Aula 6 Equipamentos de Rede Switch,Hub,Roteador,Repetidores e outros

Aula 6- Equipamentos de Rede (Roteador,Switch,Hub,Roteadores).

Nesta aula iremos comentar sobre os principais equipamentos usados em redes, dos quais o foco para redes domésticas seriam os Roteadores. Então acompanhem nossa explanação.

Repetidores

Estes equipamentos não são usados convencionalmente em redes domésticas! Eles só devem ser usados com redes de grande extensão, quando a distância entre nós, ultrapassarem 100 metros (limite do cabo UTP/CAT5).

Eles devem ser inseridos na rede para permitir a propagação do sinal para distâncias acima de 100 metros, efetuando a correta amplificação do sinal e melhorando outros parâmetros, necessários para grandes distâncias.

Os repetidores atuam na camada 1 (física) do modelo OSI, sua função é receber os dados de uma parte da rede, efetuar a amplificação dos sinais, correção e regeneração dos sinais, para que eles possam continuar percorrendo o restante da rede, de forma que os dados tenham a mesma intensidade do sinal original.

Estes equipamentos não efetuam nenhuma alteração nos pacotes de dados, de forma que não há interferência no seu conteúdo, pois não há interação com eles, apenas eletricamente e não na parte lógica! Portanto o Repetidor não corrige, erros, ruídos, nem corrupção de dados.

Numa rede local, é recomendado evitar o uso "cascateado" deles, pois podem causar problemas de sincronismo nas interfaces de rede.

Repetidor WiFi

Para redes sem fio (WiFi) os repetidores são usados para estender o alcance da rede em áreas em que o sinal já esteja fraco ou prejudicado com obstáculos. Ele efetua a mesma função elétrica dos repetidores usados em redes com cabos, de modo que não haverá alteração nos dados (interação lógica) e sim apenas alteração elétrica (amplificação do sinal de rádio WiFi).

HUB (obsoleto)

A função deste equipamento é totalmente diferente dos Repetidores, e podem até estar presentes em redes domésticas! Usamos um HUB, quando queremos unir vários terminais na mesma rede, conectando-os todos entre sí criando um único nó físico naquela rede (nó concentrador). Por isso muitos o conhecem como concentrador. Ele apenas atua como um nó estrela na rede, pegando o link original e distribuindo aos demais (para fazer derivações de links).

Não é indicado fazer emendas diretamente nos cabos UTP/CAT5, e sim usar HUB para se derivar os sinais.

Atua como um distribuidor de sinal, pois o pacote é enviado para ele, e ele retransmite para todas as outras máquinas (terminais) a eles conectados. É o mais simples dos dispositivos comparado por exemplo aos switch's ou roteadores.

Podem ser vendidos em versões domésticas ou comerciais com 4,8,16,24 ou 32 portas (cada porta conecta um terminal ou computador).

Os Hub's ainda podem ser interligados entre sí (cascateamento) aumento a capacidade de portas.

Existem modelos passivos e ativos.

Hub Passivo: Não efetua amplificação do sinal, apenas redistribui fisicamente o sinal entre suas portas. Indicado para redes muito pequenas.

Hub Ativo: Possui amplificação interna, de modo que suas portas são repetidores do sinal original, podendo chegar ao dobro da distância do Hub Passivo. Indicado para grandes redes (maior distância).

O HUB também pode ser conectado entre si usando fibra óptica, bem como possuir portas de diferentes tipos. 

Como cada porta é um link de rede, existe um painel de leds (lâmpadas) que mostram se o link da porta está funcional ou não, facilitando identificar pontos na rede com defeitos.

O HUB trabalha como um nó concentrador dentro da rede, portanto seu desempenho é limitado para redes grandes (muitos computadores). Enquanto há dados sendo retransmitidos para o restante das portas (brodcasting) não podem ser trafegados novos dados, enquanto os antigos não forem completamente transmitidos.

HUB também atua na camada 1 do modelo OSI.

Switch ( Hub Melhorado)

O Switch é um aparelho mais moderno que o HUB, sendo considerado um "Hub melhorado/inteligente". Ele possui alto desempenho numa rede maior e mesmo doméstica é recomendado, já que seu custo/benefício é quase o mesmo de um Hub comum.

Aqui o switch ( algo como comutador ou chaveador) examina os dados em cada uma de suas portas, e consegue entender o destino deles, através do endereço físico MAC, entre os adaptadores. Ou seja o switch consegue colocar um único computador terminal da rede, em contato direto com outro, efetuando um canal exclusivo de comunicação, deixando o restante da rede livre. Várias conexões temporárias exclusivas podem ser criadas no switch, algo que no Hub comum não é possível.

