Material de Apoio Curso: Gestão da Tecnologia da Informação
Disciplina: Redes de Computadores e Internet Carga horária: 80 h/a.
Período: 2º semestre Turno: Noturno Ano letivo: 2012/2
Professor: Waldemiro Szenezuk Pinto de Arruda Equipamentos de Rede
HUB
Trata-se de um comutador simples, sem inteligência. Apenas ocorre a distribuição de um acesso para todos os ativos conectados. Quando um terminal envia dados, todos recebem. A placa de rede é a responsável por descartar o que não é direcionado para o terminal em que está instalada.
Por não possuir um sistema de filtragem, para que somente o destinatário receba os dados, é inseguro e causa um número grande de colisões. Com um grande número de colisões, o desempenho cai. A rede atendida por esse equipamento normalmente é lenta.
O hub atua somente na camada 1 do modelo OSI. Somente cuida da distribuição dos dados, sem se importar com endereços de entrega, endereços de origem.
Por todas essas razões, o hub está sendo gradativamente substituído pelo switch. SWITCH
Apesar de fisicamente parecer com o hub, o funcionamento é melhorado. Quando um terminal envia dados para outro, somente as duas conexões ficam ocupadas. As outras interfaces continuam livres para transmissão e recepção.
Assim, além da fácil visualização que muitas transmissões e recepções podem ocorrer ao mesmo tempo, as colisões também deixam de ser um problema. Também a segurança foi beneficiada, já que somente o destinatário recebe a informação, ao contrário do hub que é um ambiente promíscuo.
Switches em pontos centrais da rede devem ser NON-BLOCKING; ou seja, devem possuir capacidade de receber e transmitir dados sem espera de pacotes. Para isso, o
blackplane (capacidade de processar pacotes) deve ser igual ou superior a soma de
todas as velocidades máximas das portas. Assim, quanto maior o número de portas, maior deve ser a capacidade de processamento.
Pode ser feita uma analogia ao trânsito de grandes cidades. Os semáforos são sincronizados para que um carro, que saia dos bairros em direção ao centro, o faça de forma mais lenta, parando em alguns sinais vermelhos. Na direção contrária, centro para os bairros, os semáforos devem estar, dentro da máxima possibilidade, com os sinais verdes para que o veículo não fique parado no centro, causando congestionamentos. Assim, os carros demoram para chegar ao centro, mas retornam rapidamente.
Da mesma feita, se não houver necessidade de oferecer canais máximos de transmissão e recepção para todos os usuários, a demora deve ocorrer no caminho borda ao centro da rede. O core (ponto central) deve despachar os dados recebidos o mais rapidamente possível, para eliminar congestionamentos que causam grande degradação de toda a rede. Para que isso aconteça, os equipamentos do centro devem possuir grande poder de distribuição dos dados. Enquanto nas bordas, o equipamento pode ser de menor porte, reduzindo a velocidade de entrada dos dados na rede.
Ao mesmo tempo, os meios de transmissão devem possuir maior largura de banda próxima ao centro. Nas bordas, fibras multimodo e cabos utp podem ser utilizados para o acesso. Do centro aos primeiro switches de distribuição, os meios de transmissão devem ser os mais rápidos possíveis.
Para que não ocorram lentidões em demasia, há a recomendação para que o ponto mais distante do centro seja o terceiro nível. Considera-se como primeiro nível o switch central, que interliga todos os segmentos de rede entre si e com o acesso externo (outras plantas, clientes, fornecedores e internet). Servidores devem, se possível, ser colocados nesse primeiro nível, ou em um switch de alta capacidade dedicados a eles. O segundo nível são os equipamentos diretamente ligados ao centro. Neste segundo nível podem ser conectados terminais e pode existir uma ligação para outro switch, cujo objetivo é somente dar acesso aos usuários.
Os switches podem ser gerenciados ou não gerenciados. A clara vantagem dos gerenciados é poder configurar de acordo com a necessidade e visualizar ocorrências ou problemas na rede. Os recursos do switch são melhores aproveitados, com configurações específicas.
No caso dos não gerenciados, somente ocorre a distribuição do acesso, sem maiores configurações. Não há a possibilidade de priorizar tráfego, por exemplo, ou visualizar remotamente quando ocorreu algum problema com o equipamento.
