Comutador (redes): diferenças entre revisões

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{{ProtocolosIP}}
[[ImagemFicheiro:24-port 3Com switchport_3Com_switch.JPG|thumb|direita|300pxminiaturadaimagem|300x300px|Switch de 24 portas [[3Com]] com cabos de rede conectados]]
O '''comutador''' (em inglês, ''switch'') é um dispositivo utilizado em [[redeRede de computadores|redes de computadores]] para reencaminhar [[pacotes]] (''[[frames]]'') entre os diversos nós. Possuem [[Porta (redes de computadores)|portas]], assim como os [[concentradorConcentrador|concentradores]]es (''hubs''), sendo que a principal diferença é o comutador segmentar a rede internamente já que cada porta corresponde um domínio de colisão diferente, eliminando assim a colisão entre pacotes de segmentos diferentes. Outra importante diferença está ligada à gestão da rede, com um ''switch'' pode-se criar [[Virtual LAN|VLANVLANs]]s, deste modo a rede gerida será dividida em menores segmentos, onde identifica cada porta e envia os pacotes somente para a porta destino, evitando assim que outros nós recebam os pacotes.<ref>{{Citar web |url=http://techelp.webstarts.com/blog/post/a-diferenca-entre-um-roteador-switch-e-hub |titulo=Definição |acessodata=2016-09-28 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20161002120442/http://techelp.webstarts.com/blog/post/a-diferenca-entre-um-roteador-switch-e-hub |arquivodata=2016-10-02 |urlmorta=yes }}</ref>
 
== Funcionamento ==
Os switches operam semelhantemente a um sistema telefónico com linhas privadas. Neste sistema, quando uma pessoa liga para outra, a central telefónica conecta-as numa linha dedicada, possibilitando um maior número de conversações simultâneas.
 
Um comutador opera na camada 2 ([[camadaCamada de enlace|enlace]]) do [[modelo OSI]], encaminhando os pacotes de acordo com o [[endereço MAC]] de destino, e é destinado a [[redeRede local|redes locais]] para segmentação. Porém, atualmente (2005) existem comutadores que operam em conjunto na camada 3 ([[Camada de rede|rede]]), herdando algumas propriedades dos [[roteadorRoteador|roteadores]]es (''routers'').
 
O switch aprende com a rede e depois apenas encaminha para os endereços conhecidos. Exemplo de funcionamento: considere uma rede com 4 computadores (A, B, C e D) conectados nas portas 1, 2, 3 e 4 respectivamente, onde o computador A envia um ''frame'' ao computador D, o comutador ainda não sabe aonde está o computador D por isso ele faz [[Broadcasting (rede de computadores)|''broadcast'']] para todas as outras 3 portas (2, 3 e 4), mas ele já gravou que o computador A está na porta 1. Em outro momento, o computador C envia um ''frame'' ao computador A, então o comutador não precisa mais fazer ''broadcast'' porque ele já aprendeu que o computador A está na porta 1, então ele envia somente para esta porta, e também já aprendeu que o computador C está na porta 3, e assim sucessivamente até aprender em quais portas estão todos os computadores da rede, a partir de então ele envia somente à porta de destino específico (''[[unicast]]'').
== Métodos de comutação ==
Existem 4 metodos de comutação que um comutador pode usar, dos quais do segundo ao quarto apresentaram melhora de desempenho quando usados em produtos "comutados" com a mesma largura de banda de entrada e saída de porta:
 
