos, exigindo o uso de Cabeamento Ethernet para conexões físicas de rede. Ele é amplamente utilizado em redes onde a latência e a largura de banda são críticas.
WiFi
O Protocolo WiFi definido pela série de padrões IEEE 802.11, é um protocolo que permite a conexão de dispositivos à rede através de ondas de rádio, eliminando a necessidade de cabos. Este protocolo oferece a vantagem da mobilidade, permitindo que os dispositivos se conectem à rede de qualquer lugar dentro do alcance do sinal WiFi.
Existem várias versões do padrão 802.11, incluindo 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax (também conhecido como WiFi 6). Cada versão oferece diferentes velocidades de transmissão de dados e opera em diferentes bandas de frequência.
Uma ampla gama de dispositivos pode ser conectada a LANs, incluindo servidores, computadores desktop, laptops, impressoras, dispositivos de Internet das Coisas (IoT) e consoles de jogos.
Em ambientes de escritório, as LANs são frequentemente utilizadas para fornecer acesso compartilhado a recursos, como impressoras de rede ou servidores de arquivos.
Mas nem todas as LANs são conectadas à Internet. Na verdade, as LANs precedem a própria Internet, com as primeiras LANs sendo implementadas em empresas no final da década de 1970. Essas LANs iniciais utilizavam protocolos de rede que atualmente não são mais utilizados.
A única exigência para configurar uma LAN é que os dispositivos conectados sejam capazes de trocar dados entre si, o que geralmente requer um equipamento de rede para a comutação de pacotes, um switch de rede.
Hoje em dia, mesmo as LANs que não estão conectadas à internet utilizam os mesmos protocolos de rede utilizados na internet, como o protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo é fundamental para a comunicação de dados na maioria das redes modernas, incluindo a Internet.
Principais Conceitos relacionados às Redes Locais
Nem todas as LANs estão conectadas à Internet. Na verdade, as LANs precedem a própria Internet, com as primeiras LANs sendo implementadas em empresas no final da década de 1970. Essas LANs iniciais utilizavam protocolos de rede que atualmente não são mais utilizados.
A única exigência para configurar uma LAN é que os dispositivos conectados sejam capazes de trocar dados entre si, o que geralmente requer um equipamento de rede para a comutação de pacotes, como um switch de rede.
Hoje em dia, mesmo as LANs que não estão conectadas à internet utilizam os mesmos protocolos de rede utilizados na internet, como o protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo é fundamental para a comunicação de dados na maioria das redes modernas, incluindo a Internet.
O que é DHCP?
Nem todas as LANs estão conectadas à Internet. Na verdade, as LANs precedem a própria Internet, com as primeiras LANs sendo implementadas em empresas no final da década de 1970. Essas LANs iniciais utilizavam protocolos de rede que atualmente não são mais utilizados.
A única exigência para configurar uma LAN é que os dispositivos conectados sejam capazes de trocar dados entre si, o que geralmente requer um equipamento de rede para a comutação de pacotes, como um switch de rede.
Hoje em dia, mesmo as LANs que não estão conectadas à internet utilizam os mesmos protocolos de rede utilizados na internet, como o protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo é fundamental para a comunicação de dados na maioria das redes modernas, incluindo a Internet.
O que é Direcionamento de Portas?
Nem todas as LANs estão conectadas à Internet. Na verdade, as LANs precedem a própria Internet, com as primeiras LANs sendo implementadas em empresas no final da década de 1970. Essas LANs iniciais utilizavam protocolos de rede que atualmente não são mais utilizados.
A única exigência para configurar uma LAN é que os dispositivos conectados sejam capazes de trocar dados entre si, o que geralmente requer um equipamento de rede para a comutação de pacotes, como um switch de rede.
Hoje em dia, mesmo as LANs que não estão conectadas à internet utilizam os mesmos protocolos de rede utilizados na internet, como o protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo é fundamental para a comunicação de dados na maioria das redes modernas, incluindo a Internet.
O que é uma Sub-Rede (Subnet)?
Uma sub-rede é essencialmente uma divisão lógica de uma rede maior. Embora a rede como um todo ainda seja classificada como uma LAN, dentro dessa LAN podem existir várias sub-redes. Cada sub-rede é isolada das outras por um roteador, que atua como um ponto de demarcação ou gateway para a rede.
Cada sub-rede possui sua própria faixa de endereços IP e máscara, permitindo o gerenciamento separado de cada segmento. Isso oferece maior segurança e aumenta a eficiência do tráfego.
