CAN (Campus Area Network)

1. Definição e Caracterização

CAN (Campus Area Network), também chamada de Corporate Area Network ou Controller Area Network (contexto automotivo, fora do escopo aqui), é uma rede que interconecta múltiplos edifícios próximos geograficamente — tipicamente dentro de um campus universitário, parque corporativo, complexo industrial ou hospital de grande porte. A extensão geográfica típica varia de 1 km a 5 km, intermediária entre uma LAN de edifício único e uma MAN metropolitana.

Características essenciais:

• Alcance: até ~5 km (raio), englobando múltiplos prédios.
• Propriedade: privada — a organização dona do campus detém toda a infraestrutura, inclusive o meio físico (fibra enterrada entre prédios).
• Meio físico dominante: fibra óptica multimodo (OM4) ou monomodo (OS2) entre prédios; UTP Cat6/6A dentro de cada edifício.
• Tecnologias: Ethernet (10GE/40GE/100GE) sobre fibra dark, Routed Access ou Classic 3-tier.
• Topologia: núcleo (core) duplo redundante, anel ou malha parcial entre prédios.
• Roteamento: L3 no núcleo e frequentemente no acesso (routed access), com OSPF ou IS-IS como IGP dominante.

2. Contexto Histórico

3. Arquitetura Típica de uma CAN

3.1 Modelo Clássico (3-tier) com Backbone de Fibra

                  ┌──────────────────────────┐
                  │   Core L3 (par redunt.)  │  100GE/400GE
                  │   OSPF area 0            │
                  └──────────────────────────┘
                          │           │
            ┌─────────────┘           └──────────────┐
       ┌────┴────┐                ┌────┴────┐         │
       │Dist. A  │                │Dist. B  │  ...    │  10GE SMF
       └────┬────┘                └────┬────┘         │
       ┌────┴───┐  ┌────┐         ┌───┴────┐         │
       │Bldg A  │  │Bldg│ ...     │Bldg N  │         │  Access L3
       │Access  │  │ B  │         │Access  │         │  1GE/2.5GE
       └────────┘  └────┘         └────────┘         │

3.2 Modelo Routed Access

Tendência moderna: o switch de acesso (em cada edifício) roda OSPF e é vizinho L3 do core, eliminando o tier de distribuição. Vantagens:

• Sem dependência de STP em L2 — sem loops.
• Convergência rápida via OSPF ou IS-IS (< 1s com BFD).
• Failover determinístico via ECMP.
• Segurança: ACLs L3 por interface.

3.3 Topologias de Backbone

Em ambientes modernos, preferem-se pares de switches core redundantes (VSS, vPC, StackWise Virtual) com uplinks ECMP para acesso.

4. Tecnologias Físicas e de Enlace

4.1 Fibra entre Prédios

A escolha entre multimodo e monomodo é econômica: MMF é mais barato por metro, mas os transceivers SR4 são limitados em distância. Para distâncias > 300 m, SMF é quase sempre mais adequado, mesmo com transceivers LR4 mais caros.

4.2 Cabos Resistentes a Intempérie

Enterrados em dutos subterrâneos (mais seguro) ou aéreos em postes (mais barato, mas suscetível a quedas de árvores e descargas atmosféricas). Cabos tipo "armored" (com capa metálica) resistem a roedores; GEWR (gel-filled loose tube) evita ingresso de água.

5. Exemplo Prático: Campus Universitário

Cenário: universidade com 8 prédios acadêmicos, 2 residências estudantis, 1 datacenter, 1 biblioteca — total ~12 edifícios num raio de 1,5 km.

                ┌────────────────────┐
                │  DC (Core L3)      │  OSPF area 0
                │  2x Cisco Catalyst │  100GE SMF
                │  9500 (StackWise V)│
                └─────────┬──────────┘
                          │
        ┌─────┬───────────┼────────────┬────────┐
        │     │           │            │        │
    Bldg A  Bldg B     Bldg C       Library  Resid.
    10GE    10GE        10GE         10GE     10GE
    (OSPF)  (OSPF)      (OSPF)       (OSPF)   (OSPF)

• Cada edifício: switch L3 (Catalyst 9300) com 4 uplinks 10GE LACP para o core.
• VLANs locais por edifício (dados, voz, gestão, IoT).
• Wi-Fi: WLC central no DC, APs em cada prédio via CAPWAP.
• Internet egressa pelo DC, com firewall de borda (Fortinet/Palo Alto).

