Existem atualmente três tipos dispositivos básicos utilizados em quase toda rede de computadores -Switch de Rede, Roteador de Rede e Firewall de Rede. São aparelhos que podem ser integrados em um único dispositivo para redes de pequeno porte como as domésticas, mas não indicados para redes consideradas maiores ou de grande porta. Indiferente da rede planejada nenhum dos três dispositivos pode ser desconsiderado. Este artigo apresenta algumas de suas características e como gerenciam uma rede com poucos ou muitos aparelhos compartilhando recursos e internet.

Switch de Rede – Ponte entre dispositivos numa rede

No ambiente conhecido como LAN (Local Área Network – Rede de Uso Local) o Switch de Rede possui funções similares aos viadutos nas cidades, interligando outros dispositivos de rede, da mesma maneira que os roteadores, firewalls, roteadores e pontos de acesso sem fio (WAP’s Wiresless Access Point – Pontos de Acesso SemFio) conectando dispositivos clientes servidores, computadores PC ou MAC, dispositivos IOT, servidores, câmeras IP (internet protocolo – protocolo de internet) e impressoras IP. Centralizando as conexões para todos os diferentes aparelhos existentes nessa rede.

Como funciona o Switch de Rede ?!

O Swtich de rede alterna quadros de dados, mantendo uma tabela de endereços de Media Access Control (MAC) que foram identificados em cada porta do switch. O endereço MAC é uma sequência hexadecimal única existente no hardware de um controlador de interface de rede (NIC – Network Interface Connect). Todo dispositivo que possui um adaptador rede – com ou sem fio – assim todo equipamento switch além dos roteadores possuem um endereço MAC único. O switch armazena a origem e destino de endereços MAC dos quadros de dados, mantendo-os numa tabela. Refere-se à mesa para determinar para onde enviar os quadros que ele recebe. Se ele recebe um endereço MAC destino inexistente na tabela, ele espalha este quadro para todas as portas de switch, função conhecida tecnicamente como broadcast (ou transmissão). Assim que receber a resposta do destino, este endereço MAC é inserido na tabela para não precisar espalhar este quadro por toda rede na próxima transferência de dados.

Roteador de Rede – Conectar dispositivos com a Internet

Os Roteadores – por vezes conhecidos como Gateways (Portas de Destinos) são equipamentos de hardware utilizados para o direcionamento de pacotes entre diversas redes, conectando essas redes também à Internet. A bem da verdade, a própria Internet é constituída por centenas de milhares de roteadores de rede.

Como funciona um Roteador de Rede !?

No roteador é verificado os endereços IP de origem e destino para cada pacote, procurando o destino do pacote na sua tabela de roteamento IP, assim que identificado o pacote é direcionado para outro roteador ou um switch. Esse processo continua repetidamente até o endereço IP de destino ser alcançado e responder à este roteador. Na existência de várias maneiras para alcançar o endereço IP de destino, os roteadores poderão engenhosamente adotar o mais econômico. Na inexistência do destino do pacote na tabela de roteamento, este pacote será enviado para o roteador padrão (caso existe um). Não encontrando nenhum destino existente para este pacote então ele será descartado.

Pelo acesso doméstico e até comercial depender de um Provedor de Serviços de Internet (ISP – Internet Service Provider), eles geralmente também fornecem o roteador de rede porém geralmente bem limitado em recursos. Este provedor contratado irá atribuir um endereço IP ao roteador, conhecido como endereço IP público. Enquanto navegar pela Internet, será identificado com o mundo exterior por endereço IP público e seu endereço IP privado estará protegido. É importante lembrar que existem dois tipos de IP’s públicos, os Dinâmicos e Estáticos (ou Fixo) onde o primeiro muda a cada determinado intervalo de tempo ao reiniciar o roteador e o outro, mais utilizado comercialmente por permitir fornecer serviços profissionais como servidores de jogos, hospedagem de páginas de internet e armazenamento de arquivos. Entretanto os endereços IP privados do seu comptaudor, notebook, smartphone ou tablet, servidor de mídia, multifuncional ou copiadora/impressora de rede são completamente diferentes. Isto por serem redes de configurações diferentes, uma atuando localmente antes do roteador onde seus aparelhos se comunicam e a outra estabelecida pelo provedor para conectar a outros ambientes.

O que exatamente faz o Roteador de Rede !?

O Roteador gerencia diferentes tipos de rede. Além da conhecida Ethernet mais comumente utilizada, existem muitas outras de diferentes arquiteturas como as ATM e Token Ring. As redes encapsulam os dados de diferentes métodos para que não possam se comunicar diretamente. Os roteadores cosneguem “traduzir” esses pacotes das diferentes redes, permitindo a esses pacotes entenderem uns aos outros.

