2009
Prof. Edney Soares Trindade
Redes de Computadores
Apostila de Redes de Computadores.
Professor da ETPC / UGB / UniFOA / UBC Prof. Edney Soares Trindade prof.edney@superig.com.br (24) 9268 – 1050 / (12) 9180 - 6804
Índice Modelos de Redes .................................................................................................................... 1 Usando camadas para analisar problemas em um fluxo de materiais ....................................1 Usando camadas para descrever a comunicação de dados .................................................... 2 Modelo OSI ............................................................................................................................... 3 Camadas OSI ......................................................................................................................... 4 Comunicação ponto-a-ponto .................................................................................................5 Modelo TCP/IP .......................................................................................................................... 8 Processo detalhado de encapsulamento ............................................................................. 12 Funcionalidade das Camadas do Modelo OSI ............................................................................ 6 Camada Física ....................................................................................................................... 6 Camada Enlace de dados .......................................................................................................6 Camada de rede .................................................................................................................... 7 Camada de Transporte .......................................................................................................... 7 Camada de Sessão................................................................................................................. 7 Camada de Apresentação......................................................................................................8 Camada de Aplicação ............................................................................................................ 8 Principais Dispositivos de Rede ............................................................................................... 14 HUBs ................................................................................................................................... 14 Bridges ................................................................................................................................ 14 Switch ................................................................................................................................. 15 Roteadores ......................................................................................................................... 17
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MODELOS DE REDES Usando camadas para analisar problemas em um fluxo de materiais O conceito de camadas é usado para descrever como ocorre a comunicação de um computador para outro. A Figura mostra um conjunto de questões que são relacionadas ao fluxo, que é definido como um movimento de objetos físicos ou lógicos através de um sistema. Estas questões mostram como o conceito de camadas ajuda na descrição dos detalhes do processo de fluxo. Este processo pode ser associado a qualquer tipo de fluxo, de um fluxo de tráfego em um sistema rodoviário até o fluxo de dados através de uma rede. A Figura mostra vários exemplos de fluxo e maneiras em que o fluxo de informações pode ser decomposto em detalhes ou camadas.
Uma conversação entre duas pessoas apresenta uma boa oportunidade para usar uma abordagem de camadas para analisar o fluxo de informações. Em uma conversação, cada pessoa que deseja comunicar-se começa por criar uma idéia. Em seguida deve-se tomar uma decisão de como comunicar a idéia de maneira correta. Por exemplo, uma pessoa poderia decidir falar, cantar ou gritar, e qual idioma usar. Finalmente a idéia seria entregue. Por exemplo, a pessoa cria o som que transporta a mensagem. Este processo pode ser dividido em camadas separadas que podem ser aplicadas a todas as conversações. A camada superior é a idéia que será comunicada. A camada do meio é a decisão de como será comunicada a idéia. A camada inferior é a criação do som para transportar a comunicação.
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O mesmo método de dividir uma tarefa em camadas explica como uma rede de computador distribui informações a partir de uma fonte até o seu destino. Quando os computadores enviam informações através de redes, todas as comunicações têm origem na fonte e depois trafegam até um destino. A informação que navega pela rede é geralmente conhecida como dados ou um pacote. Um pacote é uma unidade de informações logicamente agrupadas que se desloca entre sistemas de computadores. Conforme os dados são passados entre as camadas, cada camada acrescenta informações adicionais que possibilitam uma comunicação efetiva com a camada correspondente no outro computador. Os modelos OSI e TCP/IP possuem camadas que explicam como os dados são comunicados desde um computador para outro. Os modelos diferem no número e função das camadas. Entretanto, cada modelo pode ser usado para ajudar na descrição e fornecimento de detalhes sobre o fluxo de informação desde uma fonte até um destino.
