Laboratório de Redes I. 1º Semestre Aula 05. Hubs e Switches. Prof. Nataniel Vieira

Transcrição

1 Laboratório de Redes I 1º Semestre Aula 05 Hubs e Switches Prof. Nataniel Vieira nataniel.vieira@gmail.com

2 Objetivos Identificar as características básicas e técnicas para emprego de Hubs e switches em redes de computadores. 2

3 HUB - Parte central de conexão de uma LAN - Trabalha na camada física do modelo OSI - Função: encaminhar bits / converter bits em sinais elétricos - Topologia física em estrela - Dispositivo burro / repetidor de sinal - Trabalha com conceito de broadcast 3

4 HUB - Todo tráfego da rede é encaminhado para todas as portas do dispositivo - Indicado para uso com poucos hosts (hospedeiros) - Define apenas um domínio de colisão - Colisões de pacotes aumentam conforme aumentam o número de hospedeiros 4

5 HUB - Largura de banda 5

6 HUB - Escalabilidade 6

7 HUB - Latência 7

8 Tipos de HUB Ativos regeneram o sinal (amplificam) e retransmitem para os terminais (hospedeiros) Passivos apenas retransmitem o sinal para os terminais (hospedeiros) 8

9 Velocidades 10 Mbit/s mais comum 10/100Mbits funciona de acordo com o dispositivo conectado. Se a 10 Mbit/s, o hub funcionará a 10Mbit/s 9

10 Hubs pertencem a qual camada do modelo OSI? 10

11 Colisões - São comuns e esperadas, protocolo CSMA/CD - Não existe uma forma centralizada de controle de acesso ao meio físico - Somente um host pode transmitir por vez (halfduplex) - Quando hosts detectam o meio físico limpo, começam a transmitir 11

12 Colisões - Devido ao tempo de propagação e o atraso dos dispositivos intermediários, podem haver mais de um host detectando o meio físico limpo - As transmissões colidem e são detectadas pelos demais hosts conectados ao meio físico - Neste momento, não há troca de dados - Quanto maior o número de hosts na rede, maior a probabilidade de haver colisões 12

13 Colisões 13

14 Colisões 14

15 Half Duplex e Full Duplex Em conexões ponto-a-ponto, a Camada de Enlace tem que considerar se a comunicação é half-duplex ou full-duplex. 15

16 Half Duplex significa que os dispositivos podem transmitir e receber no meio mas não podem fazer isso simultaneamente. A Ethernet estabeleceu regras de decisões para resolver conflitos que surgem em ocasiões em que mais de uma estação tenta transmitir dados ao mesmo tempo. 16

17 Half Duplex 17

18 Full Duplex ambos os dispositivos podem transmitir e receber no meio ao mesmo tempo. A Camada de Enlace supõe que o meio está disponível para transmissão a ambos os nós a qualquer hora. Portanto, não é necessária uma tomada de decisão para isso 18

19 Full Duplex 19

20 Switches Os switches ethernet são comutadores que permitem o compartilhamento de sinal em uma rede padrão Ethernet (IEEE e suas variações). Este compartilhamento se dá de forma segmentada, ou seja, cada porta do switch disponibiliza a largura de banda de forma integral não havendo disputa entre hosts. 20

21 Switches Este fato tem o nome de "domínio de colisão" que significa inexistência de colisões na porta do switch. As colisões ocorrem em um meio compartilhado usando um hub ou barramento com cabos coaxiais. Também existem colisões no compartilhamento de canais em bases de rede sem fios. 21

22 Switches (colisões) 22

23 Domínios de colisões Os dispositivos conectados que acessam um meio físico compartilhado por meio de um hub ou uma série de hubs diretamente conectados compõem o que chamamos de domínio de colisão. O domínio de colisão também é conhecido como segmento de rede. Os hubs e repetidores contribuem para o aumento do tamanho do domínio de colisão. 23

24 Domínios de colisões 24

25 Domínios de colisões 25

26 Domínios de colisões 26

27 Switches pertencem a qual camada do modelo OSI? 27

28 Latência Latência: tempo de atraso do primeiro quadro sair da origem e chegar até o destino. - Latência por comprimento do meio - Latência por processamentos intermediários 28