O Roteador também tem a função de evitar o congestionamento de transmissões. Sem ele uma simples transmissão será enviada para cada porta de cada dispositivo sendo processada por cada um deles. Quando a quantidade de tráfego é muito grande torna-se iminente o caos por toda a rede. Aplicando-se um roteador, a rede é separada em duas ou mais redes menores conectadas por ele, evitando-se a transmissão de fluxo por todas as sub-redes.

Switches de Rede <> Roteadores de Rede

Qual significado em comparar Switches de Rede com Roteadores de Rede ?! Simplesmente por Switches de Rede Layer 3 (Camada 3 do Modelo OSI) serem capazes de aplicar o roteamento de pacotes. Ao surgir a dúvida do porquê não utilizar um Switch L3 é por não precisar aplicar roteamento de pacotes em tudo. Cada dispositivo detém suas próprias características ficando a escolha dependente de diversos fatores. Enquanto para uma pequena rede com 10 a 100 usuários ser possivelmente um exagero implementar o Switch L3 considerando o custo ou a funcionalidade, motivo para utilizar um roteador capaz de gerenciar o tráfego adequadamente a um valor mais compatível com o modelo de rede. De outra forma é possível aplicar essa comutação de módulos por roteadores, funcionando como um Switch L3 de acordo com suas necessidades. Por fim, a definição do aparelho ideal será por comparações envolvendo sua escalabilidade, resiliência, recursos do software, suporte técnico, desempenho do hardware etc…

Firewall de Rede – O Eleito Guardião contra invasões

Os Firewalls são literalmente barreiras utilizadas para bloquear incêndios em emergência. O Firewall de Rede foi concebido para ser uma barreira entre uma intranet/LAN (rede interna) e a Internet (redes externas). Habitualmente uma solução Firewall da Rede protege uma rede LAN local/privada de um ataque externo, evitando o acesso/obtenção de informações importantes sendo transferidas/furtadas para fora do ambiente. Enquanto roteadores desprovidos de solução firewall cegamente permitem o tráfego entre duas redes separadas, quando os firewalls monitoram e bloqueiam tráfego não autorizado para/de fora.

Além de dividir a Rede Local da Internet, as soluções firewalls de rede também pode ser utilizadas para dividir dados importantes a partir de dados comuns dentro de uma Rede Local. Evitando também uma invasão na própria rede interna.

Como um Firewall de Rede funciona ?!

No tipo comum de solução firewall por hardware, é possível definir regras de bloqueio como por endereço IP (Internet Protocol – Procotolo de Internet), pelo Transmission Control Protocol (TCP – Controle de Transmissão por Protocolo) ou Datagrama de Protocolo por Usuário(UDP – User Datagram Protocl) da porta. Bloqueando o tráfego pelas portas e endereços IP definidos. Alguns outras soluções firewalls são aplicações por software e serviços. São firewalls atuando como servidores Proxy que interligam as duas redes, onde a rede interna não possui comunicação com a rede externa diretamente. Essa combinação desses dois tipos costuma ser geralmente mais seguro e eficiente.

Switch, Roteador e Firewall: como eles são conectados !?

O modelo de configuração mais utilizado numa rede com acesso à internet é estar o roteador como o primeiro dispositivo da rede LAN, na sequência a solução firewall entre a rede interna e o roteador para todos os fluxos de entrada e saída de dados poderem ser filtrados. Em seguida mas não menos importante finaliza com o switch. Por conta da gradativa popularização e barateamento dos dispositivos, muitos provedores de Internet estão agora oferecendo soluções Fiber Optic Serviço (FiOS – Serviços por Fibra Óptica), neste modelo é preciso um modem antes do firewall de rede para converter o sinal digital em sinais elétricos que podem ser transmitidos através de cabos Ethernet. Assim, a configuração típica seria internet<->modem<->firewall<->switch. Por fim o aparelho switch conectando outros dispositivos de rede.

Outra diferença entre o Roteador e o Switch (gerenciável ou não) está no número de portas disponíveis para conexão, uma vez que o Roteador é a porta de entrada da internet é normal possuir não mais que quatro portas LAN enquanto o Switch possui múltiplos como 4, 8, 12, 16, 24, 32 e até 48 onde não suficientes é possível cascatear (unir) mais switches multiplicando ainda mais essas portas seja no modelo gerenciável ou não.

Por outro lado no Roteador mesmo podendo conectar no máximo até 4 switches, tente calcular seguindo a mesma expansão acima para imaginar o número possível – considerando apenas por cabo – de dispositivos conectados numa mesma rede, no switch gerenciável podendo ser controlados individualmente.

[conclusão]

Principalmente pelo Roteador e Switch é possível perceber mesmo que com poucos detalhes, suas principais características e também dependências dependendo do modelo de rede a ser implementado, Embora o switch possa ser utilizado em pequenas redes, na transmissão frenética de informações podemos entender que a saturação da velocidade é certa e em pouco tempo, no caso do roteador embora possuindo mais recursos de gerenciamento ele permite poucas conexões por cabo e desta maneira, um aparelho fica interdependente do outro e para o ambiente não ficar desprotegido