Usando camadas para descrever a comunicação de dados Para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem até um destino, através de uma rede, é importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, ou protocolo. Um protocolo é um conjunto de regras que tornam mais eficiente a comunicação em uma rede. Por exemplo, ao pilotarem um avião, os pilotos obedecem a regras muito específicas de comunicação com outros aviões e com o controle de tráfego aéreo. Um protocolo de comunicações de dados é um conjunto de regras, ou um acordo, que determina o formato e a transmissão de dados. A Camada 4 no computador de origem comunica com a Camada 4 no computador de destino. As regras e convenções usadas para esta camada são conhecidas como protocolos de Camada 4. É importante lembrar-se de que os protocolos preparam dados de uma maneira linear. Um protocolo em uma camada realiza certos conjuntos de operações nos dados ao preparar os dados que serão enviados através da rede. Em seguida os dados são passados para a próxima camada onde outro protocolo realiza um conjunto diferente de operações. Uma vez enviado o pacote até o destino, os protocolos desfazem a construção do pacote que foi feito no lado da fonte. Isto é feito na ordem inversa. Os
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protocolos para cada camada no destino devolvem as informações na sua forma original, para que o aplicativo possa ler os dados corretamente.
MODELO OSI O início do desenvolvimento de redes era desorganizado em várias maneiras. No início da década de 80 houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes. À medida que as empresas percebiam as vantagens da utilização da tecnologia de redes, novas redes eram criadas ou expandidas tão rapidamente quanto eram apresentadas novas tecnologias de rede.
Lá pelos meados de 1980, essas empresas começaram a sentir os problemas causados pela rápida expansão. Assim como pessoas que não falam o mesmo idioma têm dificuldade na comunicação entre si, era difícil para as redes que usavam diferentes especificações e implementações trocarem informações. O mesmo problema ocorreu com as empresas que desenvolveram tecnologias de rede proprietária ou particular. Proprietário significa que uma empresa ou um pequeno grupo de empresas controla todos os usos da tecnologia. As tecnologias de rede que seguiam estritamente as regras proprietárias não podiam comunicar-se com tecnologias que seguiam diferentes regras proprietárias. Para tratar dos problemas de incompatibilidade entre as redes, a International Organization for Standardization (ISO) realizou uma pesquisa nos modelos de redes como Digital Equipment Corporation net (DECnet), Systems Network Architecture (SNA) e TCP/IP a fim de encontrar um conjunto de regras aplicáveis a
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todas as redes. Com o resultado desta pesquisa, a ISO criou um modelo de rede que ajuda os fabricantes na criação de redes que são compatíveis com outras redes. O modelo de referência da Open System Interconnection (OSI) lançado em 1984 foi o modelo descritivo de rede que foi criado pela ISO. Ele proporcionou aos fabricantes um conjunto de padrões que garantiam uma maior compatibilidade e interoperabilidade entre as várias tecnologias de rede produzidas pelas companhias ao redor do mundo. O modelo de referência OSI é o modelo fundamental para comunicações em rede. Apesar de existirem outros modelos, a maioria dos fabricantes de redes relaciona seus produtos ao modelo de referência OSI. Isto é especialmente verdade quando querem educar os usuários na utilização de seus produtos. Eles o consideram a melhor ferramenta disponível para ensinar às pessoas a enviar e receber dados através de uma rede.
Camadas OSI O modelo de referência OSI é uma estrutura que você pode usar para entender como as informações trafegam através de uma rede. O modelo de referência OSI explica como os pacotes trafegam através de várias camadas para outro dispositivo em uma rede, mesmo que a origem e o destino tenham diferentes tipos de meios físicos de rede. No modelo de referência OSI, existem sete camadas numeradas e cada uma ilustra uma função particular da rede. – Dividir a rede nessas sete camadas oferece as seguintes vantagens: 1. Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples. 2. Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por parte de vários fabricantes. 3. Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede para que possam comunicar entre si. 4. Evita que as mudanças em uma camada afetem outras camadas. 5. Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão.