29 Latência 29

30 Switches Full Duplex 30

31 Switches Largura de banda 31

32 Switches Escalabilidade 32

33 Em redes baseadas em Switches a Latência aumenta ou diminui? Porquê? 33

34 Fatores para aquisição de Switches Adicionar texto 34

35 Categorias de Switches Gerenciáveis: possibilitam o gerenciamento por meio de software de forma remota e são mais caros que os nãogerenciáveis. Não-gerenciáveis: são mais baratos, mas não possibilitam o gerenciamento tornando a administração da rede bem mais complexa. 35

36 Switches Gerenciáveis 36

37 Características comuns Número de portas: normalmente 8, 16, 24 e 48 portas. Dimensões: largura de 19'' para colocar em rack Autonegociação: detecta automaticamente a velocidade e o tipo de comunicação. Por exemplo, 10Mbit/s, Half-Duplex ou Full-Duplex, 100Mbit/s HalfDuplex ou Full-Duplex ou Gigabit Auto MDI/MDIX (MDI - Media Dependent Interface) - detecta automaticamente se o cabo é direto ou crossover facilitando a conexão para cascateamento entre switches 37

38 Características comuns Velocidade: os switches mais comuns funcionam em 10/100 Mbit/s. - Entretanto, existem switches que funcionam em 10/100/1000 em todas as portas ou apenas em algumas portas. - Switches para uso em core possuem portas a 10 e a 40Gbit/s - Por exemplo, 24 portas em 10/100 e duas em Neste caso, as portas de 1000 seriam utilizadas para cascateamento. 38

39 Velocidade 39

40 Auto MDI/MDI-X Por meio de detecção automática, a interface descobre se o cabo remoto é reto ou cruzado É o padrão atualmente em switches, roteadores, access points e etc. 40

41 Auto MDI/MDI-X Se não houver o auto MDI/MDI-X, deverá ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou reto Nos primeiros hubs e switches, haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a não existir o recurso do Auto MDI/MDI-X 41

42 Switches Empilháveis Empilhável (Stackable) - permite que sejam "empilhados" switches tornado a ligação transparente resultando em um desempenho melhor. No caso de empilhamento, a ligação se dá por um cabo especial, normalmente proprietário. Isto faz com que os switches se comportem como se fossem um único dispositivo. 42

43 Switches Empilháveis 43

44 Tabela MAC Capacidade de endereços MAC - define o número de dispositivos que podem ser diferenciados em um switch. Todo o quadro que chega a uma porta de um switch será confrontado com a tabela MAC. Se houver a ocorrência, o quadro é enviado a porta correspondente. Se não houver correspondência, é feita uma transmissão em broadcast. Portanto, se a tabela foi preenchida, o broadcast vai rolar solto! 44

45 Slots GBIC Slots minigbic (Gigabit Interface Converter) - são portas de expansão, utilizadas para a colocação de módulos para conexão de fibra ótica. Como o nome diz, são usadas conexões gigabit nestas portas. 45

46 Hierarquia em camadas (3-tier) Core (Núcleo) Distribution (Distribuição) Access (Acesso) 46

47 Hierarquia em camadas (3-tier) 47

48 CORE esta camada é considerada o backbone (espinha dorsal) da rede e possui os switches de maior desempenho. Nesta camada não é feito o roteamento ou qualquer tipo de filtragem nos pacotes. A função principal é repassar os pacotes de forma confiável e o mais rapidamente possível. 48

49 DISTRIBUTION nesta camada estão os roteadores e os switches/roteadores chamados de switches layer 3 (camada de rede do modelo de referência OSI). Estes dispositivos devem garantir que os pacotes sejam roteados entre as subredes e as VLANs (Virtual Local Area Network) existentes na rede. Esta camada também é chamada de workgroup (grupo de trabalho). 49

50 ACCESS nesta camada estão os hubs e switches que fornecem o acesso dos hosts dos usuários a rede. Também é chamada de camada desktop porque o objetivo é conectar os hosts dos usuários a rede. A função desta camada é entregar os pacotes aos computadores dos usuários. 50

51 Contato nataniel.vieira 51

52 Referências KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. 3ª edição. São Paulo: Addison Wesley, PINHEIRO, José. Guia completo de cabeamento de redes. Rio de Janeiro. Elsevier, MARIN, Paulo S. Cabeamento Estruturado: Desvendando cada passo: do projeto à instalação. 3ª edição. São Paulo. Ed. Érica, CISCO, Curso Oficial CCNA Módulo 1 52