# [[Store-and-forward |''Store and forward'']]: o comutador verifica cada quadro antes de encaminhá-lo; um quadro é recebido na íntegra antes de ser encaminhado.
# ''[[Switching Cut-Through|Cut Through]]:'' O comutador, não propaga domínios, envia o ''frame'' após ler seu endereço MAC de destino. Não averigua o valor da [[soma de verificação]].
# Fragment Free: tenta utilizar os benefícios do [[Store-and-forward|''Store-and-Forward'']] e ''[[Switching Cut-Through|Cut Through]]''. Verifica os primeiros 64 ''bytes'' do ''frame'', onde as informações de endereçamento estão armazenadas.
# Comutação adaptativa (''adaptative switching''): faz o uso dos outros três métodos. <ref name="Dong">{{citar livro|último1 =Dong|primeiro1 =Jielin|título=Network Dictionary|publicado=Javvin Technologies Inc.|isbn=9781602670006|página=23|url=https://books.google.com/books?id=On_Hh23IXDUC&pg=PA23&dq=adaptive+switching+network&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwi1nN6Q9sPNAhVR-mMKHR_sDUEQ6AEIKjAB#v=onepage&q=adaptive%20switching%20network&f=false|título=Network Dictionary|primeiro1=Jielin|página=23|língua=en|isbn=9781602670006|acessodata=25 de junho de 2016|línguaúltimo1=enDong|publicado=Javvin Technologies Inc.}}</ref><ref>{{citar web|título=Cray makes its Ethernet switches responsive to net conditions|url=https://books.google.com/books?id=6xcEAAAAMBAJ&pg=PA8&dq=adaptive+switching+network&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwi1nN6Q9sPNAhVR-mMKHR_sDUEQ6AEIPzAF#v=onepage&q=adaptive%20switching%20network&f=false |publicadotítulo=IDGCray Networkmakes Worldits Ethernet switches responsive to net conditions |data=1 de julho de 1996 Inc|acessodata=25 de junho de 2016 |línguapublicado=en|data=1IDG deNetwork julhoWorld deInc 1996|língua=en}}</ref>
 
== Diferenças entre Switch L2 e L3 ==
=== De acordo com o método de endereçamento das tramas usadas ===
 
===== ''Store-and-Forward'' =====
Os switches de armazenamento e encaminhamento armazenam cada quadro em um buffer antes de trocar informações para a porta de saída. Enquanto o quadro está no buffer, o comutador calcula o CRC e mede o tamanho do quadro. Se o CRC falhar, ou o tamanho for muito pequeno ou muito grande (um quadro Ethernet está entre 64 bytes e 1518 bytes), o quadro será descartado. Se tudo estiver em ordem, ele será roteado para o porto de partida.
 
Este método garante operações sem erros e aumenta a confiança da rede. Mas o tempo usado para guardar e verificar cada quadro adiciona um tempo de atraso significativo ao processamento dos quadros. O atraso total, ou atraso, é proporcional ao tamanho dos quadros: quanto maior o quadro, mais tempo esse processo leva a realizar-se.
 
===== ''Cut-Through'' =====
Os interruptores de corte foram projetados para reduzir essa latência. Esses comutadores minimizam o atraso lendo apenas os primeiros 6 bytes de dados no quadro, que contém o endereço MAC de destino, direcionando-os imediatamente para ele.
 
Há um segundo tipo de chave de interrupção, chamado sem fragmentos, que foi projetado para eliminar esse problema. O switch lê sempre os primeiros 64 bytes de cada quadro, garantindo que ele tenha pelo menos o tamanho mínimo e evitando o roteamento de runts pela rede.
 
===== ''Adaptive Cut-Through'' =====
Estes são os comutadores que processam quadros no modo adaptável e são compatíveis com armazenamento e envio e corte. Qualquer um dos modos pode ser ativado pelo administrador da rede ou o switch pode ser inteligente o suficiente para escolher entre os dois métodos, com base no número de quadros com falha que passam pelas portas.
 
=== Levando em consideração a forma de segmentação das sub-redes ===
 
===== ''Switches de capa 2'' =====
São comutadores tradicionais, que funcionam como pontes de várias portas. Seu principal objetivo é dividir uma LAN em vários domínios de colisão ou, no caso de redes em anel, segmentar a LAN em diferentes anéis. Eles baseiam sua decisão de envio no endereço MAC de destino que cada quadro contém.
 
ou transmissões, multicasts (no caso em que mais de uma sub-rede contenha as estações pertencentes ao grupo multicast de destino), nem os quadros cujo destino ainda não foi incluído no a tabela de endereçamento.
 
