Principais Dispositivos de uma Rede de Computadores [Parte 1]

Para os amantes de artigos sobre redes de computadores, hoje apresentamos mais um post onde iremos mostrar o funcionamento básico dos principais equipamentos ativos de uma rede. Para entendermos melhor todo o processo, é de extrema importância que tenham lido os artigos sobre o Modelo de Referência OSI e a Arquitetura de Redes TCP/IP, ou no mínimo possuem conhecimentos sobre o “Modelo em Camadas”. Esta matéria está dividida em duas partes para melhor compreensão do conteúdo a ser repassado. 

A produção deste artigo foi possível graças a reunião de diversos conceitos entre alguns autores bem conhecidos da área, além de outros artigos em blogs e sites sobre o assunto. Para mais informações, vide as “Fontes” no final desta matéria.

---

Introdução

“Criar uma LAN (Rede Local) isolada do resto do mundo, já não faz mais muito sentido atualmente”. (BEZERRA, 2009).

Tudo hoje praticamente impõe a necessidade de conexão com o restante do mundo. Transações bancárias, envio de correspondência, compras de produtos e bens de consumo, conversas e bate papo geral, comunicação por voz e vídeo, entretenimento são apenas alguns exemplos de atividades corriqueiras do dia-a-dia. Para que estas atividades sejam possíveis, utilizamos muitas vezes sem mesmo saber, alguns dispositivos que são fundamentais para o processo de comunicação na Internet e em Redes Locais.

E, para simplificar nosso aprendizado, iremos tratar especificamente dos principais e mais comuns dos dispositivos ativos em uma Rede de Computadores. Mas, é necessário primeiro compreender alguns conceitos básicos, além dos já repassados nas matérias sobre “Modelo em Camadas”, como grupos de equipamentos ativos e passivos em uma rede.

---

Dispositivos Ativos x Passivos de Rede

Quando falamos de Redes de Computadores, há dois principais grupos de dispositivos que são normalmente citados: dispositivo ativo e passivo.

• Passivo da Rede: O grupo de componente passivo é representado pelos elementos responsáveis pelo transporte dos dados através de um meio físico. São todos dispositivos que funcionam com pulsos/sinais elétricos e não procedem com uma análise dos dados.
  • Alguns elementos comuns:
    1. Painéis de Conexão (Blocos, Patch Panel), Rack de Rede (Parede ou Piso);
    2. Voice Panel;
    3. Cabos Metálicos, Cabos Ópticos, Conectores e Extensores;
    4. Cordões de Manobra (Patch Cable, Adapter Cable, Cable Link), entre outros.
• Ativo da Rede: Dispositivos que analisam e decidem sobre o modo como a informação atravessa o equipamento, afetando o funcionamento dos sistemas. Estes são os responsáveis pela comunicação adequada entre as estações de trabalho e os servidores. Eles garantem uma comunicação confiável com a performance requerida pela aplicação. Portanto, é imprescindível que estes equipamentos estejam dimensionados adequadamente para as necessidades da organização. 
  • Alguns elementos comuns:
    • Switches, Hubs, Bridges (Pontes), Modems, Roteadores, Placas de Rede;
    • Firewall (equipamento);
    • Chaveador KVM;
    • Conversores de Mídia;
    • Servidores;
    • Access Points (Pontos de Acesso), entre outros.

---

HUB

O HUB é um concentrador de rede, um equipamento que funciona na Camada 1 do Modelo OSI (Camada Física). Sua principal funcionalidade é a interligação entre computadores de uma rede uma vez que possui várias portas RJ-45 (ou ISO 8877) fêmea. Está diretamente associado a “Topologia Física Estrela”. É fato também que atualmente este equipamento está cada vez mais em desuso, conhecido muitas vezes pelo termo “concentrador burro”.

Um HUB consiste num repetidor multiportas, ou seja, ele trabalha com o que chamamos de “Domínio de Colisão”, quando recebe a informação numa determinada porta, ele transmite essa informação por todas as outras portas, exceto por aquela que recebeu essa informação (flood), criando assim um único domínio de colisão reduzindo também a performance.

“Domínio de Colisão: Um domínio simples de colisão consiste em um ou mais Hubs Ethernet e nós conectados entre eles. Cada aparelho dentro do domínio de colisão partilha a banda de rede disponível com os outros aparelhos no mesmo domínio. Switches e Bridges são utilizados para separar domínios de colisão que são demasiado grandes de forma a melhorar a performance e a estabilidade da rede.” (BEZERRA, 2009).

Outra característica dos Hubs é que apenas permitem comunicações simultâneas entre dois pontos, isto é, se tivermos um PC A ligado a porta 1 e outro PC B a porta 2, e estiverem comunicando entre eles via HUB, se o PC C ligado à porta 3 pretender comunicar com o PC D ligado a porta 4 terá de esperar que termine a ligação entre o PC A e o PC B (a comunicação é estabelecida por frações de tempo mediante o número de portas do HUB ativas).

O HUB como um tipo de concentrador pode apresentar-se como:

• Concentrador Passivo: dispositivo simples adequado a instalações onde a distribuição física das estações é tal que a degradação do sinal, quando transmitido entre quaisquer estações adjacentes, está dentro do limite aceitável. Não regeneram os bits, ou seja, não estendem o comprimento de um cabo, apenas permitem que dois ou mais hosts se conectem ao mesmo segmento de cabo.
• Concentrador Ativo: possui repetidores embutidos nas portas onde são conectados os cabos que ligam o concentrador às estações. Esse tipo de concentrador restaura a forma e o sincronismo do sinal quando ele passa por suas portas. A distância máxima permitida entre um concentrador ativo e uma estação é o dobro da que é permitida quando um concentrador passivo é utilizado. Eles obtêm energia de uma fonte de alimentação para gerar novamente os sinais da rede.

