Identificação de equipamentos de rede e suas apliações

Para o funcionamento de um rede de computadores necessitamos alem de configurações adequadas, equipamentos do tipo: hub, switch, roteador, repetidor e etc.. Cada um tem suas particularidades e funções especificas em determinados tipos de rede. 

ESTAÇÃO DE TRABALHO

Ponto inicial de toda rede é ter estações de trabalho que possam se comunicar com outras. São o meio pelo qual os usuários acessam a rede, na maioria das vezes são computadores de mesa.


MODEM

Dispositivo que tem o objetivo de converter o sinal de maneira que possa circular na rede e possa ser entendido pela estação de trabalho. Seu nome vem de MOdulador e DEMoludar, no qual converte os sinais digitais em analógicos e vice-verse.

PLACA DE REDE

Chamado também de adaptador lan ou NIC (Network Interface Card), tem o objetivo de conectar a estação de trabalho ao cabeamento.

REPETIDORES 

Tanto as ligações de rede via wireless ou cabo tem seus limites de expansão de sinal. No cabo coaxial fino por exemplo cada segmento  de rede pode ter até 185 metros, par trançado 100 metros, com um repetidor podemos aumentar esse tamanho. 

O repetidor opera na camada física do modelo de referencia OSI e não tem condição de ligar duas redes de arquiteturas diferente. Ele apenas repete todas as informações que entra na porta de entrada para a porta de saída, sem fazer nenhum tipo de analise aos pacotes. Com isso os pacotes enviados para determinada maquina, vão para todas.

Atualmente o repetidor está embutido dentro de outros equipamentos de rede especialmente o HUB.  O HUB serve como um repetidor porque apenas repete tudo que entra na porta de entrada para a porta de saída.

HUB

Termo genérico para definir qualquer tipo de  concentrador, centralizam a distribuição dos quadros de dados em redes estrela principalmente.

Como mostra a figura anterior o HUB replica a todas as portas as informações recebidas. Uma rede estrela interligada por HUB não tem nenhuma diferença do ponto de trafico de dados de uma rede de topologia linear.

Classificação básica dos HUB

• Passivo: São os concentradores de cabos que não possuem qualquer tipo de alimentação elétrica. Exemplo: patch panels
• Ativos: Hubs que regeneram o sinal antes de repassar, repetidores.
• Inteligentes: Permitem algum tipo de monitoramento feito via software.
• Empilhável: Chamados de cascateável que permite a ampliação de suas portas .

Os hubs que operam em rede fast ethernet 100Mbps são de dois tipos: classe 1 e classe 2.

• Classe 1: Não permite a ligação de hubs entre si usando as suas portas.
• Classe 2: Permite no máximo mais um hub, com o cabo que conecta esses dois pode ter no máximo 5 metros.

Os hubs que operam em redes Gigabit não aceita que seus hubs sejam interligados entre si através de suas portas.

IMPORTANTE: Todas as portas do HUB possui um cross-over interno, o cabo usado para conectar um computador a um HUB, não funcionara na ligação de um HUB a outro HUB. No HUB a porta uplink não possui cross-over então e serve para ligar HUB a HUB. Pode-se utilizar a porta normal para conectar dois hubs, sendo necessário para isso apenas um cabo cross-over. Os roteadores e switches podem se conectar nas portas normal do HUB pois são vistos como um micro pelo HUB.

 OBS: 

• Todo HUB é um repetidor mas nem todo repetidor é um HUB.
• HUB não tem capacidade de aumentar o desempenho da rede.

Hubs empilháveis

Possuem uma porta especial que permite a conexão entre dois hubs. Essa conexão faz com que os hubs sejam visto pela rede como se fossem um só.

PONTES(bridge)

Trabalha na camada de link de dados do modelo OSI e é conhecidos como repetidores inteligentes com capacidade de analisar os dados que estão circulando na rede. Tendo dois segmentos A e B, se um computador de um segmento 'A' enviar dados para outro computador do mesmo segmento os dados não iram para o segmento B.

