Em poucas palavras, o switch de rede é um dispositivo presente em diversos ambientes, tanto residenciais quanto corporativos. Trata-se de um equipamento que conecta servidores, storages e computadores. E, ao mesmo tempo, são responsáveis por organizar e realizar a entrega dos dados, direcionando-os para seus respectivos destinos.
São diversos os tipos de switches de rede ou Ethernet e falaremos sobre cada um deles no conteúdo de hoje!
Como um switch de rede funciona?
Operando na Camada 2 do modelo OSI (Modelo de Interconexão de Sistemas Abertos), os switches funcionam a partir do reconhecimento dos endereços MAC (Media Access Control) dos dispositivos conectados a ele, e, com base nesses endereços, filtra os dados e toma decisões de encaminhamento. Como assim? Veja detalhadamente:
Ao realizar a leitura do endereço de origem e de destino do frame Ethernet, o switch armazena o endereço MAC de origem em sua tabela de endereços, associando-o à porta pela qual o frame foi recebido. Essa tabela é continuamente atualizada à medida que o switch aprende novos endereços e suas portas correspondentes.
Quando um frame chega ao switch, ele verifica o endereço MAC de destino. Se o endereço de destino estiver na tabela de endereços MAC, o switch encaminha o frame diretamente para a porta associada a esse endereço. Se o endereço MAC de destino não estiver na tabela, o switch transmite o frame para todas as portas, exceto a porta de origem.
Esse processo continua até que o switch aprenda o endereço MAC de destino e possa encaminhar diretamente os frames subsequentes para a porta correta. A filtragem de dados é uma função essencial do switch, evitando que os frames sejam enviados para todas as portas indiscriminadamente.
Isso não apenas reduz o tráfego desnecessário na rede, mas também aumenta a segurança, garantindo que os dados só sejam enviados para o dispositivo de destino correto.
Por que o Switch é importante?
O switch é importante por várias razões indispensáveis para o funcionamento eficiente e seguro de redes locais (LANs). Veja os principais motivos que destacam sua importância:
Redução de Colisões
Em uma rede sem switches, como em uma rede baseada em hubs, todos os dispositivos compartilham o mesmo domínio de colisão, aumentando a probabilidade de colisões de dados. Os switches dividem a rede em vários domínios de colisão, isolando o tráfego de cada dispositivo e, assim, minimizando as colisões e melhorando o desempenho da rede.
Suporte à Comunicação Full-Duplex
Os switches modernos suportam comunicação full-duplex, permitindo que os dispositivos enviem e recebam dados simultaneamente. Isso dobra a capacidade de comunicação entre dispositivos, melhorando a velocidade e a eficiência da rede.
Segmentação de Redes com VLANs
Os switches permitem a criação de VLANs (Virtual Local Area Networks), que segmentam uma rede física em várias redes lógicas. As VLANs aumentam a segurança, isolando diferentes segmentos de rede, e melhoram a eficiência, permitindo que o tráfego de rede seja gerenciado de maneira mais eficaz.
Priorização de Tráfego com QoS
A funcionalidade de Quality of Service (QoS) nos switches permite priorizar tipos específicos de tráfego, como voz e vídeo, sobre outros tipos de tráfego de dados. Isso é essencial para garantir a qualidade de serviços críticos que exigem baixa latência e alta confiabilidade, como chamadas VoIP e streaming de vídeo.
Escalabilidade
Os switches facilitam a expansão da rede, permitindo a adição de mais dispositivos sem comprometer o desempenho. Eles oferecem muitas portas para conectar dispositivos adicionais e podem ser configurados em cascata ou empilhados para aumentar ainda mais a capacidade da rede.
Melhoria na Qualidade do Serviço
A capacidade de gerenciar o tráfego de rede de forma eficiente e priorizar serviços críticos ajuda a garantir uma melhor experiência para os usuários finais. Isso é particularmente importante em ambientes corporativos onde a confiabilidade e a rapidez da rede são essenciais para as operações diárias.
Quais são os diferentes tipos de switches de rede?
Os switches de rede vêm em diferentes tipos, cada um projetado para atender a necessidades específicas de redes de tamanhos e complexidades variados. Aqui estão os principais tipos de switches de rede:
- Switches Não Gerenciáveis: são dispositivos simples e plug-and-play que não oferecem opções de configuração ou gerenciamento. Eles são ideais para pequenas redes domésticas ou escritórios pequenos onde a simplicidade e o custo são as principais preocupações.
- Switches Gerenciáveis: oferecem opções de configuração e controle avançados, permitindo aos administradores de rede otimizar o desempenho e a segurança da rede. Eles podem ser configurados para suportar VLANs, QoS, espelhamento de portas, e outras funcionalidades avançadas. Existem dois subtipos principais de switches gerenciáveis:
- Switches Gerenciáveis de Camada 2: Operam na Camada 2 do modelo OSI e oferecem controle sobre os endereços MAC, VLANs e algumas funções de segurança.
- Switches Gerenciáveis de Camada 3: Além das funções de Camada 2, esses switches operam na Camada 3, permitindo o roteamento de pacotes entre diferentes sub-redes. Eles são adequados para redes maiores e mais complexas que requerem roteamento interno.
- Switches Empilháveis: permitem que múltiplos switches sejam conectados em uma única unidade lógica, proporcionando maior flexibilidade e escalabilidade. Isso facilita a expansão da rede, pois novos switches podem ser adicionados à pilha sem reconfigurar toda a rede.
- Switches Modulares: fornecem slots que podem ser preenchidos com diferentes tipos de módulos (portas Ethernet, portas de fibra, etc.), permitindo uma personalização e escalabilidade extensas. Eles são frequentemente usados em grandes centros de dados e redes empresariais onde a flexibilidade e a capacidade de upgrade são cruciais.
- Switches PoE (Power over Ethernet): fornecem energia elétrica a dispositivos compatíveis, como telefones VoIP, câmeras IP e pontos de acesso sem fio, através dos mesmos cabos Ethernet que transportam dados. Isso elimina a necessidade de fontes de alimentação separadas para esses dispositivos, simplificando a instalação e o gerenciamento.
- Switches Industriais: podem suportar condições adversas, como temperaturas extremas, umidade, poeira e vibração. Eles são usados em indústrias como manufatura, transporte e energia.
- Switches KVM (Keyboard, Video, Mouse): permitem que múltiplos computadores sejam controlados por um único conjunto de teclado, monitor e mouse. Eles são úteis em ambientes de TI onde vários servidores ou computadores precisam ser gerenciados centralmente.
- Switches de Data Center: oferecem alta densidade de portas, baixa latência e suporte para grandes volumes de tráfego. Eles geralmente suportam tecnologias avançadas, como switching de camada 3, multipathing e virtualização de rede.
- Switches Virtuais: operam em ambientes de virtualização, como VMware ou Hyper-V, conectando máquinas virtuais entre si e à rede física. Eles permitem a configuração e o gerenciamento de redes virtuais dentro de servidores físicos.
Cada tipo de switch atende a necessidades específicas, desde simples conectividade em pequenas redes até controle avançado e escalabilidade em grandes redes corporativas e data centers. A escolha do switch adequado depende dos requisitos específicos de desempenho, gerenciamento, segurança e escalabilidade da rede em questão.