6. Roteamento em CANs

OSPF é o IGP dominante em CANs. Boas práticas:

• Área 0 (backbone) no core; áreas resumidas por prédio (redução de LSDB).
• BFD (Bidirectional Forwarding Detection) com timers 300/300 ms.
• ECMP entre pares de core para até 16 caminhos paralelos.
• Resumo de rotas no ABR (Area Border Router).

Alternativas:

• IS-IS: usado em redes maiores e telcos, menos comum em CANs tradicionais.
• EIGRP: Cisco proprietário (RFC 7868 liberou em 2016), ainda comum em ambientes Cisco legados.
• BGP: raro em CANs tradicionais, mas comum em SD-Access (LISP/BGP de controle).

7. Redundância e Resiliência

Técnicas empregadas:

• Par de switches core em VSS/vPC/StackWise Virtual: control plane unificado, failover transparente.
• Uplinks cruzados (cross-connect): cada switch de acesso tem uplinks para ambos os cores.
• MSTP ou RSTP em L2 (quando usado): convergência < 1s.
• UDLD aggressive: detecta links unidirecionais (fibra quebrada em um sentido).
• BFD: detecção sub-segundo de falhas para IGP.
• NSF/Graceful Restart: roteador com falha mantém forwarding durante reconvergência.

8. Segmentação e Segurança

Em CANs modernas, a segmentação evoluiu além de VLANs simples:

Acesso à rede por NAC (Cisco ISE, Aruba ClearPass) autenticando via 802.1X/EAP-TLS antes de atribuir VLAN/SGT dinâmico.

9. Casos de Uso Reais

• Universidades: UNICAMP, USP, MIT — dezenas de milhares de usuários, centenas de APs, áreas acadêmicas, residências, hospitais universitários.
• Parques corporativos: Googleplex, Microsoft Redmond Campus — dezenas de edifícios administrativos, datacenters locais, rede Wi-Fi de altíssima densidade.
• Hospitais de grande porte: Hospital das Clínicas (FMUSP), Albert Einstein — integrando prédios administrativos, alas de internação, CTI, datacenter de prontuário eletrônico.
• Aeroportos: terminais múltiplos, torre de controle, hangares, rede separada para operações (AODB) e comercial (lojas).
• Indústrias: plantas petroquímicas com prédios administrativos, salas elétricas remotas, redes OT (Purdue model L2/L3).

10. Boas Práticas

• Projetar com par redundante no core desde o início.
• Documentar topologia física (cabo a cabo) em ferramenta como netbox ou HPNA.
• Plano de endereçamento hierárquico (RFC 1219) — um /16 por CAN, /24 por VLAN.
• Aplicar BIOS/IOS hardening (SNMPv3, SSH, AAA, syslog centralizado).
• Monitorar com NetFlow/sFlow e correlacionar com SIEM.
• Atualizar firmware trimestralmente; aplicar patches de segurança críticos em até 72h.
• Realizar DR (Disaster Recovery) anual: simular queda do core principal.

11. Diagnóstico

12. Conclusão

CANs representam o ponto intermediário entre a LAN de edifício único e a WAN metropolitana: compartilham muito do ferramental de LAN (Ethernet, switches, VLANs, Wi-Fi), mas já requerem considerações de fibra óptica de longa distância, roteamento dinâmico (OSPF), e redundância mais rigorosa (par de core, BFD, NSF). Compreender CANs é essencial para projetar redes de qualquer organização com mais de um prédio — o que na prática abrange a maioria das universidades, hospitais, aeroportos e grandes empresas industriais. As tendências modernas (Routed Access, SD-Access, Wi-Fi 6E/7) continuam a tornar as CANs mais resilientes, segmentadas e automatizáveis.