===== ''Switches de capa 3'' =====
São os comutadores que, além das funções tradicionais da camada 2, incorporam algumas funções de roteamento ou routing, como a determinação do caminho com base nas informações da camada de rede (camada 3 do modelo OSI), validação da integridade do cabeamento da camada 3 por soma de verificação e suporte para protocolos de roteamento tradicionais (RIP, OSPF, etc)
 
Dentro dos switches da camada 3, temos:
 
====== ''Pacote por pacote'' ======
Basicamente, um pacote por comutador de pacotes é um caso especial de um comutador de armazenamento e encaminhamento porque, como esse, armazena e examina o pacote, calculando o CRC e decodificando o cabeçalho da camada de rede para definir a sua rota através do protocolo de roteamento adotado.
 
====== ''Cut-through'' ======
Um comutador de corte da camada 3 (que não deve ser confundido com um comutador de corte) examina os primeiros campos, determina o endereço de destino (através das informações dos cabeçalhos ou cabeçalhos das camadas 2 e 3) e, a partir desse momento, estabelece uma conexão ponto a ponto (no nível 2) para obter uma alta taxa de transferência de pacotes.
 
 
Além disso, um switch Cut-Through da Camada 3, a partir do momento em que a conexão ponto a ponto é estabelecida, poderá operar no modo "Store-and-Forward" ou "Cut-Through".
 
=== Variações de switch ===
 
===== '''Switches''' não '''gerenciados''' =====
São switches [[Plug and Play|plug and play]], servindo apenas para estender a quantidade de portas disponíveis para uso, são normalmente mais baratos q os outros switches pois não tem interface ou opções de configuração que os outros apresentam. Costumam ser mais usados em pequenos escritórios ou [[home office]].
 
===== '''Switches gerenciados''' =====
Esses switches tem métodos para alterar a operação do switch, os métodos de gerenciamento comuns incluem; uma [[Interface de linha de comandos|interface de linha de comando]] (CLI) acessada via [[Interpretador de comandos]] , [[Telnet]] ou [[Secure Shell]], um agente SNMP ( [[Simple Network Management Protocol]] ) embutido que permite o gerenciamento de um console remoto ou uma interface da web para gerenciamento de um navegador da web. Exemplos de configuração que podem ser feitas em um switch gerenciado; habilitar recursos como [[Spanning Tree Protocol]] ou espelhamento de porta, definir largura de banda de porta , criar ou modificar [[Virtual LAN|LANs virtuais]] (VLANs). Os switches gerenciados tem duas subclasses a switch inteligente e a switch de gerenciamento empresarial.
 
===== '''Switches inteligentes ou Smart switches''' =====
são switches gerenciados com um conjunto limitado de recursos de gerenciamento, são switches que se enquadram em um espaço de mercado entre não gerenciado e gerenciado. Eles fornecem uma interface web (geralmente nenhum acesso CLI) e permitem configurações básicas, como VLANs, largura de banda de porta e [[duplex]]. Por terem poucas configurações de rede tem um preço menor que uma switch gerenciada.
 
===== '''Switches gerenciados corporativos''' =====
Possuem o conjunto completo de recursos de gerenciamento, incluindo CLI, agente SNMP e interface da web, também podem ter recursos adicionais para manipular configurações, como a capacidade de exibir, modificar, fazer backup e restaurar configurações. por serem mais versáteis e otimizados tem um preço muito mais caro que os outros switches. Os switches corporativos são normalmente encontrados em redes com um grande número de switches e conexões, onde o gerenciamento centralizado representa uma economia significativa de tempo e esforço administrativo.
 
== Ver Também ==
* [[Repetidor]]
* [[Concentrador]] (''hub'')
* [[Bridge (redes de computadores) |Ponte de rede]] (''bridge'')
 
{{Referências}}