Diferenças entre Modem, Hub e Switch

Neste artigo, vamos comentar um pouco sobre as principais diferenças de um modem para um hub e switch, e princípios básicos de funcionamento dos mesmos.

Modem

A maioria das pessoas usam um modem (roteadores NAT) em casa para conectar-se a Internet, e a maioria dos roteadores NAT oferecem alguma versão limitada do DHCP para atribuir automaticamente endereços IP para computadores de mesa, laptops, consoles de vídeo-game e smartphones e uma versão limitada do DNS para tornar possível a todos os dispositivos da rede conhecerem como os outros dispositivos são chamados. O DHCP lida com endereços, porém não diz aos outros dispositivos da rede quem possuí tal endereço; o DNS sabe relacionar nomes com endereços mas não atribuí endereços sozinho. (BigDinosaur Blog, 2012)

Um modem pode prover internet apenas para um computador, já que possuí apenas uma entrada para linha telefônica (de onde vem a internet) e uma entrada Ethernet, como pode ser visto na imagem abaixo:

Traseira do modem D-Link 500B

Traseira do modem D-Link 500B

Para que possamos compartilhar nossa internet com dois ou mais computadores precisamos usar hubs ou roteadores.

DSL-2640B

Existem alguns modens que possuem 4 entradas (ao invés de apenas uma), como o DSL-2640B, que descartam a necessidade de um hub/switch (eles atua como ambos [note a porta DSL]).

Hoje em dia, há uma tendência de substituição dos hubs pelos roteadores wireless (já que os hubs permitem apenas compartilhar nossa internet através do uso de fios, já os roteadores wireless nos permitem compartilhar tanto por fio quanto sem fio).

Hub (Concentrador)

Para que seja possível a comunicação de vários computadores em uma rede, podemos usar um hub.

Hub

O hub permite que os computadores possam compartilhar arquivos e impressoras entre si sem nenhuma configuração adicional, precisamos apenas conectar os computadores ao hub e podemos começar a compartilhar arquivos e impressoras (graças ao APIPA).

Quando conectamos um modem a um hub estendemos a capacidade que ele possui para, além do compartilhamento de arquivos e impressoras, o compartilhamento de internet. Não é necessário nenhuma configuração adicional, apenas precisamos conectar o modem a qualquer entrada livre no hub e a internet funcionará em todos os computadores automaticamente.

Qualquer informação enviada por um computador é recebida por todos os outros, mesmo que a informação fosse destinada para um destinatário específico. A placa de interface de rede descarta a informação não endereçada a ela, interrompendo a CPU somente quando pacotes aplicáveis eram recebidos, a menos que a placa fosse colocada em seu modo de comunicação promíscua. Essa forma de um fala e todos escutam definia um meio de compartilhamento de Ethernet de fraca segurança, pois um nó na rede Ethernet podia escutar às escondidas todo o tráfego do hub se assim desejasse.

Todo pacote que é enviado a uma porta do hub pode sofrer colisão; o hub realiza um trabalho mínimo ao lidar com colisões de pacote. Como a chance de colisão é proporcional ao número de transmissores e ao volume de dados a serem enviados, a rede pode ficar extremamente congestionada, em torno de 50% da capacidade nominal, dependendo desses fatores. Para solucionar isto, foram desenvolvidos “comutadores” ou switches Ethernet, para maximizar a largura de banda disponível.

Switch (Comutador)

Um switch é um hub “mais rápido e inteligente” (a grosso modo) devido ao modo como possibilita a conversa entre os computadores em uma rede mas, na prática, o cabeamento é idêntico e ele atua como um hub, não necessitando de nenhuma configuração adicional para compartilhar internet, arquivos e impressoras (tanto que é possível substituir um hub por um switch em uma rede sem nenhuma configuração adicional).

Switch Ethernet “aprende” quais são as pontas associadas a cada porta, e assim ele pára de mandar tráfego para as demais portas a que o pacote não esteja endereçado, isolando os domínios de colisão. Desse modo, a comutação na Ethernet pode permitir velocidade total de Ethernet no cabeamento a ser usado por portas de um mesmo switch.

É possível encontrar redes Gigabit Ethernet no mercado usando HUB mas pela norma a rede só pode ser usada através de um switch. Para usuários domésticos, o tempo de transmissão será maior, mas nada o que faça valer a pena migrar para a Gigabit. Como o switch é pouco utilizado por usuários domésticos (a quem este post se destina) devido ao alto preço, recomendo, para quem possui mais curiosidade ou um switch em casa, ler o post do Brainworks que compara Hubs e Switchs.

Referências

  1. BigDinosaur Blog, 2012.Running BIND9 and ISC-DHCP.
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