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Comunicação ponto-a-ponto Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo OSI na origem deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de comunicação é chamada ponto-a-ponto. Durante este processo, os protocolos de cada camada trocam informações, denominadas unidades de dados de protocolo (PDUs). Cada camada de comunicação no computador de origem se comunica com uma PDU específica da camada, e com a sua camada correspondente no computador de destino.
Pacotes de dados em uma rede são originados em uma origem e depois trafegam até um destino. Cada camada depende da função de serviço da camada OSI abaixo dela. Para fornecer esse serviço, a camada inferior usa o encapsulamento para colocar a PDU da camada superior no seu campo de dados; depois, adiciona os cabeçalhos e trailers que a camada precisa para executar sua função. A seguir, enquanto os dados descem pelas camadas do modelo OSI, novos cabeçalhos e trailers são
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adicionados. Depois que as Camadas 7, 6 e 5 tiverem adicionado suas informações, a Camada 4 adiciona mais informações. Esse agrupamento de dados, a PDU da Camada 4, é chamado segmento. A camada de rede fornece um serviço à camada de transporte, e a camada de transporte apresenta os dados ao subsistema da internetwork. A camada de rede tem a tarefa de mover os dados através da internetwork. Ela efetua essa tarefa encapsulando os dados e anexando um cabeçalho, criando um pacote (a PDU da Camada 3). O cabeçalho tem as informações necessárias para completar a transferência, como os endereços lógicos da origem e do destino. A camada de enlace de dados fornece um serviço à camada de rede. Ela faz o encapsulamento das informações da camada de rede em um diagrama (a PDU da Camada 2). O cabeçalho do quadro contém informações (por exemplo, endereços físicos) necessárias para completar as funções de enlace de dados. A camada de enlace fornece um serviço à camada de rede encapsulando as informações da camada de rede em um quadro. A camada física também fornece um serviço à camada de enlace. A camada física codifica o quadro de enlace de dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão no meio (geralmente um cabo) na Camada 1.
FUNCIONALIDADE DAS CAMADAS DO MODELO OSI Camada Física – Camada 1 A camada 1, a mais baixa do modelo OSI, é a camada Física. Esta camada transmite fluxo de bits desestruturados através de uma mídia física (como o cabo de rede). A camada física, conecta as interfaces elétricas, ópticas, mecânicas e funcionais ao cabo. A camada física também transporta os sinais que transmitem dados gerados pelas camadas superiores. Esta camada define como o cabo é conectado à placa de rede. Também define qual técnica de transmissão será utilizada para enviar dados pelo cabo de rede.
Camada Enlace de dados – Camada 2 A camada 2, enlace de dados envia estruturas de dados da camada de rede para a camada física. Na extremidade receptora a camada de enlace de dados organiza bits da camada física em estrutura de dados. Uma estrutura de dados é uma estrutura prof.edney@superig.com.br
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lógica e organizada, na qual os dados podem ser colocados. A camada de enlace é responsável pelo fornecimento da transferência sem erros , isso permite que a camada de rede assuma a transmissão virtualmente sem erros através da conexão da rede.
Camada de rede – Camada 3 A camada 3, de Rede, é responsável por endereçar mensagens e traduzir endereços lógicos e nomes para endereços físicos. Esta camada também determina o percurso do computador de origem ao computador destino. Determina qual o caminho os dados devem seguir baseados nas condições da rede, prioridade de serviço e outros fatores. Também gerencia problemas de tráfego, tais como, transferência de pacotes, roteamento e controle do congestionamento de dados.
Camada de Transporte – Camada 4 A camada 4, de transporte, fornece um nível de conexão adicional sob a camada de Sessão. A camada de transporte assegura que os pacotes são entregues livres de erro, em seqüência e sem perdas ou duplicações. Esta camada recoloca as mensagens em pacotes, dividindo mensagens longas em vários pacotes, e agrupando pacotes pequenos em um único maior. Isto permite que os pacotes sejam transmitidos eficientemente pela rede. Ao final da transmissão, a camada de transporte retira as mensagens do pacote, as reagrupa e, envia uma confirmação de recebimento. A camada de transporte fornece controle de fluxo, manipulação de erros e está envolvida na solução de problemas relativos à transmissão e recepção de pacotes.
