Redes Básico – Parte XIX

 

5- Equipamentos de Conectividade

 

Uma rede não é só feita de estações, servidores e cabos. Existem dispositivos que podem ser usados para expandir a rede, segmentar o tráfego e para conectar duas ou mais redes. Um deles já vimos em capítulos anteriores de forma sucinta, o hub.

 

Nesse capítulo estaremos falando mais detalhadamente sobre ele. As pontes e switches tem como principal função a segmentação do tráfego em uma rede grande , os roteadores servem como meio de interligação de duas ou mais redes e os gateways tornam possível a comunicação entre diferentes ambientes e arquiteturas.

 

5.1 – Hubs

 

Conforme vimos anteriormente, o hub é o elemento central de uma rede baseada em cabo par-trançado. Opera na camada física do modelo OSI regenerando os sinais de rede e enviando-os para os outros segmentos.  As estações são conectadas as portas do hub e se houver algum problema em uma estação, a rede não será afetada, somente aquela porta. A rede só será paralisada se o hub apresentar algum problema.

 

Figura 5.1 – Hub

 

Cada hub pode chegar a ter 24 portas. Á medida que a rede cresce, podemos conectar  hubs de maneira distinta. Uma delas a menos recomendada para redes médias e grandes, é ligá-los em série através de cabos par trançado pelas suas portas uplink. Lembrando que no máximo 4 hubs podem ser cascateados segundo a regra 5-4-3. No máximo 5 segmentos conectados por 4 hubs e somente 3 deles podem ser povoados.

 

Figura 5.2 – Cascateando Hubs

 

A outra é a mais recomendável porque ao invés de aparecerem para a rede como  hubs em separado, a rede os verá como um único hub de n portas. Nessa forma de ligação os hubs são cascateados usando uma porta especial que fica na parte traseira. Normalmente no máximo 8 hubs podem ser conectados dessa forma.

 

Figura 5.3 – Ligando hubs serialmente usando cabo UTP

 

Embora o hub aparentemente passe a idéia ilusória de filtrar ou isolar o tráfego entre as estações, ele na realidade não o faz. Podemos ser levados a crer que  quando uma estação realiza uma transmissão na rede, o hub cuida para que isso fique restrito entre a origem e o destino sem afetar as outras portas, mas ocorre justamente o contrário. Na realidade o hub nada mais é que um repetidor multi-porta. Quando uma estação transmite alguma coisa o sinal é propagado por todas as portas do hub e conseqüentemente por toda a rede, ou seja, continua havendo a competição entre as máquinas para acessar a rede. E não há nenhuma surpresa nisso porque por operar na camada 1 do modelo OSI, ele não entende endereços MAC. Todos os usuários conectados a um único hub ou uma pilha de hubs, compartilham o mesmo segmento e a mesma largura de banda. O hub é uma boa forma de se expandir a rede, mas não passa disso. À medida que uma rede composta por hubs, cresce muito e passamos a ter problemas de performance, temos a disposição outros dispositivos que podem nos ajudar a segmentar o tráfego e aumentar a performance da rede.

 

5.1.1 – Hubs Inteligentes

 

Existem alguns tipos de hubs que permitem ao administrador da rede, um maior controle sobre a ação do hub, são os hubs inteligentes. Eles vão além das funções desempenhadas pelos hubs comuns.

 

» Incorporam um processador e softwares de diagnóstico.

 

» Podem detectar e mesmo isolar da rede estações problemáticas.

 

» Detectam pontos de congestionamento.

 

» Possuem uma interface de linha de comando para se interagir com o hub.

 

» Podem impedir acesso não autorizado ao equipamento.

 

» Possuem normalmente um módulo que pode ser acoplado ao hub para que o mesmo seja gerenciado através de software.

 

Figura 5.4 – Um hub inteligente

 

Figura 5.5 – Interface de linha de comando

 

5.2 – Pontes

 

A ponte opera na camada 2 (Enlace)  do modelo OSI, ou seja ela é capaz de entender endereços MAC e portanto de filtrar tráfego entre segmentos de uma rede. Como a ponte opera na camada 2, ela permite que qualquer tipo de protocolo passe por ela. Ela é muito útil quando precisamos segmentar uma rede grande em duas redes menores para aumentar a performance. Mas como funciona uma ponte?

 

A ponte basicamente é composta de duas portas que conectam os segmentos de uma rede . O tráfego gerado por um segmento fica confinado no mesmo evitando assim que haja interferência no tráfego do outro segmento. O tráfego só atravessará para o outro segmento, se a estações origem e destino não estiverem no mesmo segmento. Vamos exemplificar isso para entender melhor.

 

Considere a figura abaixo:

 

Figura 5.6 – Uma ponte conectando dois segmentos.

 

Quando uma máquina do segmento 1 quer se comunicar com outra máquina que está no mesmo segmento, o tráfego gerado não atravessa para o segmento 2. Porém quando uma máquina no segmento 1 quer se comunicar com uma máquina que está no segmento 2, a ponte permite que o tráfego chegue ao segmento 2. Mas fica a pergunta. Como a ponte sabe quando tem que permitir ou não o tráfego entre os segmentos?  Em outras palavras, como a ponte sabe que o João está no segmento 1 e Maria no segmento 2?

 

A ponte opera baseada no principio de que cada máquina tem o seu endereço MAC. Ela possui uma tabela que diz em que segmento a máquina está localizada, e baseado nessa tabela, toma as decisões. Essa tabela é construída com base na verificação dos endereços MAC origem de cada pacote. Quando a máquina X manda um frame para a máquina Y, a ponte aprende pelo endereço MAC que a máquina X por exemplo, pertence ao segmento 1 e armazena essa informação em sua tabela. Quando a máquina Y responde , a ponte aprende que a máquina Y pertence ao segmento 2 por exemplo e também armazena essa informação em sua tabela. Essa tabela é volátil, ou seja quando a ponte é desligada essas informações são perdidas.

 

Existe uma situação em que a ponte encaminha os pacotes entre todos os segmentos, indiferente de qual segmento as máquinas envolvidas no processo de transmissão estão. É quando em sua tabela não consta nenhuma informação de qual segmento estão as máquinas envolvidas. Isso acontece por exemplo quando a ponte é inicializada e portanto a sua tabela se encontra vazia ou quando uma máquina nova é adicionada ao segmento.

 

Figura 5.7 – Ponte construindo sua tabela de roteamento