Dispositivos de redes

Nesta pesquisa irei abordar os dispositivos de redes que são eles:

1. Placa adaptadora de rede;
2. Hub;
3. Switch;
4. Estação cliente;
5. Estação servidora;
6. Estações e software de gerenciamento de rede.

Placa adaptadora de rede

A placa adaptadora de rede, também conhecida como NIC (Network interface card), é a responsável pela conexão do computador à rede. Todos os computadores e dispositivos que fazem parte da rede necessitam de uma placa de rede.

A placa de rede tem mas seguintes funções: receber os dados transmitidos na rede pelo drive da placa, monta-os no frame correspondente ou protocolo de rede, por exemplo, no caso do barramento no padrão ethernet, serializa as informações em níveis de 1 e 0 e envia pelo meio de transmissão.

Deve ser lembrado que a placa de rede executa todas as funções do CSMA/CD. A mensagem a mensagem só é transmitida no meio se ela estiver ocupado e no caso de acontecer alguma colisão, a placa de rede se responsabilizar por controlar e retransmitir as mensagens.

Cada placa de rede possui um endereço MAC que é único, formado pop um identificador do fabricante, seguido de um sufixo de identificação da placa, o que garante a unicidade do cartão, ou seja, cada placa de rede tem um endereço próprio.

A placa de rede está sempre escutando o meio, porém só recebe os pacotes nos quais o endereço MAC destino corresponda ao seu endereço, a não ser os pacotes de broadcast que, devido a sua finalidade, são recebidos por todas as estações da rede.

A placa de rede se comunica com o computador instalado por um drive de comunicação, que se integra ao sistema operacional, realizando as trocas de informação com ele.

Geralmente encontramos placas de rede com barramento PCI. Existem no mercado diferentes tipos de placa de redes, como adaptadores para ethernet (10Mbs), fast ethernet (10/100), Giga Ethernet, 10 Gigabits Ethernet, ATM, Token ring, FDDI etc.

Hub

O hub foi o primeiro equipamento utilizado para implementar as redes na configuração estrela. Um hub nada mais é do que um equipamento que amplifica, regenera e repete sinais elétricos. A arquitetura interna de um hub e seu funcionamento são bem simples. O hub pode receber frames em todas as suas portas proveniente das estações conectadas na rede. sua função é simplesmente regenerar e copiar para todas as outras portas do hub, criando assim o barramento na rede. Como o hub trata apenas o sinal elétrico, o seu processo é muito rápido, por isso dizem que os hubs não inserem latência na rede.

Os hubs podem ser gerenciáveis e não gerenciáveis. Os gerenciáveis disponibilizam para a estação de gerenciamento algumas informações coletadas pelo agente de gerencia, como status das portas, do hub e particionamento. Como os hubs são simples repetidores de sinais, eles não podem conviver com as interfaces de diferentes velocidades. Isso quer dizer que um hub que é puramente Ethernet 10 Mbps deve ter todas as portas 10 Mbsp, diferente de um switch. Existem hub Ethernet a 10 Mbps e Fast Ethernet a 100 Mbps.

Os hobs em geral possuem módulos na parte traseira em que podemos inserir um transceiver para a conexão remota, usando fibra óptica. Os hubs são baratos e eficientes, porem devido as suas características de replicar o trafego em todas as portas, não são considerados equipamento seguros. Eles facilitam a ação de hackers que utilizam software de tipo sniffer para coletar informações na rede.

Todas as portas de um hub pertence a um mesmo domínio de colisão e de broadcast, justamente por se tratar de um barramento. A tendência natural é que com a diminuição da diferença de preços entre hub e switch, os hubs sejam substituídos por switchs.

Switch (comutador)

O Switch (comutador) é um equipamento de rede que trabalha na mesma camada do modelo OSI do hob, a camada de enlace ou camada 2, entretanto, enquanto o hub trabalha apenas como um repetidor de sinais, ou seja, todo o sinal que chega em uma porta é repetido para outras, o switch trabalha de uma maneira mais inteligente. Os frames de uma estação origem são copiados apenas para a porta em que se encontra a estação destino da mensagem, criando em cada porta do switch um domínio de colisão distinto.

(Fonte – Livro Redes de computadores – Alexandre Fernandes de Moraes)

O Switch (comutador) utiliza um mecanismo de filtragem e de comutação que consiste em dirigir os fluxos de dados para as máquinas mais adequadas, em função de certos elementos presentes nos pacotes de dados.

Um comutador de nível 4, agindo a nível da camada transporte do modelo OSI, inspeciona os endereços de fonte e de destino das mensagens, elabora uma tabela que lhe permite então saber que máquina está ligada a que porta do switch.

Conhecendo a porta do destinatário, o comutador transmitirá a mensagem apenas para a porta adequada, e as outras portas ficam portanto livres para outras transmissões que podem se produzir simultaneamente. Resulta que cada troca pode efetuar-se a débito nominal (maior partilha da banda concorrida), sem colisões, tendo como consequência um aumento muito sensível da banda concorrida da rede (à velocidade nominal igual).

Os comutadores mais evoluídos, chamados comutadores de nível 7 (que corresponde à camada de aplicação do modelo OSI) são capazes de reencaminhar os dados em função de dados aplicativos evoluídos contidos nos pacotes de dados, como os cookies no caso do protocolo HTTP, o tipo de ficheiro trocado no caso do protocolo FTP, etc. Assim, um comutador de nível 7 pode, por exemplo, permitir a equilibração da carga, dirigindo os fluxos de dados que entram na empresa para os servidores mais adequados, os que possuem menos carga ou os que respondem o mais rapidamente possível.

