A.1. Introdução
Depois de darmos uma olhada na estrutura das redes de computadores, vamos analisar os principais equipamentos envolvidos nessa comunicação. Quando falamos de redes de computadores, inevitavelmente temos que falar dos equipamentos responsáveis pela interconexão dessas redes, os concentradores e roteadores.
Para que uma rede de computadores possa funcionar é necessário que existam, além do cabeamento propriamente dito, dispositivos de hardware e software cuja função é controlar a comunicação entre os diversos componentes da rede.
Vários dispositivos são usados em uma rede, cada um deles possuindo funções específicas. Como exemplos de equipamentos dedicados podemos citar as placas de rede, os hubs, switches, bridges, routers, etc, que tem a finalidade de interpretar os sinais digitais processados na rede e encaminhá-los ao seu destino, obedecendo a um determinado padrão e protocolo.
Essa interação entre dispositivos permite o compartilhamento das informações entre todos os usuários da rede.
A2.1 Repetidores (Repeaters)
Os repetidores são dispositivos de hardware utilizados para a conexão de dois ou mais segmentos de uma rede local. Eles recebem e amplificam o sinal proveniente de um segmento de rede e repetem esse mesmo sinal no outro segmento.
Alguns modelos disponíveis no mercado possuem recursos de "auto-particionamento", ou seja, ocorrendo uma falha dos segmentos da rede, o dispositivo irá isolar o acesso à conexão defeituosa, permitindo que a transmissão de dados aos segmentos remanescentes não seja afetada.
A limitação do número de repetidores é obtida de acordo com o protocolo utilizado (por exemplo, no protocolo Ethernet o número máximo é de quatro). Um sistema pode conter vários slots de cabos e repetidores, mas dois repetidores não podem estar a mais de 2,5 km de distância, e nenhum caminho pode atravessar mais de quatro repetidores.
Um repetidor atua na camada física do modelo OSI, exercendo função de regenerador de sinal entre dois segmentos de redes locais. Eles são necessários para fornecer corrente e para controlar cabos longos. Um repetidor permite interconectar dois segmentos de redes locais de mesma tecnologia e eventualmente, opera entre meios físicos de tipos. Como resultado é possível aumentar a extensão de uma rede local, de forma que o conjunto de segmentos interconectados se comporte como um único segmento.
A2.2 Hub
Um hub, concentrador ou Multiport Repeater, nada mais é do que um repetidor que, promove um ponto de conexão física entre os equipamentos de uma rede. São equipamentos usados para conferir uma maior flexibilidade a LAN’s Ethernet e são utilizados para conectar os equipamentos que compõem esta LAN.
O Hub é basicamente um pólo concentrador de fiação e cada equipamento conectado a ele fica em um seguimento próprio. Por isso, isoladamente um hub não pode ser considerado como um equipamento de interconexão de redes, ao menos que tenha sua função associada a outros equipamentos, como repetidores. Os hubs mais comuns são os hubs Ethernet 10BaseT (conectores RJ-45) e eventualmente são parte integrante de bridges e roteadores.
Os Hub’s permitem dois tipos de ligação entre si. Os termos mais conhecidos para definir estes tipos de ligações são: cascateamento e empilhamento:
Cascateamento: Define-se como sendo a forma de interligação de dois ou mais hub através das portas de interface de rede.
Empilhamento: Forma de interligação de dois ou mais hub através de portas especificamente projetadas para tal (Daisy-chain Port). Desta forma, os hub empilhados tornam-se um único repetidor. Observar que cada fabricante possui um tipo proprietário de interface para esse fim o que limita o emprego do empilhamento para equipamentos de um mesmo fabricante em muitos casos.
A2.3 Bridges
As Bridges (ou pontes) são equipamentos que possuem a capacidade de segmentar uma rede local em várias sub-redes, e com isto conseguem diminuir o fluxo de dados (o tráfego). Quando uma estação envia um sinal, apenas as estações que estão em seu segmento a recebem, e somente quando o destino esta fora do segmento é permitido a passagem do sinal. Assim, a principal função das bridges é filtrar pacotes entre segmentos de LAN’s.
As Bridges também podem converter padrões, como por exemplo, de Ethernet para Token-Ring. Porém, estes dispositivos operam na camada "interconexão" do modelo OSI, verificando somente endereços físicos (MAC address), atribuídos pelas placas de rede. Deste modo, os "pacotes" podem conter informações das camadas superiores, como protocolos e conexões, que serão totalmente invisíveis, permitindo que estes sejam transmitidos sem serem transformados ou alterados. As bridges se diferem dos repetidores porque manipulam pacotes ao invés de sinais elétricos.