Como resultado, o desempenho das grandes redes aumenta significativamente, já que nem todos os pacotes são replicados para toda rede, e apenas haverá comunicação entre origem-destino dos dados! 

Dentro do switch, é "construída" uma tabela relacionando suas portas com os respectivos endereços MAC a eles conectados. Assim um determinado dado poderá percorrer um caminho direto entre uma porta e outra, sem ocorrer o brodcast completo do sinal (feito no HUB comum). Esta tabela é atualizada constantemente, por um processador exclusivo, por isso é um equipamento inteligente porque aprende sozinho, e cria automaticamente as "conexões virtuais".

Existem switch's de 4,8,16,24,32 portas, modelos comerciais ou domésticos (indicados para redes caseiras).  Assim como no HUB, existe um painel de led's que exibem cores para os links (ativo,falha) sendo muito fácil identificar qual conexão está com defeito.

O equipamento ainda possui "buffer" de dados para as portas, e um processador interno. 

Roteador (Router)

Este sim é o equipamento de rede mais inteligente e responsável pela existência da "Internet". É mais eficiente e mais inteligente do que "Switch" já que o roteador, além de prover a comunicação direta entre as portas, também consegue identificar qual o melhor caminho para os dados seguirem, promovendo a "redundância" tão desejada em redes complexas (tal como a internet).

Além disso, o roteador é capaz de "unir" duas ou mais redes (LAN) sendo considerado um nó inteligente, permitindo o isolamento/compartilhamento dentre as diversas redes interconectadas. Podem aplicar regras de Firewall, bloqueio de portas (TCP/IP) dentre outras funções inteligentes.

Roteador para RACK 19 uso corporativo

Em suas versões comerciais/corporativos permitem o gerenciamento do tráfego de dados, bem como aplica regras especiais para acesso de serviços (programado pelo administrador da rede). 

Existem modelos de roteadores que são softwares em servidores, mas o mais comum é o equipamento físico estar instalado na rede. Mesmo assim, o roteador poderá ter seu firmware (software interno) acessado através de um computador via browser (navegador) conectado na internet.

O roteador opera na camada 3 do modelo OSI (camada de rede), e também é capaz de armazenar uma tabela com o endereço dos dispositivos armazenados, bem como a melhor rota para um determinado link. Caso haja interconexão com outros roteadores, eles serão capazes de "conversar" entre si, fazendo uma "mapa virtual " da rede, para sempre definir qual o melhor caminho para os dados.

Com os roteadores temos um importante equipamento para redes complexas, pois eles são nós inteligentes, como um GPS para os dados chegarem mais rápidos ao destino, e caso um link esteja quebrado, eles podem calcular uma nova "rota" em tempo real. 

Ainda podem ser divididos em estáticos e dinâmicos. Os estáticos, só calculam a rota mas sem considerar se o link está ocupado ou não (congestionado), já os dinâmicos, além de calcular a rota, levam em conta se o link está livre (menos tráfego de dados) para promover um melhor rendimento de velocidade.

Essa capacidade fica conhecida por "roteamento" ou redundância dentro de uma rede.  Eles são equipados com processador interno e firmware (software) para operação que lhe conferem inteligência e alta performance dos dados. São os equipamentos de rede mais caros porém necessários.

Mesmo em sua versão doméstica é essencial para nossa rede, já que estes aparelhos são capazes de além de ofertar a rede com fio, ainda possuem transmissores de rádio embutidos (WiFi).

É fácil perceber a diferença entre um roteador e um switch (doméstico). Os roteadores possuem dois grupos de portas (LAN) destinados a intranet, e a (WAN) destinados a Internet ou rede externa a ser roteada (distribuída para a LAN). Já os switch vão ter somente a LAN. Nas próximas aulas, aprenderemos a configurar um roteador, para nossa rede caseira, incluindo o acesso a internet para todas as máquinas via DHCP e também a configuração WiFi!

Todos os roteadores precisam ser configurados manualmente, por isso são equipamentos muitos complexos, os modelos corporativos são tão complexos que exigem até um treinamento feito no fabricante, para que se possam utilizar todos os recursos do equipamento. Mas não se preocupe, os roteadores caseiros (o que vamos usar 90% das vezes) são mais fáceis.

Assim como os switch's os roteadores possuem um painel de led's para informar os links ativos, e até aqueles que estão inativos (portas sem conexão) ajudando a identificar possíveis defeitos na conexão dos cabos/nós/links. O rádio WiFi nos modelos domésticos podem ser ainda ligados/desligados por configuração, e já estão presentes em quase 99% dos modelos domésticos.

Acompanhem as próximas aulas.

Abraços até lá.

JMJG
Engenheiro Eletrônico/instrutor