Switches

Atualmente um Switch constitui-se no dispositivo central de uma rede em estrela. Ele tem como função o chaveamento (ou comutação) entre as estações que desejam se comunicar. A partir do momento em que as estações estão ligadas a um elemento central, no qual a implementação interna é

desconhecida, mas a interface é coerente com as estações, épossível pensar que esses elementos podem implementar arquiteturas que não utilizam apenas um meio compartilhado, mas sim possibilitam a troca de mensagens entre várias estações simultaneamente. Desta forma, estações podem obter para si taxas efetivas de transmissão bem maiores do que as observadas anteriormente.

Existem basicamente dois tipos de comutação que os Switches realizam.

1.    Comutação por software: A operação típica neste tipo de Switches é a seguinte. O quadro, depois de recebido através de uma de suas portas, é armazenado em uma memória compartilhada. O endereço de destino é analisado, e a porta destino obtida de uma tabela de endereços por um algoritmo usualmente executado em um processador RISC. Em seguida, o quadro é transferido para a porta de destino.

2.    Comutação por hardware: Na maioria dos casos, estes Switches são implementados com tecnologia ASIC (Application Specific Integrated Circuit). O modo de operação usual desses Switches é o seguinte: assim que recebem e armazenam o cabeçalho dos quadros, eles processam o endereço de destino e estabelecem um circuito entre as portas de origem e de destino, enquanto durar a transmissão do quadro.

Os Switches são equipamentos mais sofisticados que os Hubs. Em uso com roteadores, é possível fazer (dependendo do modelo) redes virtuais VPN (Virtual Private Networks), os circuitos virtuais são conformados entre pares de portas, sendo que, quando um emissor envia um quadro, ele o comuta somente para a porta de destino (evitando assim o Broadcasting muito comum nos antigos Hubs). Cada circuito virtual faz uso da largura de banda total, contra a largura de banda compartilhada, no caso dos Hubs.

Portanto, de maneira geral a função do switch é muito parecida com a de um Bridge, com a exceção que um Switch tem mais portas e um melhor desempenho, já que manterá o cabeamento da rede livre. Outra vantagem é que mais de uma comunicação pode ser estabelecida simultaneamente, desde que as comunicações não envolvam portas de origem ou destino que já estejam sendo usadas em outras comunicações.

Existem duas arquiteturas básicas de Switches de rede:

1.    Cut-through: Este tipo de Switch diminui a latência dos quadros dentro do Switch. Basicamente este examina apenas o endereço de destino, os primeiros 14 Bytes de inicio do quadro Ethernet, antes de reencaminhá-lo. Neste caso se o quadro estiver com erros eles serão propagados pela rede.

2.    Store-and-forward: Neste caso o Switch aceita e analisa o quadro inteiro antes de reencaminhá-lo. Este método permite detectar alguns erros, evitando a sua propagação pela rede.

Hoje em dia, existem diversos tipos de Switches híbridos que misturam ambas as arquiteturas.