Meu pequeno servidor doméstico (Parte 2 - Infraestrutura)

Prezados leitores, nesta postagem retornarei ao tema do meu servidor que utilizo no meu ambiente de rede doméstico. Na primeira parte, discorri sobre a configuração de hardware do equipamento e como ela não necessita ser de última geração, sendo uma ótima opção para o aproveitamento de sobras de upgrades.

No presente texto, entrarei em detalhes a respeito da infraestrutura da minha rede interna, sobre a configuração da parte física e lógica, bem como também dicas para a compra dos componentes. Espero humildemente que este texto sirva como uma referência a todos aqueles que desejam montar uma rede em sua residência ou pequeno escritório. Uma boa leitura!

Atualizado em 15/04/2014: adição do Hub 3com de 10 Mbps.

Infraestrutura de rede - parte física

O diagrama abaixo mostra a estrutura física da minha rede interna. Para ampliar, clique na imagem.

Infraestrutura da minha rede doméstica (clique para ampliar)

Para nos orientarmos melhor, vou explicar o diagrama partindo da conexão à Internet (topo esquerdo da imagem). Trata-se de uma conexão ADSL de 10 Mbps feita pelos fios telefônicos até o modem ADSL fornecido pela minha operadora. Uma dica: a maioria dos modems ADSL atuais também possuem funções de roteamento Wi-Fi. Caso a sua rede interna possua um servidor dedicado e access point próprio, é necessário entrar no console de configuração do modem e desativar esta funcionalidade para evitar eventuais conflitos e interferência de sinal.

A ligação entre o modem e o servidor é feito por um cabo de par trançado CAT5 que veio com o modem. Na minha configuração, o servidor possui duas interfaces de rede, uma para a comunicação com o modem e outra que é ligada ao switch principal da rede, no seguinte esquema:

• Interface de rede 1: Gigabit Ethernet (1 Gbps) integrada na placa mãe, conexão ao switch principal, IP fixo;
• Interface de rede 2: Fast Ethernet (100 Mbps), conexão ao modem ADSL, IP atribuído pelo modem.

O servidor principal recebe a conexão do modem pela placa de rede 2 e a distribui para a rede interna pela placa de rede 1. Entre outras funções, ele possui um servidor DHCP, firewall e compartilhamento da conexão. Abordarei tais funções em uma futura postagem sobre a parte de software do servidor.

Antes de prosseguirmos, darei uma breve explicação sobre certos termos técnicos para que todos, independente dos seus conhecimentos prévios, se sintam mais confortáveis para continuar a leitura:

• IP, ou Internet Protocol, é um protocolo de endereçamento que todo dispositivo deve possuir para acessar uma rede interna ou a Internet. A versão mais utilizada deste protocolo é a 4. Um exemplo de endereço IP é 192.168.0.1;
• DHCP é um protocolo que atribui automaticamente endereços IP a equipamentos quando estes se conectam à rede;
• Switch é um comutador para a conexão física dos cabos de rede para os diversos dispositivos;
• Cabo de par trançado é um tipo de cabo que possui internamente pares de fios entrelaçados para mitigar interferências internas e externas, sendo o tipo de cabo mais utilizado atualmente em infraestrutura de redes. É divido em categorias conforme a frequência de operação e a velocidade da transmissão dos dados, sendo as mais usuais a CAT5 (100 Mbps) e a CAT6 (1 Gbps);
• Fast Ethernet é uma conexão com velocidade máxima de transmissão teórica de 100 Mbps ou 12,5 MB/s;
• Gigabit Ethernet é uma conexão com velocidade máxima de transmissão teórica de 1 Gbps ou 125 MB/s;
• Access Point, como o próprio nome diz, é um dispositivo que funciona como ponto de acesso para dispositivos com conectividade Wi-Fi (redes não cabeadas).

Switch Gigabit Ethernet e parte cabeada

Prosseguindo, a interface de rede 1 do servidor é conectada à porta 1 do switch por um cabo de par trançado CAT6 (Gigabit).

Switch da marca Tenda de cinco portas gigabit ethernet

Este é um switch da marca Tenda de cinco portas gigabit ethernet. A sua conectividade é a seguinte:

• Porta 1: conexão com o servidor, cabo CAT6;
• Porta 2: conexão com o meu PC principal, cabo CAT6;
• Portas 3 e 4: reservado;
• Porta 5: interligação com switch Fast Ethernet, cabo CAT5.

Switch Fast Ethernet

Trata-se de um switch fast ethernet padrão (100 Mbps) de oito portas para interfacear com dispositivos diversos que suportam apenas conexões de até 100 Mbps:

• Porta 1: interligação com Access Point Wi-Fi, cabo CAT5;
• Porta 2: conexão com um videogame XBox 360, cabo CAT5e;
• Portas 3, 4, 5 e 6: reservado;
• Porta 7: interligação com o hub 3com, cabo CAT5;
• Porta 8 (ou uplink): interligação com o switch Gigabit Ethernet, cabo CAT5e.

