Quais os métodos de encaminhamento de um switch?

Um Switch é um equipamento de rede que permite interconectar dispositivos em uma rede de computadores, usando comutação de pacotes para receber, processar e encaminhar dados ao dispositivo de destino.

O switch permite a conexão de dispositivos por meio de suas portas. É possível encontrar switches com a partir de 4 portas até 48 (ou mais em alguns modelos especiais), operando em velocidades que podem variar entre Fast Ethernet (100 Mbps) e 10 Gbps (ou mesmo maior, em modelos muito especializados). É possível também associar alguns modelos de switches para permitir a conexão de mais dispositivos a um mesmo segmento de rede, com maior número de portas.

Detalhe das portas de um switch

O que fazem

Os switches utilizam os endereços de hardware (MAC Addresses) para processar e encaminhar dados na camada de enlace (nível 2 no modelo OSI), e alguns modelos de switch também conseguem processar dados no nível 3 (camada de rede), incorporando assim algumas funcionalidades de roteamento. Um switch que pode operar em mais de uma camada é chamado de Switch Multilayer.
Há até mesmo switches de camada 4 e camada 7 disponíveis no mercado.

Os Switches gerenciam o fluxo de dados através de uma rede transmitindo uma mensagem recebida apenas para um ou mais dispositivos para os quais a mensagem foi enviada. Cada dispositivo de rede conectado a um switch pode ser identificado usando um número de endereço MAC (endereço físico), permitindo assim que o switch controle o fluxo de tráfego. Assim, é possível obter o máximo de eficiência e segurança na rede.

Um switch ainda pode transmitir pacotes para toda a rede, quando uma mensagem é enviada em broadcast, por exemplo. Por conta disso, o segmento de rede formado pelos dispositivos conectados a um switch é considerado ainda um Domínio de Broadcast. Porém, um DOmínio de Colisão é criado em cada porta do switch, o que elimina os problemas de colisão de dados que ocorriam ao se usar hubs.

Muitos switches permitem a conexão de diferentes tipos de redes, geralmente por meio do uso de interfaces modulares, como por exemplo Ethernet, Fibre Channel, ATM e outras.

Funcionamento de um Switch

O switch encaminha os pacotes para o dispositivo ou grupo de dispositivos de destino, em vez de simplesmente encaminhar os pacotes para todos os nós da rede, como ocorria com os hubs, que eram dipositivos com basicamente a mesma função dos switches, porém sem muitas de suas capacidades. Para isso, ele tem a capacidade de aprender os endereços físicos dos dispositivos a ele conectados, e armazenar essa informação para uso posterior, associando os endereços físicos às portas onde esses dispositivos estão conectados.

Uma vez que o switch tenha aprendido os endereços físicos dos dispositivos a ele conectados, ele irá encaminhar os quadros da camada de enlace de dados usando um método de encaminhamento específico. Existem quatro métodos de encaminhamento que um switch pode usar:

• Store and Forward: o switch armazena em buffer os dados e verifica cada quadro antes de encaminhá-lo; um quadro é recebido em sua totalidade antes de ser encaminhado.
• Cut-through: o switch inicia o encaminhamento logo após o endereço de destino quadro ter sido recebido. Quando a porta de saída está ocupada no momento, o switch passa a operar no modo store and forward. Não há verificação de erros neste método.
• Fragment Free: Este método junta benefícios dos dois métodos anteriores. Neste método os primeiros 64 bytes do quadro, onde a informação de endereçamento é armazenada, são verificados. De acordo com as especificações Ethernet, as colisões devem ser detectados durante os primeiros 64 bytes do quadro, de modo que quadros que possuam erros devido a colisões não devem ser encaminhados. Desta forma, o quadro vai sempre chegar ao seu destino pretendido. A verificação de erros dos dados reais no pacote será realizada no dispositivo de destino.
• Adaptive Switching: Neste método é realizada uma seleção automática entre os outros três modos.

Diagrama de Switch conectando dispositivos

Classificação quanto à Configuração

Os switches podem ser classificados em Gerenciáveis e Não-Gerenciáveis:

• Não-Gerenciável: Sem opções ou interfaces de configuração. Geralmente usados em pequenos ambientes SOHO.
• Gerenciável: Possuem opções para alterar o modo de funcionamento do dispositivo. Podem usar interfaces de linha de comandos, web, ssh, console serial ou outros métodos de acesso, e permitem alterar configurações tais como habilitar protocolo Spanning Tree, Port Mirroring, configurar largura de banda das portas, aplicar filtros de MAC e criar VLANs, entre diversas outras.

Principais Fabricantes de Switches

Abaixo temos uma lista com alguns dos principais fabricantes de switches que atuam no mercado hoje. A lista não está completa, mas traz os fabricantes com maior representatividade e volume de vendas da atualidade:

• Cisco
• Brocade
• TP-Link
• Allied Telesis
• Juniper
• Linksys
• TRENDnet
• D-Link
• NetGear
• HP

Conclusão

Neste artigo apresentamos o funcionamento básico de um switch genérico, e listamos os tipos e classificações existentes. Para um estudo mais aprofundado sobre este tipo de equipamento, incluindo configuração de switches gerenciáveis, recomendamos os vídeos sobre Certificação Cisco CCNA do canal da Bóson Treinamentos em Tecnologia.

Você pode também assistir ao vídeo a seguir, que explica os conceitos apresentados nesse artigo, trazendo alguns pontos extras:

No próximo artigo: O que é um Roteador.

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