A2.4 Switch
Trata-se de uma evolução do hub, com funções de bridges, roteador e hardware especial que lhe confere baixo custo e alta eficiência, fazendo assim com que o switch seja um comutador. Ele possui barramentos internos comutáveis que permitem chavear conexões, tornando-o temporariamente dedicado a dois nós que podem assim usufruir toda capacidade do meio físico existente.
Em outras palavras, o switch permite a troca de mensagens entre várias estações ao mesmo tempo e não apenas permite compartilhar um meio para isso, como acontece com o hub. Desta forma estações podem obter para si taxas efetivas de transmissão bem maiores do que as observadas anteriormente.
O switch tornou-se necessário devido às demandas por maiores taxas de transmissão e melhor utilização dos meios físicos, aliados a evolução contínua da micro-eletrônica.
A principal diferença entre um comutador e um concentrador, é que o comutador segmenta a rede internamente, sendo que a cada porta corresponde um domínio de colisão diferente, o que significa que não haverá colisões entre os pacotes de segmentos diferentes — ao contrário dos concentradores, cujas portas partilham o mesmo domínio de colisão. Outra importante diferença está relacionada à gestão da rede, com um Switch gerenciável, podemos criar VLANS, deste modo a rede gerida será divida em menores segmentos.
Os comutadores operam semelhantemente a um sistema telefónico com linhas privadas. Neste sistema, quando uma pessoa liga para outra, a central telefónica conecta-as numa linha dedicada, possibilitando um maior número de conversações simultâneas.
Um comutador opera na camada duas (2) (camada de enlace), encaminhando os pacotes de acordo com o endereço MAC de destino, e é destinado a redes locais para segmentação. Porém, atualmente existem comutadores que operam em conjunto na camada 3 (camada de rede), herdando algumas propriedades dos roteadores (routers).
Os comutadores não propagam domínios Cut Through - o comutador envia o quadro logo após ler o endereço MAC de destino do quadro. Este método não averigua o valor da soma de verificação. (ver Unidade B)
A2.5 Trasceiver
É um dispositivo de hardware que faz a conexão eletroóptica (transforma um sinal elétrico em sinal óptico e vice-versa) entre computadores de rede que usam fibra óptica e cabeamento metálico convencional.
A2.6 Roteador
O roteador ou router é quem permite a comunicação entre redes diferentes. Quando eu digo redes com IPs diferentes ou protocolos. IP é o número de identificação de cada máquina em uma rede (veremos com mais detalhes os endereços IP na Unidade C). Máquinas com a mesma faixa de IP podem se comunicar através de um hub ou switch, pois estão na mesma rede.
As pessoas podem usar rotedores ou fazer com que uma máquina da rede funcione como roteador, instalando duas placas de rede, onde uma desempenhará o papel de roteador, desde que o sistema tenha suas devidas configurações.
Com isso ela seria capaz de permitir a troca de informações entre redes diferentes. Uma das placas de rede dessa máquina receberia as informações da Internet e a outra estaria configurada para acessar a rede interna da casa ou escritório. Quando alguma máquina da rede local pedisse para acessar um site na Internet esta requisição iria para a máquina que funciona como roteador e esta máquina iria direcionar o pedido para a placa de rede que recebe a Internet. É exatamente isso que um roteador faz.
A2.7 Hub X Switch
Hubs e switches são concentradores de rede, ou seja, os cabos do segmento de rede são todos conectados a esses equipamentos, permitindo que a comunicação entre as máquinas aconteça. O uso deles é necessário quando temos mais de duas máquinas em uma rede e não utilizamos cabeamento em barra.
Uma pergunta que sempre existe é, se o hub e o switch fazem a mesma coisa então qual a diferença entre eles?
Muitas vezes achamos que o switch tem a capacidade de compartilhar a Internet em uma rede e o hub não, mas isto está errado. Quem tem a capacidade de compartilhar a internet em uma rede é o roteador. A diferença entre eles é que o switch é inteligente e mais seguro que um hub. Isso acontece por que o hub quando recebe um pacote de informações para enviar até alguma máquina da rede ele simplesmente envia este pacote para todas conectadas a eles, em um processo conhecido como broadcast. Com essa ação o hub causa alguns problemas na rede, como, excesso de tráfego na rede; falhas de segurança, qualquer máquina conectada naquela rede recebe os pacotes de dados.
O switch por sua vez, possui uma tabela interna onde armazena as informações de onde está conectada cada máquina. Com isso ele sabe que um determinado pacote de dados deve ser enviado somente para a máquina X. Deste modo ele reduz o tráfego na rede e aumenta a segurança.
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