---

REPETIDOR (Repeater)

Os repetidores são equipamentos utilizados para interligar redes com a mesma tecnologia. São usados em circuitos de comunicação reduzindo a distorção regenerando e amplificando um sinal de modo que possa continuar sendo transmitido com a força e formas originais, ou seja, o que é recebido numa porta é amplificado e retransmitido instantaneamente em todas as outras portas.

Opera apenas na Camada 1 do Modelo OSI (Camada Física) recebendo um sinal de entrada, regenerando-o e enviando para a porta de saída. Com o objetivo de manter a inteligibilidade dos dados, o repetidor é um regenerador de sinais (não um amplificador), pois refaz os sinais originais (deformados pela atenuação/ruído) tentando anular a interferência do ruído.

Por definição, não efetua nenhum tipo de filtragem. Sua utilização requer estudos relacionados ao padrão do meio físico e a susceptibilidade do ruído neste.

“Filtragem: Capacidade de um dispositivo determinar se um frame (quadro ou pacote) deve ser repassado para alguma interface ou deve ser descartado. A filtragem e o repasse são feitos através de uma tabela de comutação”. (BEZERRA, 2009).

Algumas vantagens do seu uso são:

• Reduz os Efeitos da Atenuação;
• Evitar Colisões;
• Isolar Segmentos;
• Hubs Ativos.

“É válido observar que um repetidor é transparente . Os computadores não sabem de sua existência, no sentido que nunca o endereçam. Na realidade, um repetidor não possui endereço IP nem MAC.”

---

BRIDGE (Ponte)

Uma Bridge (Ponte) pode ser tanto um dispositivo de hardware quanto um software, projetado para conectar segmentos diferentes de uma rede. Estes equipamentos possuem a capacidade de isolamento de tráfego por segmento de rede, apresentando-se como uma solução para resolver problemas de tráfego em redes locais.

Operam nas Camadas 1 e 2 do Modelo OSI (Camada Física e de Enlace), agregando a função de verificar o MAC Address do host que receberá o frame (quadro). Aqui é possível realizar filtragem de entrega através do MAC Address, determinando que interface receberá um quadro enviado. (BEZERRA, 2009).

Usa-se uma bridge quando existem diferentes tipos de redes em um ambiente e deseja-se trocar informações ou compartilhar arquivos entre todos os computadores, que podem comunicar entre si.

Sua principal diferença dentre os outros dispositivos como os repetidores que trabalham a nível físico, é que as Bridges manipulam pacotes de dados em vez de sinais elétricos. Além de não retransmitirem ruídos e erros nos pacotes, as bridges são totalmente transparentes para os outros dispositivos de rede, e por isso, diversas redes locais interligadas por uma ponte formam uma única rede lógica. (MARTINEZ, 2016).

As principais características da Bridge são:

• Filtrar pacotes entre segmentos de LAN’s;
• Capacidade de armazenamento de mensagens, principalmente quando o tráfego na rede for muito grande;
• Possui função de uma estação repetidora comum;
• Algumas bridges atuam como elementos gerenciadores da rede, coletando dados sobre tráfego para a elaboração de relatórios;
• São Auto-configuráveis;
• Transparente para os protocolos acima da camada MAC.

Apesar de Bridges, Repetidores e HUBs serem dispositivos de rede semelhantes, a Ponte é mais complexa. Elas podem gerenciar o tráfego de uma rede ao invés de simplesmente retransmití-lo para os segmentos de rede adjacentes.

---

Finalizando…

Espero que tenham gostado desta breve descrição das principais funcionalidades destes “Ativos” e suas características.

A Parte 2 deste artigo finaliza esta matéria, abordando os Switchs, Routers, Placas de Rede e Access Points. Para acessar, clique aqui.

---

Viu algum erro ou gostaria de adicionar alguma sugestão a essa ou outra matéria? Colabore, clique aqui.

---

Fontes

Livros e Materiais Didáticos

• ROSS, Keith W.; KUROSE, James F. Redes de Computadores e a Internet  – Uma Abordagem Top-Down. 6ª Edição. Editora Pearson Education Brasil, São Paulo. 2013. 634 p.
• COMER, Douglas E. Redes de Computadores e a Internet. 6ª Edição. Bookman, São Paulo. 2016. 634 p.
• BEZERRA, Romildo Martins da Silva. Equipamentos de Redes de Computadores. Material didático para ensino em sala de aula. Estruturas Computacionais. Instituto Federal da Bahia. Bahia. 2009, 5 p.

Internet

• MATIAS, Pedro Valadão. Equipamento Passivo de Rede. 2009. Disponível em <https://pt.scribd.com/doc/82979593/Equipamento-Passivo-de-Rede>. Acesso em: 15 set. 2016.
• MEDEIROS, Elizabet Maria Spohr de. Redes de Computadores. 2001. Disponível em <http://nti.ufpb.br/~beti/pag-redes/index.htm>. Acesso em: 15 set. 2016.
• MARTINES, Marina. Bridges. 2016. Portal INFOESCOLA. Disponível em <http://www.infoescola.com/redes-de-computadores/bridges/>. Acesso em: 15 set. 2016.