Camada de Sessão – Camada A camada 5, de sessão, permite que dois aplicativos em computadores diferentes estabeleçam, utilizem e terminem uma conexão chamada de sessão. Esta camada faz o reconhecimento de nomes e de funções, tais como segurança, necessárias para que dois aplicativos se comuniquem através da rede.
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Camada de Apresentação – Camada 6 A camada 6, de apresentação, determina o formato utilizado para transmitir dados entre computadores de rede. No computador remetente esta camada, traduz os dados a partir do formato enviado pela camada de Aplicação para um formato intermediário. No computador que está recebendo os dados, esta camada traduz o formato intermediário em um formato útil à camada de aplicação. A camada de apresentação é responsável pela conversão de protocolos, tradução dos dados, criptografia dos dados, alteração ou conversão do grupo de caracteres , expansão de comandos gráficos e gerencia a compressão dos dados.
Camada de Aplicação – Camada 7 A camada 7, a mais alta do modelo OSI, é a camada de aplicação. Ela atua como a janela para processos de aplicativos para acessar serviços de rede. Esta camada representa os serviços que dão suporte direto aos aplicativos dos usuários, tais como, software para transferência de arquivos, para acesso a banco de dados, e para correio eletrônico.
MODELO TCP/IP O padrão histórico e técnico da Internet é o modelo TCP/IP. O Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) desenvolveu o modelo de referência TCP/IP porque queria uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condição, mesmo a uma guerra nuclear. Em um mundo conectado por diferentes tipos de meios de comunicação como fios de cobre, microondas, fibras ópticas e links de satélite, o DoD queria a transmissão de pacotes a qualquer hora e em qualquer condição. Este problema de projeto extremamente difícil originou a criação do modelo TCP/IP. Ao
contrário das tecnologias de
rede proprietárias mencionadas
anteriormente, o TCP/IP foi projetado como um padrão aberto. Isto queria dizer que qualquer pessoa tinha a liberdade de usar o TCP/IP. Isto ajudou muito no rápido desenvolvimento do TCP/IP como padrão. O modelo TCP/IP tem as seguintes quatro camadas: 1. A camada de Aplicação 2. A camada de Transporte
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3. A camada de Internet. 4. A camada de acesso à rede Embora algumas das camadas no modelo TCP/IP tenham os mesmos nomes das camadas no modelo OSI, as camadas dos dois modelos não correspondem exatamente. Mais notadamente, a camada de aplicação tem diferentes funções em cada modelo. Os projetistas do TCP/IP decidiram que os protocolos de mais alto nível deviam incluir os detalhes da camada de sessão e de apresentação do OSI. Eles simplesmente criaram uma camada de aplicação que trata de questões de representação, codificação e controle de diálogo. A camada de transporte lida com questões de qualidade de serviços de confiabilidade, controle de fluxo e correção de erros. Um de seus protocolos, o Transmission Control Protocol (TCP), fornece formas excelentes e flexíveis de se desenvolver comunicações de rede confiáveis com baixa taxa de erros e bom fluxo. O TCP é um protocolo orientado a conexões. Ele mantém um diálogo entre a origem e o destino enquanto empacota informações da camada de aplicação em unidades chamadas segmentos. O termo orientado a conexões não quer dizer que existe um circuito entre os computadores que se comunicam. Significa que segmentos da Camada 4 trafegam entre dois hosts para confirmar que a conexão existe logicamente durante um certo período. O propósito da camada de Internet é dividir os segmentos TCP em pacotes e enviá-los a partir de qualquer rede. Os pacotes chegam à rede de destino independente do caminho levado para chegar até lá. O protocolo específico que governa essa camada é chamado Internet Protocol (IP). A determinação do melhor caminho e a comutação de pacotes ocorrem nesta camada. É muito importante a relação entre IP e TCP. Pode-se imaginar que o IP aponta o caminho para os pacotes, enquanto que o TCP proporciona um transporte confiável. O significado do nome da camada de acesso à rede é muito amplo e um pouco confuso. É também conhecida como a camada host-para-rede. Esta camada lida com todos os componentes, tanto físico como lógico, que são necessários para fazer um
