Blog CataBits

Domínios de colisão

Um domínio de colisão abrange a parte da rede cujo quadros (pacotes de rede local) gerados pelas estações conectadas a ela estão propensos a causar colisão.

Domínio de colisão. Todas as estações podem causar colisões no meio.

Sabemos que as colisões, dentro de um certo limite, são toleradas e até necessárias nas redes Ethernet. Porém, a medida que a quantidade de estações na rede aumenta, a quantidade de colisões também cresce mas, em escala muito maior. Por isso, não é recomendado, ter domínios de colisão com mais de 20 estações.

Para solucionar esse problema é que os bridges foram criados. Sua principal função é dividir um grande domínio de colisão em “sub-domínios de colisão”, menores, mais rápidos, eficientes e fáceis de administrar.

Abaixo vemos um diagrama, onde transformamos um grande domínio de colisão em dois domínios menores.

Essa capacidade do bridge reside no fato dele possuir uma “Tabela de endereços MAC” para cada uma de suas portas. Cada tabela contém o endereço MAC de todas as estações conectadas naquela porta. Assim, o bridge só deixa passar para o outro lado, os quadros cujo endereço MAC de destino constem na tabela da outra porta.

O MAC – Media Access Control ou Controle de Acesso ao Meio – é um endereço físico que reside em cada placa de rede que usamos. Cada uma tem seu próprio endereço MAC, dado pelo fabricante ou distribuidor, e que nunca se repete. Não existem duas placas de rede no mundo com o mesmo endereço MAC.

O bridge gera tabelas para cada uma de suas portas

Todo o processo de “aprender” o endereço MAC das estações é automático e executado várias vezes, enquanto o bridge estiver ativado. Cada nova estação conectada na rede, é incluída na tabela, assim que envia o primeiro quadro de dados pela rede.

O processo de bridging porém, tem algumas limitações:

• Quanto maior o número de estações em conectadas em cada porta, mais tempo levará, após a inicialização da rede, para que o bridge funcione corretamente. Isso porque a tabela de hosts levará mais tempo para ser construída.
• Um número grande de estações também causa lentidão no bridge já que ele se tornará um gargalo, devido ao tempo que ele levará para identificar o destino do quadro de rede.
• Outro problema são os quadros de “broadcast” que devem ser difundidos por toda a rede, portanto, devem ser liberados pelo bridge. Se uma estação envia muitos broadcasts, transformará da mesma forma o bridge em um gargalo.

Os bridges estão caindo em desuso, devido a diversos fatores:

• Causam latências (atrasos nos dados) significantes, principalmente em redes mais rápidas;
• Só possuem duas portas que interligam duas redes, apesar de existirem bridges com mais portas;
• O custo dos switchs vem se reduzindo nos últimos anos, e esses são mais eficientes.

O switch

Os primeiros switches eram conhecidos como “Bridges multiportas”, isso porque eles operam de maneira similar ao bridge. Porém o switch tem algumas vantagens que o diferenciam do bridge.

O switch possui várias portas, permitindo interligar diversos segmentos de rede ao mesmo tempo, em um só local, facilitando a administração e manutenção da rede.

Para fazer o chaveamento, não é necessário que o quadro completo tenha sido enviado ao switch. No momento que o endereço de destino é recebido, o switch já faz o chaveamento, encaminhando o restante do quadro. Isso diminui muito as latências dos quadros na rede, permitindo aumentar a velocidade das transferências.

Um switch de uso doméstico.

A grande virtude do switch porém, está no fato de permitir que várias de suas portas se comuniquem ao mesmo tempo. Isso é possível porque cada porta opera de maneira independente, possuindo sua própria tabela de endereços MAC. Quando é necessário, o switch opera como um “guarda de trânsito”, gerenciando o tráfego de quadros entre as diversas portas.

O switch permite que diversas sub-redes “conversem” ao mesmo tempo.

Essa versatilidade, tem levado os técnicos e administradores de redes a substituir o hub pelo switch, com vantagens significativas para o tráfego da rede.

Cada um dos segmentos, junto com a respectiva estação e a porta do switch, formam um “Micro domínio de colisão”, onde as colisões praticamente não ocorrem. Além disso, este esquema permite que uma estação transfira dados para a outra, ao mesmo tempo que outras duas fazem o mesmo.

Na verdade, é possível que, em alguns momentos, todas as estações estejam conectadas a outra, ao mesmo tempo. Veja o diagrama abaixo:

Switch como concentrador de estações

No exemplo do diagrama acima, é possível que, S1 “fale” com S4, S2 “fale” com o servidor e S3 “fale” com a impressora, tudo no mesmo instante de tempo e sem queda de performance de qualquer tipo.

Porém, é sempre recomendado obedecer o limite máximo de 30 ou 40 estações conectadas ao switch ao mesmo tempo.

Micros como bridges

Há algumas situações em que sai mais econômico transformarmos um computador em um bridge, ao invés de comprar um bridge dedicado.

A configuração é muito fácil, já que praticamente todos os sistemas operacionais de rede atuais como Windows 2000, XP, Server 2003 e todas as versões de Linux suportam nativamente o bridging, bastando ativar o recurso.

Logicamente, precisaremos ter pelo menos duas placas de rede instaladas no computador. Esse esquema também permite a possibilidade de interligar, via bridging, segmentos de rede de tecnologias diferentes como por exemplo, uma rede Ethernet a outra Token Ring (IBM).

Ligando duas redes de tecnologias diferentes.

Uma possibilidade interessante, é usar velhos 386 e 486 nesta função. Existem “pequenos Linux”, que rodam à partir de disquetes como o FreeSCO, que já estão preparados para atuar como bridges e são muito fáceis de configurar.

O FreeSCO transforma velhos 486 em bridges poderosos.

Essa foi mais uma grande dica para os atuais e futuros administradores e técnicos de rede. Não deixe de acessar nosso Fórum CataBits para tirar suas dúvidas. É de graça!