O Switch será o segundo ativo de rede que iremos tratar, no entanto, acho importante salientar, que estas primeiras postagens têm como objetivo dar um overview dos objetivos e funções destes componentes de rede, nas postagens à frente abordaremos com mais detalhes estes assuntos.
Um Switch Ethernet como o próprio nome já diz é um chaveador, ou seja, ele “chavea“ o encaminhamento de quadros através de suas portas utilizando o MAC Address para este fim.
Como diz um colega meu: - “Êpa, êpa, explica isso direito.” O que sãos estas coisas citadas: MAC Address e quadros? Bom, como a idéia aqui é mais light, vamos pincelar a respeito destes termos e voltaremos à explicação do equipamento switch.
Todas as placas de rede têm um endereçamento físico chamado MAC Address, este é composto 48 bits, sendo 24 bits para identificar o fabricante e os outros para a própria placa. Já o quadro é um bloco de dado que é transmitido entre os switches.
Para facilitar entendimento irei mostrar abaixo como o switch atua numa rede:
1. Vamos imaginar que o micro 1 queira se comunicar com o DNS, neste caso, ele notara que o endereço IP está na mesma sub-rede do seu próprio endereço IP; assim, ele envia um broadcast ARP com o intuito de tomar conhecimento do endereço MAC do DNS.
Obs. No quadro vai informando o end. MAC de origem.
2. O Servidor DNS responde a solicitação com um quadro unicast contendo o seu endereço que no caso é, 00-1D-7D-A2-5A-25 para o cliente 1 pela porta do switch que está conectado.
3. Agora o switch já sabe quais são os MAC Address que estão nestas duas portas, montando assim sua tabela interna de endereços.
Este mesmo procedimento acontece para montar toda a tabela.
A partir deste conhecimento podemos entender uma característica interessante do switch, o de criar domínio de colisão. Mas o que vem a ser este domínio de colisão?
Vou fazer uma comparação utilizando duas redes, uma com um HUB e outra com um Switch, ai vocês poderão entender melhor. Segue abaixo uma representação de uma rede com HUB:
Vejam que numa rede com hub se o micro 2 e 3 tentarem enviar “informações” ao mesmo tempo os quadros podem colidir, isso acontece porque o hub comporta-se como um barramento distribuindo para todas as portas a informação que entra nele, ai acontece a colisão de quadros, ou seja, os dois sinais se sobrepõem tornando a informação ininteligível para os outros micros. Neste caso fica claro que uma rede com HUB constituí-se um único domínio de colisão mas, o switch é diferente, como vocês viram no início da postagem, este tem um tabela interna que indica através do end. MAC a qual porta está este ou aquele micro. Vamos criar agora o mesmo cenário acima só que com um switch e vocês saberão o que quero dizer com domínio de colisão:
Vejam que no switch ele chaveia a comunicação de forma que ele sabe para qual porta enviar determinado quadro e, com isso, “evitando” com que os quadros colidem-se, ou seja, o switch aumenta a quantidade de domínios de colisão, mas diminui o seu tamanho, neste caso agora são dois domínios de colisão contendo dois micros cada um.
Outra característica que irei falar nesta primeira fase é o processamento interno do switch. Existem três formas distintas, são elas:
Cut-through: O switch inicia o envio do pacote tão logo ele entra e é identificado seu endereço de destino (nos primeiros 14 bytes do frame). Isso reduz a latência de transmissão, entre duas portas, mas pode propagar frames com erro e broadcast storm.
Store-and-forward: Uma função tradicionalmente feita por roteadores e pontes. Buffers guardam pacotes na memória enquanto eles são totalmente recebidos, aí se faz uma checagem de integridade. A “bufferização” necessária adiciona latência ao processo, o problema é proporcional ao tamanho dos frames. Essa técnica reduz a ocorrência de colisões e pacotes errados.
Fragment-free: Ele funciona como um cut-through, mas armazena os primeiros 64 bytes do quadro antes de enviá-lo. O motivo é que a maioria dos erros e das colisões acontece nos 64 bytes iniciais de um quadro.
Bom pessoal por enquanto é só, iremos tratar mais a respeito de switch em outras postagens.
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