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link físico. Isso inclui os detalhes da tecnologia de redes, inclusive todos os detalhes nas camadas física e de enlace do OSI. A Figura ilustra alguns dos protocolos comuns especificados pelo modelo de referência TCP/IP. Alguns dos protocolos da camada de aplicação incluem os seguintes: 1. File Transfer Protocol (FTP) 2. Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 3. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) 4. Sistema de Nomes de Domínios (DNS) 5. Trivial File Transfer Protocol (TFTP) Os protocolos mais comuns da camada de transporte incluem: 1. Transport Control Protocol (TCP) 2. User Datagram Protocol (UDP) O principal protocolo da camada de Internet é: 1. Internet Protocol (IP) A camada de acesso à rede se refere a qualquer tecnologia em particular usada em uma rede específica. Independentemente dos aplicativos de rede fornecidos e do protocolo de transporte utilizado, existe apenas um protocolo de Internet que é o IP. Esta é uma decisão intencional de projeto. O IP serve como um protocolo universal que permite que qualquer computador, em qualquer lugar, se comunique a qualquer momento. Uma comparação entre o modelo OSI e o modelo TCP/IP realçará algumas semelhanças e diferenças. Semelhanças incluem: 1. Ambos têm camadas. 2. Ambos têm camadas de aplicação, embora incluam serviços muito diferentes. 3. Ambos têm camadas de transporte e de rede comparáveis. 4. Os dois modelos precisam ser conhecidos pelos profissionais de rede.
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5. Ambos supõem que os pacotes sejam comutados. Isto quer dizer que os pacotes individuais podem seguir caminhos diferentes para chegarem ao mesmo destino. Isto é em contraste com as redes comutadas por circuitos onde todos os pacotes seguem o mesmo caminho. As diferenças incluem: 1. O TCP/IP combina os aspectos das camadas de apresentação e de sessão dentro da sua camada de aplicação. 2. O TCP/IP combina as camadas física e de enlace do OSI na camada de acesso à rede. 3. O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas. 4. Os protocolos TCP/IP são os padrões em torno dos quais a Internet se desenvolveu, portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por causa dos seus protocolos. Ao contrário, geralmente as redes não são desenvolvidas de acordo com o protocolo OSI, embora o modelo OSI seja usado somente como um guia. Embora os protocolos do TCP/IP sejam os padrões com os quais a Internet cresceu, este currículo vai usar o modelo OSI pelas seguintes razões: 1. É um padrão genérico, independente de protocolos. 2. Tem mais detalhes, o que o torna de maior ajuda para o ensino e a aprendizagem. 3. Tem mais detalhes, o que pode ser útil na solução de problemas. Muitos profissionais da rede têm opiniões diversas sobre que modelo usar. Devido à natureza da indústria, é necessário familiarizar-se com ambos. Ambos os modelos OSI e TCP/IP serão mencionados por todo o currículo. A ênfase deve ser no seguinte: 1. TCP como um protocolo da Camada 4 do OSI 2. TCP como um protocolo da Camada 3 do OSI 3. Ethernet como uma tecnologia da Camada 2 e da Camada 1
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Lembre-se de que existe uma diferença entre um modelo e um protocolo real que é usado em redes. O modelo OSI será usado para descrever os protocolos TCP/IP.
Processo detalhado de encapsulamento Todas as comunicações numa rede começam em uma origem e são enviadas a um destino. As informações enviadas através da rede são conhecidas como dados ou pacotes de dados. Se um computador (host A) desejar enviar dados para outro computador (host B), os dados devem primeiro ser empacotados através de um processo chamado encapsulamento. O encapsulamento empacota as informações de protocolo necessárias antes que trafeguem pela rede. Assim, à medida que o pacote de dados desce pelas camadas do modelo OSI, ele recebe cabeçalhos, trailers e outras informações.