A implementação de sub-redes é especialmente útil em organizações que possuem uma grande quantidade de dispositivos conectados à rede. A segmentação permite um gerenciamento mais eficiente e evita congestionamentos e falhas no tráfego de rede.
Além disso, a sub-rede permite uma melhor organização da rede, o que facilita a manutenção e a solução de eventuais problemas. A implementação da técnica aumenta a segurança da rede, pois os dispositivos conectados a cada sub-rede ficam isolados e não têm acesso direto aos dispositivos de outras sub-redes.
O que é uma LAN Virtual (VLAN)?
Uma LAN Virtual é uma rede lógica independente que permite a um administrador de rede segmentar uma única rede física em várias redes lógicas distintas.
As VLANs auxiliam no gerenciamento de redes, especialmente em LANs de grande porte. Ao subdividir a rede em segmentos menores, os administradores podem gerenciar e controlar o tráfego de rede de forma mais eficiente. Além disso, as VLANs permitem que os administradores de rede atendam aos requisitos funcionais e de segurança de seus sistemas sem a necessidade de instalar novos cabos ou fazer grandes alterações na infraestrutura de rede existente.
Ao implementar VLANs, as organizações podem melhorar a segurança da rede, reduzir o congestionamento do tráfego e aumentar a escalabilidade. Isso torna o gerenciamento de rede uma tarefa mais simplificada e eficaz. Portanto, as VLANs são uma ferramenta poderosa para melhorar a eficiência, a segurança e a flexibilidade das redes locais.
Qual a diferença entre Sub-rede e VLAN?
Embora tanto as sub-redes quanto as VLANs sejam usadas para segmentar uma rede, elas operam de maneiras diferentes e em diferentes camadas do modelo OSI.
Uma sub-rede é uma divisão lógica de uma rede IP em redes menores. A segmentação é baseada na configuração do endereço IP do lado do cliente. Portanto, a sub-rede opera na Camada 3 (Camada de Rede) do modelo OSI. As sub-redes melhoram o gerenciamento de endereços e a organização da rede.
Enquanto uma VLAN (Virtual Local Area Network) separa dispositivos dentro de uma LAN, independentemente de sua localização física na rede. A segmentação é feita no lado do servidor (por exemplo, com base na porta LAN) e o cliente não pode alterá-la. As VLANs operam na Camada 2 (Camada de Enlace de Dados) do modelo OSI. As VLANs aprimoram a segurança e o desempenho da rede, particionando uma rede física em vários domínios de transmissão.
Qual a diferença entre Lan e WAN?
Uma Rede de Área Ampla ou Wide Area Network (WAN), é essencialmente uma coleção de LANs, ou Redes Locais, interconectadas. Ela constitui uma rede extensa de redes menores. A escala de uma WAN pode ser vasta, abrangendo até milhares de quilômetros; não há limitação geográfica específica para seu tamanho.
Como Funciona a Conexão das Redes Locais com a Internet?
A conexão de uma Rede Local (LAN) à Internet é um processo que envolve a interação com um Sistema Autônomo (AS).
Um Sistema Autônomo (AS) é um conjunto de redes IP gerenciadas por uma única entidade administrativa, como um Provedor de Serviços de Internet (ISP). Cada AS tem controle sobre um bloco de endereços IP e pode estabelecer suas próprias políticas de roteamento.
Os Sistemas Autônomos se comunicam entre si através de um processo conhecido como roteamento interdomínio. Eles usam um protocolo chamado Protocolo de Roteamento de Gateway de Fronteira (BGP) para compartilhar informações sobre as rotas de rede disponíveis. O BGP permite que cada AS descubra as melhores rotas para encaminhar o tráfego de dados para qualquer endereço IP na Internet.
A relação entre LANs e a Internet pode ser vista como uma série de conexões hierárquicas: uma LAN se conecta a um AS, que por sua vez se conecta a outros ASs, formando a vasta malha de redes que compõem a Internet. Isso permite que dois computadores, cada um em sua própria LAN e potencialmente a milhares de quilômetros de distância, se comuniquem enviando dados através dessa cadeia de conexões.
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Sobre o Autor
Acadêmico de Engenharia de Computação na Universidade Estadual de Ponta Grossa, Certificado em Tráfego Pago do Google pela Escola Brasileira de Marketing Digital | Certificado em Cabeamento Estruturado pela CommScope.
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