Tipos de Switch

Existem dois tipos básicos de switches que podem ser usados em redes locais de computadores: os gerenciáveis e os não-gerenciáveis. Enquanto os switches não-gerenciáveis são dispositivos indicados para o uso em redes pequenas no lugar dos hubs, os switches gerenciáveis oferecem um conjunto de características avançadas com maiores funcionalidades, sendo imprescindíveis em redes de maior porte.

Cada porta de um switch recebe um endereço MAC específico, com caminhos fixos para os dados entre as portas do dispositivo. Um switch reconhece o endereço físico (endereço MAC) dos dispositivos a ele conectado para regular o fluxo de tráfego através da rede. Quando uma mensagem alcança um switch, o mesmo checa o endereço de destino no frame de dados e o compara com sua tabela de endereços. Se o endereço corresponder a um dos dispositivos conectados em uma de suas portas, ele retransmite a mensagem somente para aquela porta. Assim, a transmissão de dados em um switch é baseada em uma associação estática entre porta e endereço MAC. Algumas características comuns aos switches incluem a comunicação full duplex e autonegociação. Outra característica é a auto MDI-MDIX ou autocrossing. Essa característica elimina a necessidade do uso de cabos cruzados (crossover) para interconectar os switches. Essa facilidade permite a uniformidade do cabeamento, permitindo o uso apenas de cabos diretos em toda a rede.

Os switches gerenciáveis permitem ainda aos administradores da rede determinar a velocidade de operação para uma porta específica, no sentido de otimizar a banda de passagem e o desempenho global da rede. Como uma rede de computadores normalmente sofre alterações ao longo do tempo, esse recurso se torna muito útil ao monitorar e verificar o status dos segmentos em tempo real.

 (Fonte – https://pt.wikipedia.org/wiki/Switch_(redes))

Estações cliente

Entende-se por estação cliente a estação de trabalho que se encontra conectada na rede. Essas maquinas devem possuir a interface adaptadora de rede. Uma maquina é uma estação cliente ou uma usuária da rede quando ela utiliza os serviços disponibilizados pela rede. Por exemplo, uma estação pode ser usuária de um serviço de e-mail disponibilizado pela rede. De um sistema de banco de dados, de um sistema de arquivos e diretórios.

Em geral, as maquinas que são clientes de rede não necessitam de disco nem de capacidade de memoria muito grande, pois dependendo da aplicação que será executada nela, a maior parte do processamento será realizada pela maquina servidora e não pela cliente. Este é o principio usados por todas as aplicações de rede baseadas no modelo cliente/servidor.

Estação servidora

É uma estação de maior capacidade de hardware, incluído discos mais rápidos e de maior capacidade, bastante memoria RAM, além de ser uma maquina com vários processadores, também chamadas de multiprocessadas. Essas maquinas, como prestam um serviço essencial ao funcionamento dos aplicativos na rede, podem ainda possuir unidades de disco redundante, segundo um padrão de redundância chamada de RAID.

Os servidores, ao contrario das estações clientes, servem a rede, ou prestam serviço à rede. A parte pesada das aplicações, a chamada aplicação server, é executada nessas maquinas. Por exemplo, um servidor de e-mails é responsável por gerenciar as caixas postais dos usuários, estabelece a comunicação com as estações cliente e com os servidores de e-mail destinos das mensagens. Essas maquinas são de alta performance, pois um mesmo servidor de e-mail pode gerenciar milhares de caixas postais de usuário de e-mail.

Os servidores prestam serviços fundamentais à rede. Entre os principais serviços prestados por servidores, podemos destacar:

• Servidores de aplicações: Lotus Notes.
• Servidores de arquivos: Netware ou Microsoft NT.
• Servidores de impressão: gerenciam e controlam as impressões na impressora.
• Servidores de e-mail: Exchange.
• Servidores web: Apache

Estações de gerencia

Na estação de gerencia executa-se o software de gerenciamento de rede, o qual se comunica com os diversos dispositivos conectados na rede e troca informações de gerencia, usando um protocolo especifico chamado SNMP. As informações de gerencia que são coletadas e apresentadas aos usuários das plataformas de gerencia são:

• Trap: é uma mensagem enviada por um dispositivo de rede à estação de gerencia quando algum indicador na rede é superado. Por exemplo, por exemplo, quando configuramos a rede, podemos determinas que em um seguimento o dispositivo de rede deve avisar quando a taxa de utilização estiver acima de 25%. Quando esse evento ocorrer, um trap e enviado diretamente á estação de gerenciamento informando o evento.

• Alarme: é um evento mais critico que um trap. Um dispositivo envia um alarme para a estação de gerenciamento quando, por exemplo, apresenta uma temperatura acima da desejável, podendo indicar que o equipamento pode estar preste a apresenta um defeito. Esse evento é enviado para estação como um alarme.

• Informações da MIB (Managament Informatio Base): é uma base de dados com informações estatísticas do dispositivo de rede, como colisões, taxas de utilização, nós que mais utilizam a rede etc. essas informações são lidas pela estação de gerencia de tempos em tempos. A frequência de leitura da MIB é conhecida como tempo de pooling.

Fonte – Livro Redes de Computadores – Alexandre Fernandes de Moraes.