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Para ver como o encapsulamento ocorre, vamos examinar a forma como os dados viajam pelas camadas. Uma vez que os dados são enviados pela origem, eles viajam através da camada de aplicação em direção às outras camadas. O empacotamento e o fluxo dos dados que são trocados passam por alterações à medida que as camadas executam seus serviços para os usuários finais. As redes devem efetuar as cinco etapas de conversão a seguir para encapsular os dados: 1. Gerar os dados. Quando um usuário envia uma mensagem de correio eletrônico, os seus caracteres alfanuméricos são convertidos em dados que podem trafegar na internetwork. 2. Empacotar os dados para transporte fim-a-fim. Os dados são empacotados para transporte na internetwork. Usando segmentos, a função de transporte assegura que os hosts da mensagem em ambas as extremidades do sistema de correio eletrônico possam comunicar-se com confiabilidade. 3. Adicionar o endereço IP da rede ao cabeçalho. Os dados são colocados em um pacote ou datagrama que contém um cabeçalho de pacote contendo endereços lógicos de origem e destino. Esses endereços ajudam os dispositivos da rede a enviar os pacotes através da rede por um caminho escolhido. 4. Adicionar o cabeçalho e o trailer da camada de enlace de dados. Cada dispositivo da rede deve colocar o pacote dentro de um quadro. O quadro permite a conexão com o próximo dispositivo da rede diretamente conectado no
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link. Cada dispositivo no caminho de rede escolhido requer enquadramento de forma que possa conectar-se com o próximo dispositivo. 5. Converter em bits para transmissão. O quadro deve ser convertido em um padrão de 1s e 0s (bits) para transmissão no meio físico. Uma função de sincronização de clock permite que os dispositivos diferenciem esses bits à medida que trafegam no meio físico. O meio físico das redes interconectadas pode variar ao longo do caminho usado. Por exemplo, a mensagem de correio eletrônico pode ser originada em uma rede local, atravessar um backbone do campus e sair por um link da WAN até alcançar seu destino em outra rede local remota.
PRINCIPAIS DISPOSITIVOS DE REDE Os dispositivos de redes são: placa de rede, hub, switch e roteador. Placa de rede e hub são os dispositivos que trabalham na camada física, já o switch, existe um modelo de switch denominado de switch nível 2 que trabalha até a camada de enlace e, o switch nível 3 e o roteador trabalham até a camada de rede. O switch nível 3 ele difere do switch nível 2 quando é necessário dividir a rede logicamente, já a diferença do roteador para o switch nível 3 é que o primeiro é para redes WAN e o segundo é para redes LAN.
HUBs Trabalham na camada Física do Modelo OSI. São repetidores multiportas, pacotes recebidos em qualquer uma das portas do hub são repetidos para todas as portas, o que permite que nós extremos conectados ao hub se comuniquem uns com s outros entre eles.`
Bridges As bridges trabalham na camada de enlace de dados do Modelo OSI.
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Conectam duas partes da mesma rede. Lêem apenas os endereços de destino de cada pacote Ethernet ou Token Ring conferindo rapidez e eficiência. Quando uma bridge depara com um pacote, ela compara o endereço do pacote com sua lista interna. Se o endereço de destino estiver no segmento oposto ou se a bridge não tem registro daquele endereço, ela deixa passar a informação. As bridges trabalham com os endereços da camada MAC. Elas são independentes do protocolo, e transferem dados de uma estação para outra sem ter que entender o protocolo. Isso significa que elas precisam de pouca ou nenhuma configuração.