A ponte só agira como um repetidor normal quando o micro de destino for do outro segmento. A ponte é capaz de interligar redes de diferente tipos de arquitetura convertendo o quadro de uma determinada arquitetura para a outra. A conversão de dados de uma arquitetura para outra pode inicialmente causar uma preocupação que esta ligada a área de dados.

Ex: quadro de dados ethernet tem área de dados de 1.500 bytes enquanto Token Ring tem área de 4.451bytes

A solução para esse problema é a fragmentação de pacotes que divide os quadros maior em tamanhos menores ate o ponto que possam ser transmitidos na rede que aceita quadros menores, mas não pode ser usado pela ponte pois a fragmentação de dados é de responsabilidade da camada de rede do modelo OSI e não da camada que a ponte atua que é a de link de dados. O responsável por interligar duas redes diferentes atua na camada de rede, sendo chamado de roteador, sendo uma ponte que atua na camada de rede.

Assim como o repetidor esta embutido no HUB as pontes estão embutidos nos SWITCHs. Podemos dizer que o switch é um hub que atua na camada de link de dados funcionando como repetidor.

SWITCH

Aumenta o desempenho da rede por enviar os quadros somente ao computador de destino ao contrario do  hub que envia para todos os computadores.

O switch é um dispositivo que aprende, ele tem um tabela interna que armazena o endereço MAC das maquinas da rede. Quando uma maquina que enviar um quadro para determinada maquina ele apenas verifica a tabela e envia diretamente para a maquina.

Quando o endereço MAC for desconhecido, ele não saberá para qual maquina enviar, gerando assim um processo chamado imundação(flooding)  que envia o quadro para todas as maquinas menos a de origem operando como um hub. Assim como armazena endereço na tabela ele também apaga, mantendo a capacidade de aprendizado. 

ROTEADORES

Como já mencionado os roteadores operam na camada de rede do modelo OSI, camada composta por protocolos de alto nível, tendo como base o protocolo TCP/IP. A caracteristica mais importante dos roteadores é a propriedade de interligar diferentes tipo de de redes.

Importante: 

• O roteador tem o papel de interligar diferentes tipos de rede, enquanto o repetidor, hubs, pontes e switches interligam segmentos da mesa rede.  
• O switch opera na camada de link de dados, com endereçamentos MAC. O roteador opera na camada de rede e trabalha com endereçamento IP.

Analise a imagem a seguir:

Note que a 'Rede 2' tem dois caminhos para acessar a 'Rede 4', ela pode ir pelo 'roteador 4' ou pelo 'roteador 2'. O caminho que ira ser utilizado depende de protocolos.

Protocolos

Todos roteadores tem na sua memoria os endereços das redes que conhece, uma tabela chamada de tabela de roteamento. Quando o roteador não tem o endereço da rede de destino na tabela de roteamento ele manda os datagrama para o roteador default gateway.

• RIP: No protocolo RIP os roteadores se enviam e mantém uma tabela das redes conhecidas, contendo informações como a distancia entre elas. Distancia (hop) media  pelo numero de roteadores que terá que passar ate chegar ao seu destino.

• OSPF: Num determinado período de tempo os roteadores fazem um teste na rede verificando qual o melhor caminho para se chegar a rede de destino. Um teste simples, o roteador manda uma mensagem de hellou o primeiro que responde é o melhor.

Importante: No protocolo RIP cada roteador tem apenas o conhecimento do menor caminho, no OSPF se se tem conhecimento do caminho com maior qualidade.

OBS: Encontrei muitos artigos que tratam roteadores como gateway e gateway como roteadores. No entanto a conclusão foi que são iguais @_@ ou:

• GATEWAY: Apenas interliga redes
• ROTEADOR: Encaminha pacotes

Fonte 01

Tanenbaum, Andrew. Redes de Computadores Curso Completo. Campus, 2003.

Fonte 03