Resultado

O switch mantém uma tabela que associa endereços MAC às portas onde as estações estão ligadas. Ele monta essa tabela a partir do MAC de origem dos quadros que chegam, e não do MAC de destino, porque só a origem prova em qual porta a estação está. Para encaminhar, examina o MAC de destino, procura a porta correspondente na tabela e comuta o quadro para ela. Logo depois de ligado a tabela está vazia, então o switch aprende que A está na porta 1 e, sem saber onde está B, repassa o quadro para todas as outras portas (inundação). Quando B responder, o switch aprende a porta 5. Ele não descarta o quadro e não consulta IP nem roteador.

A camada física move os bits de um quadro de um nó ao seguinte e garante que um 1 enviado chegue como 1. Isso envolve sobretudo hardware, como a representação elétrica de 0s e 1s, e depende do enlace e do meio. A camada de enlace leva datagramas de um nó a outro, faz o canal bruto parecer livre de erros para a camada de rede, faz controle de fluxo entre dispositivos de velocidades diferentes e trata erros. A camada de rede move pacotes entre máquinas e interliga redes diferentes: tem o protocolo IP, que define os campos do datagrama, e os protocolos de roteamento (RIP, OSPF), que definem as rotas. A camada de transporte recebe os dados da aplicação, divide em unidades menores quando precisa, repassa à camada de rede e assegura a chegada na outra ponta, fim a fim, com TCP ou UDP.

Organizar a rede em uma pilha de camadas reduz a complexidade: cada camada oferece serviços à camada superior por meio de uma interface e esconde seus detalhes, na mesma ideia de ocultação de informação, tipos abstratos de dados e encapsulamento. Cada camada implementa seu serviço com ações próprias e conta com os serviços da camada de baixo. A camada n de uma máquina se comunica com a camada n de outra usando protocolos, e as entidades do mesmo nível são chamadas de pares (peers). Arquitetura de rede é o conjunto de camadas e protocolos, que precisa ter informação suficiente para ser implementada, e o OSI não atende a isso. A lista de protocolos usados por um sistema, um por camada, é a pilha de protocolos (por exemplo TCP/IP, OSI, híbrido ou Internet).

Na pilha da Internet, a camada de aplicação tem as aplicações de rede e seus protocolos (HTTP, FTP, SMTP, DNS), e seu pacote se chama mensagem. A camada de transporte (TCP, UDP) leva as mensagens entre cliente e servidor, e seu pacote se chama segmento. O TCP é orientado a conexão, com entrega garantida e controle de fluxo. O UDP não é orientado a conexão e é mais rápido, sem controle de fluxo nem de congestionamento. A camada de rede (IP, mais os protocolos de roteamento) chama seu pacote de datagrama, a camada de enlace chama o dela de quadro, e a camada física trabalha com bits. As outras alternativas trocam os nomes das PDUs ou colocam protocolos na camada errada: IP é de rede, TCP é de transporte e FTP é de aplicação.

A NIC (Network Interface Card) conecta o computador à rede. Ela recebe do driver os dados a transmitir, monta esses dados conforme o protocolo de rede (Ethernet), serializa tudo em 0s e 1s e só então envia pelo meio de transmissão. Então a serialização é feita pela placa, e a montagem vem antes do envio. Cada placa tem um endereço MAC único, escrito em seis grupos de dois dígitos hexadecimais separados por hífen ou dois-pontos: o identificador do fabricante seguido do sufixo que identifica a placa. Quatro números decimais separados por pontos é o formato de um endereço IPv4, não de um MAC.

A estação servidora presta serviços a outros computadores da rede, como servidor de aplicação, de arquivos, de impressão, de e-mail ou web. Por isso tem hardware de alta capacidade: vários processadores, vários discos, muita RAM e RAID (Redundant Array of Independent Disks), que junta vários discos individuais em um subsistema de armazenamento para ganhar segurança e desempenho. A estação cliente é quem usa os serviços (diretório, banco de dados, impressora), liga-se por uma placa de rede e tem hardware de baixa capacidade. A estação de gerência roda o software de gerenciamento da rede. O repetidor só amplifica sinais.

O roteador repassa pacotes entre redes. As rotas são definidas por algoritmos de roteamento, e a decisão de repasse usa o endereço da camada de rede (IP) do pacote. Por dentro, ele tem portas de entrada, um elemento de comutação e um processador de roteamento. Encaminhar quadros pelo MAC dentro de uma LAN é trabalho do switch, amplificar sinal é do repetidor, e ler a MIB é da estação de gerência.

O hub (concentrador ou multiport repeater) liga vários dispositivos Ethernet para funcionarem como um único segmento. Foi o primeiro equipamento usado para montar a topologia estrela. Ele amplifica, regenera e repete os sinais elétricos em todas as portas, o que na prática cria um barramento. É rápido, barato e eficiente, mas não é seguro, porque todos recebem o tráfego de todos. O switch (comutador), uma evolução do hub, copia os quadros apenas para a porta onde está a estação de destino, criando um domínio de colisão distinto por porta. Ele decide pelo endereço MAC, e não pelo IP, que é a base de decisão do roteador.

O repetidor é um dispositivo eletrônico analógico que transmite uma cópia ampliada do sinal de um trecho para outro. Ele serve para estender uma LAN, e os sistemas finais nem sabem que ele existe. Como não entende o formato do quadro e não tem endereço físico, não faz nenhuma filtragem: propaga transmissões válidas, outros sinais elétricos e também as colisões. Ele acrescenta muito atraso, e por isso o esquema CSMA/CD da Ethernet permite no máximo quatro repetidores por segmento. Filtrar pelo MAC e separar domínios de colisão é o que um switch faz.