Switch
Como vemos no esquema acima, podemos classificar o controle de rede, nesta evolução do mercado de switches, em quatro níveis: Na base vemos os tradicionais switches de nível 2. Estes switches provêem apenas encaminhamento de endereços MAC, "Switch Sempre". Os switches de nível 2 (Layer 2 Switches) são funcionalmente equivalentes às bridges. Eles entregam às LANs vazão elevada de encaminhamento de pacotes entre nós, com baixa latência. Em compensação, em grandes topologias de rede plana ("flat"), podem provocar um encharcamento de tráfego de "broadcast", problemas de "loops de spanning tree" e limitações de endereçamento, que nortearam a evolução dos roteadores sobre o mercado de bridges no final da década de 80. Naturalmente, determinados fabricantes investiram em significativas evoluções das funcionalidades de seus equipamentos. Destacamos como características adicionais desenvolvidas VLANs, maior controle do broadcast entre VLANs e filtragem de endereços e protocolos.
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Onde o controle de broadcast é necessário a estratégia a se adotar é "Switch Onde Possa, Roteia Onde Deve". Esta tem sido a estratégia dos fabricantes que focaram seus investimentos no desenvolvimento e aprimoramento de Switches, ao invés de Roteadores, para os centros de dados e nos "wiring closets". Esta estratégia baseia-se na alocação do roteador fora do backbone principal e do edge das redes. Utiliza-se o roteador apenas para duas atividades: encaminhar pacotes entre VLANs e para WAN. Alguns fabricantes aprimoraram ainda mais este processo -podemos dar destaque a 3Com - e incluiram a capacidade de roteamento em alguns de seus switches, com desenvolvimentos em nível de hardware utilizando circuitos integrados dedicados para esta função dentro desses equipamentos, deixando ao roteador - elemento que por natureza insere latência ao fluxo de dados de toda LAN - apenas a função de encaminhar pacotes para a WAN. "Roteia Uma Vez e Switch Sempre Após" é a evolução desta segunda categoria, buscando atender a demanda gerada pelos novos padrões de tráfego das Intranets/Extranets. A esta abordagem encotramos as soluções de Switching IP, como o Fast IP da 3Com. Nesta tecnologia, estende-se o modelo de "Switch Onde Possa, Roteia Onde Deve" através do roteamento apenas dos fluxos de tráfego iniciais entre as sub-redes. A partir do estabelecimento da conexão entre origem e destino entre as sub-redes, toda a comunicação se dá com fluxos "cut-through" diretos a nível de switch. "L3 Switching Sempre" é a evolução tecnológica que norteia toda
a
indústria de redes no momento. Essencialmente, integram-se as tecnologias de roteamento e switching para produzir taxas de vazão agregada de encaminhamento de pacotes da ordem de milhões de pacotes por segundo (Mpps), faixas antes inimagináveis em roteadores. L3 Switching provê o mais alto grau de controle de rede, com contenção completa de broadcast e variadas opções de segurança. Naturalmente, todo benefício possui seu custo, que neste caso se traduz num valor mais elevado do investimento por porta de equipamento - mesmo assim, muito inferior ao custo por porta de um roteador. Switches de nível 3 de nova geração começam a surgir no mercado e possuem, já em suas primeiras versões, performance muito superior a qualquer roteador mais sofisticado existente. No próximo artigo - onde pretendemos abordar a tecnologia de Fast IP iremos examinar detalhadamente esta observação. Podemos citar, como exemplo, o CoreBuilder 3500 da 3Com que possui todos os recursos de switches e roteadores,
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sendo que possui uma taxa de encaminhamento de pacotes roteados superior a 4 Mpps (quatro Milhões de pacotes por segundo).
Roteadores Os roteadores trabalham na camada de Rede do modelo OSI. Isto significa que eles podem comutar e rotear pacotes através de várias redes. Eles fazem isto trocando informações específicas de protocolo entre redes separadas. Os roteadores também podem fornecer os seguintes serviços: Filtrar e isolar o tráfego e conectar segmentos de rede. Como um roteador funciona na camada de rede, ele não tem informações sobre a topologia (a informação do quadro é retirada pela camada de enlace de dados). Por isso, é possível usar um roteador para conectar segmentos de topologias diferentes.