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Switch. Introdução. As redes locais de computadores (LAN’s) permitem aos seus usuários compartilharem recursos tais como periféricos, informações e aplicações, de maneira simples e eficiente.
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Introdução • As redes locais de computadores (LAN’s) permitem aos seus usuários compartilharem recursos tais como periféricos, informações e aplicações, de maneira simples e eficiente. • Estas redes estão divididas em dois grupos, segundo o tipo de componentes utilizados: COMPONENTES PASSIVOS, responsáveis pelo transporte dos dados através do meio físico (cabos, antenas, acessórios de cabeamento e tubulações) e COMPONENTES ATIVOS, estes responsáveis pela comunicação adequada entre os diversos equipamentos de rede como as estações de trabalho, servidores, multiplexadores, etc. • Dentro da categoria COMPONENTES ATIVOS destacamos o switch, a bridge, o roteador, etc, pelo papel que eles desempenham dentro da rede local. • Esse conjunto de elementos de rede - ativos e passivos – é que garante uma comunicação confiável, com a performance requerida pelas aplicações.
Introdução • Pode-se observar o quanto é imprescindível que os equipamentos estejam adequadamente dimensionados para que possam atender plenamente as necessidades dos usuários. Por exemplo, hoje em dia as redes locais têm que transportar grandes quantidades de informação, arquivos contendo textos, dados, gráficos e imagens, para isso requerendo recursos de alta capacidade e velocidade. • Dos equipamentos para uma rede física, que interligam microcomputadores, impressoras, servidores, etc... • O foco é o SWITCH, um equipamento que tem por objetivo principal a interligação e domínio de colisão.
O que é um SWITCH • Um switch nada mais é que uma ponte bem mais esperta. Ele funciona de maneira semelhante à ponte também opera na camada 2 do modelo OSI.
O que é um SWITCH • Os SWITCHES são semelhantes a pontes pelo fato de ambos basearem o roteamento em endereços de quadro. • Na verdade, muitas pessoas utilizam os dois termos de forma intercambiável. • A principal diferença e que um switch e usado com maior frequência para conectar computadores individuais, como mostra a Figura abaixo.
Interligação de redes através de um switch • A partir do momento em que as estações estão ligadas a esse elemento central, no qual a implementação interna é desconhecida, mas a interface é coerente com as estações, é possível pensar que esses elementos podem implementar arquiteturas que não utilizam apenas um meio compartilhado, mas sim possibilitam a troca de mensagens entre várias estações simultaneamente. • Dessa forma, as estações podem obter para si taxas efetivas de transmissão bem maiores. Conceitualmente, switches poderiam ser considerados bridges multi-portas. • Como "bridging" tecnicamente é uma função da camada 2 do modelo OSI, todos os padrões atuais de rede (Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI, etc) podem ser conectados através de switches.
Tabela CAM Memória de conteúdo endereçável (CAM) é um tipo especial de memória de computador usado em determinadas aplicações de velocidade muito alta. É também conhecida como memória associativa, armazenamento associativo, ou um array associativo, embora o último termo é usado mais frequentemente para uma estrutura de dados de programação. (Hannum et al., 2004). Vários computadores personalizados, como o STARAN Goodyear, foram construídos para implementar CAM, e foram referidos como computadores associativo.
Funcionamento do Switch • O funcionamento do SWITCH é semelhante ao da PONTE. • Ele possui uma tabela de encaminhamento chamada tabela CAM. • Nessa tabela está especificado a associação das máquinas as portas do switch. • Quando o switch precisa encaminhar um quadro e não há em sua tabela qualquer informação referente em qual porta está a máquina destino, ele encaminha o quadro para todas as portas, exceto para a porta que originou o frame. • Depois que a máquina responde e ele conseqüentemente aprende em qual porta ela está conectada, ele passa a se comunicar diretamente com ela através daquela porta.
Funcionamento do Switch » João manda um frame para Mel. No frame constam as informações.
Principais Vantagens » O switch envia o frame para todas as portas (broadcast), já que acabou de ser inicializado e coloca em sua tabela.
Funcionamento do Switch » Nesse processo, todas máquinas que não possuem o endereço destino descartam o pacote. Assim, Mel responde:
Funcionamento do Switch » O switch encaminha o quadro para a porta 1 (conforme consta em sua tabela) e adiciona as informações de Mel em sua tabela.
Funcionamento do Switch • Quando João e Mel precisarem se comunicar novamente o switch não mais enviará o frame para todas as portas, e sim e tão somente entre as portas de que João e Mel fazem parte. • Agora ele já sabe que João está na porta 1 e Mel na porta 6. • Em suma, o switch usa o MAC Origem para aprender os endereços e o MAC destino para comutação dos frames.
Funcionamento do Switch – Métodos de Switching Atualmente existem três métodos de Switching, esses métodos são ás lógicas em que o Swicth trabalha, facilitando assim o funcionamento do equipamento. Contribuem também para que o switch tenha uma alta taxa de encaminhamento de quadros. – Store and Forward Nesse método o switch processa todo o quadro (Store) antes de encaminhá-lo (forward). O campo FCS também é checado. O FCS serve para verificar a integridade do quadro. Logo, quadros que não são íntegros são descartados. Esse método é o mais lento de todos e era utilizado também pelas pontes.
Funcionamento do Switch – Cut-Through Nesse método o campo endereço de destino é verificado e os primeiros bits são encaminhados para a porta sem que o quadro inteiro tenha sido recebido. O FCS não é verificado e logo não há como descartar quadros defeituosos. Ele é mais rápido que o store and forward. – Fragment Free Análogo ao anterior. Aguarda o recebimento dos primeiros 64 bytes antes de encaminhar o quadro. De acordo com as especificações, se houver uma colisão ela será detectada nos primeiros 64 bytes do quadro. Logo, quadros com erro por colisão não serão encaminhados. O FCS não é checado.
Conclusão • Os switches permitem que os usuários de redes de computadores troquem informações e compartilhem recursos, obtendo o máximo de performance da rede. • Existe um conjunto muito grande de opções e configurações possíveis para todos os tipos de negócio. • Originalmente projetados para conectar servidores e estações de trabalho em redes locais, os switches tornaram-se uma boa opção nos projetos de redes, visando tornar um upgrade futuro menos oneroso e mais simples. • Os switches podem ser utilizados em uma rede ao nível de grupos de trabalho, departamentos e backbone. • São especialmente indicados nas situações de congestionamento de tráfego, que pode ocorrer no acesso a um servidor de uma rede local ou a um backbone corporativo de uma LAN compartilhada.
Bibliografia Redes De Computadores Andrew Tanenbaum 4Ed Pt Br Com Figuras N http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_switches_em_redes_locais.php http://www.juliobattisti.com.br/tutoriais/paulocfarias/redesbasico020.asp