Além disso, os switches de maior poder de processamento e recursos devem são os gerenciados, justamente pela possibilidade de adequar completamente as configurações ao ambiente instalado.
Quanto ao método de encaminhamento, os switches são divididos em 3: Store and forward
Nesse modelo, os pacotes são gravados no buffer e verificados antes do envio. Pacotes com erro são descartados antes do envio. Assim o meio de transmissão só envia os que passaram no exame, reduzindo o consumo de banda.
No entanto, essa verificação traz um pequeno retardo na transmissão, aumentando a latência. É recomendada para meios de transmissão com média ou baixa confiabilidade, onde os erros acontecem com frequência. Se nenhuma verificação for feita, muitas retransmissões acontecerão e o meio terá baixa velocidade.
Cut-throught
Nesse caso, não ocorre nenhuma verificação e a transmissão ocorre assim que o pacote é recebido. Como não há retardo para exame dos pacotes, o tempo de transmissão é menor.
Usa-se em ambientes que possuem meios de transmissão com baixa taxa de erros. A verificação é dispensável e não recomendada, pois consumiria tempo de forma desnecessária.
Existe uma variação cut-throught fragment free que faz verificação somente do tamanho do pacote. Essa verificação já elimina grande parte dos pacotes com erro, sem consumir tempo excessivo.
Híbrido
O switch híbrido pode funcionar das duas formas anteriores. A troca de estado pode ser feita automaticamente ou configurada pelo gerente de rede. O normal é deixar que o próprio switch muda sua forma de encaminhamento.
Nesse caso, quando configurado para automático, o switch envia pacotes sem verificar até identificar uma quantidade grande de erros. Aí passa para o modo store and forward verificando os erros antes de transmitir. Quando o índice de ocorrência de erros é normalizado, o switch volta a operar no modo cut-throught.
Podemos encontrar switches dos níveis 2 ao 7. Os switches da camada 2 apenas entregam os pacotes para outros switches ou para os terminais. Os da camada 3, também chamados de router-switches agregam funções de roteamento. Os de nível 4 conseguem filtrar e priorizar pacotes, de acordo com o protocolo. Os switches de camada superiores possuem diversas funções, principalmente para internet.
Todo switch possui uma tabela de conversão de endereços lógicos para endereços físicos e vice-versa. Essa tabela auxilia e agiliza a entrega dos quadros (pacotes do nível 2). Um switch nível 3, ao receber um pacote direcionado para um determinado endereço ip, o localiza na tabela, converte para o endereço mac, e direciona para a porta que consta no campo da tabela.
Se o switch for de camada 2, recebe o quadro e direciona para a porta eu consta na tabela. Na figura a seguir um exemplo de tabela arp de um switch da camada 2.
ROTEADORES
O processo de encontrar o caminho mais curto, mais veloz ou de menor custo, para se transmitir pacotes entre origem e destino é chamado de roteamento. Em uma viagem longa, diversas estradas podem ser utilizadas. Escolher o caminho inteiro, a partir de estradas com menores custos de pedágio, menores distâncias ou melhores condições de tráfego pode ser uma tarefa árdua.
Da mesma forma, transportar pacotes, escolhendo o caminho mais rápido e confiável, não é uma tarefa simples. Vários fatores podem alterar as escolhas. As tarefas de determinar e gerenciar as rotas são feitas pelo roteador.
Para interligar duas redes ou sub-redes diferentes é preciso que os pacotes sofram roteamento; ou seja, é preciso um roteador para que os dados passem de uma rede para outra. O ponto de entrada e saída de uma rede é o responsável por interligar essa rede a outras, sendo chamado de gateway. Com efeito, gateway é o ponto de transição entre o interior e o exterior da rede onde se encontra.
As aulas práticas servirão para um entendimento maior de roteamento e da função de um roteador, permitir acesso das máquinas da rede para serviços de outras redes.
Vários tipos de roteadores podem ser encontrados, mas todos possuem a mesma função: permitir o acesso de uma rede a outras. Destacam-se roteadores de uso empresarial, adsl e wireless.