Hub Ethernet padrão

É um clássico hub da marca 3com, modelo SuperStack PS40 Ethernet padrão (10 Mbps) que foi incorporado à minha rede para interfacear com PCs mais antigos.

Clássico hub 3com

Access Point e parte não cabeada

A parte não cabeada de rede é controlada por um Access Point de velocidade máxima de 300 Mbps da marca Tp-Link, possuindo três antenas e intensidade de sinal de bons 8 dBi. Note que 300 Mbps é a taxa de transmissão de dados máxima teórica - obstáculos como paredes e forros podem gerar interferência no sinal o que reduz a taxa de transmissão.

Access point Tp-Link. Ao seu lado, o modem ADSL

Estão pareados com o Access Point os seguintes dispositivos:

• Meu PC secundário;
• Meu HTPC;
• Meu computador portátil (MacBook);
• Impressora HP 3516;
• Demais dispositivos como smartphones e tablets.

Vejam os componentes da minha rede em funcionamento:

Da esquerda para a direita: Switch Gigabit, switch Fast Ethernet, modem ADSL e o Access Point. Embaixo o hub 3com

Algumas dicas

Para finalizar, deixo algumas dicas e recomendações que considero importantes.

Rede cabeada

Em termos de custo, atualmente não há justificativa para não se implantar uma rede Gigabit Ethernet mesmo em redes domésticas ou em pequenos escritórios. Praticamente não há diferença de preço entre cabos CAT5 e CAT5e/CAT6 (estes últimos suportam conexões de 1 Gbps), e o custo dos switches Gigabit também caiu bastante. Sem falar que a maioria esmagadora das placas mãe fabricadas nos últimos cinco anos possui integrada uma interface Gigabit Ethernet. Digo por experiência própria: a diferença de desempenho em relação a uma rede Fast Ethernet (100 Mbps) é gritante.

O switch

Claro que para uma rede doméstica ou de uma pequena empresa não faz sentido investir em switches profissionais, mas evite aparelhos sem marca e de procedência duvidosa. O número de portas vai depender do tamanho da sua rede, mas de qualquer modo não recomendo um aparelho com menos do que cinco portas - mesmo que inicialmente todas as portas não forem ocupadas, sempre é bom ter portas disponíveis para futuras expansões. Pelo mesmo motivo que expus no parágrafo anterior, opte por modelos Gigabit Ethernet. E, é claro, jamais cogite utilizar os antigos hubs em redes para interfacear com dispositivos modernos.

Rede não cabeada

Os dois padrões mais utilizados atualmente para conexões Wi-Fi são o de 150 Mbps e o de 300 Mbps. Sem dúvida vale a pena optar pelo padrão de 300 Mbps visto que há pouquíssima diferença de preço entre os access points e os adaptadores wi-fi nos dois padrões.

O access point

O dimensionamento do access point depende da área que a rede deverá cobrir e se há obstáculos como muros, paredes, lajes e forros entre os dispositivos. De qualquer modo, mesmo para residências e pequenos escritórios compre um aparelho com intensidade de sinal de no mínimo 5 dBi (quanto mais melhor) - o número de antenas não é tão importante. 

Quanto à segurança (afinal, você não vai querer estranhos bisbilhotando a sua rede Wi-Fi, vai?), opte por um aparelho compatível com o padrão de criptografia WPA2 e o configure adequadamente na interface de configuração do access point conforme as instruções do fabricante. Evite aparelhos somente compatíveis com o padrão WPA ou, pior ainda, WEP, pois são padrões de criptografia mais antigos e inseguros.

Da mesma forma que recomendei para os switches, evite aparelhos sem marca e de procedência duvidosa.

Rede cabeada x não cabeada

Na minha opinião, a rede cabeada sempre é preferível por possuir duas vantagens notórias: performance e segurança (por mais que as redes Wi-Fi possuam chaves de criptografia, elas jamais serão tão seguras quanto um cabo "fechado" - mesmo o padrão WPA2 não é perfeito). A opção por redes não cabeadas se justifica apenas em locais onde for inviável passar cabos de forma organizada, ou caso haja necessidade de oferecer conectividade a aparelhos que não possuam conexão por cabo, como smartphones e tablets - mas mesmo nestes casos sempre é possível fazer redes mistas, como é o meu caso.

É isto aí, espero que este pequeno guia tenha sido de alguma forma útil para você, estimado leitor!

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Veja também:
Dica rápida: como aumentar o alcance da sua rede Wi-Fi