Libere o potencial da sua rede: o guia definitivo para switches de rede Ethernet

No mundo atual da Internet, a transferência de dados e a comunicação suaves são primordiais. Os switches de rede Ethernet entram em cena nos cantos do mundo. Dispositivos de assistência ao modem ou ao roteador; este equipamento forma o núcleo das redes modernas e contemporâneas, fornecendo uma base firme para empresas, lares e empresas, alcançando velocidades mais rápidas com eficiência e conectividade ao máximo. Procurando obter uma configuração de pequeno escritório, por exemplo, atualizando a rede doméstica ou supervisionando uma estrutura de TI complexa, um dos recursos mais fortes para compreender são os switches Ethernet. Este guia ajudará a entender melhor sua função, entre outros recursos, permitindo que você maximize os recursos da sua rede. É hora de levar sua conectividade, comunicação e conquistas para o próximo nível quando a inovação em Ethernet de desktop assumiu o controle.

O que é um switch Ethernet e como ele funciona?

Um switch Ethernet é um hardware de rede crucial que facilita a conexão e a comunicação com vários dispositivos em uma rede local, também conhecida como LAN. Esses dispositivos geralmente operam enviando cabos de dados pela Ethernet comutada que apenas encaminha os dados para o dispositivo de destino, o que aumenta ainda mais a eficiência da rede ao manter os dados que o dispositivo é direcionado a um mínimo. 

Os switches Ethernet funcionam na camada dois do modelo OSI, que é conhecida como camada de link de dados, os dispositivos conectados na rede são reconhecidos por meio de endereços MAC. Isso garante a segurança e a precisão dos dados enviados aprendendo e armazenando endereços no que é conhecido como tabela de encaminhamento, os switches Ethernet são capazes de fazer muito mais do que apenas a comutação da camada 2, pois alguns também são capazes de comutação da camada 3. , em geral, os switches Ethernet aumentam a confiabilidade e a escalabilidade das redes.

Compreendendo os conceitos básicos dos switches Ethernet

Os switches Ethernet podem ser divididos principalmente em dois grupos em termos de funcionamento e nível de supervisão atribuído a eles:

1. Switches não gerenciados: Este tipo compreende switches plug-and-play descomplicados que são operados sem configuração prévia. Todos os dispositivos comutados são capazes de se comunicar uns com os outros, pois esses dispositivos facilitam o encaminhamento automático de comunicação. Usuários domésticos e pequenas redes que não exigem muita configuração de dispositivo instalam esses switches em suas redes. 
2. Switches Gerenciados: Estes compreendem switches que são capazes de lidar com uma quantidade maior de configuração com relação às funcionalidades da rede. Tais switches gerenciados podem executar vários recursos, como configuração de VLANs, gerenciamento de tráfego e outras modificações de prazo, para mencionar alguns. Esses switches se conectam com redes corporativas ou outros sistemas complexos onde um alto grau de ajuste e adaptação de desempenho é necessário.

Cada um deles tem funções distintas e, portanto, ao selecionar o tipo de switch, são os requisitos da configuração de rede específica que determinarão o que você precisa.

Como os switches Ethernet diferem dos roteadores

Os switches e roteadores Ethernet são dispositivos muito essenciais para qualquer rede que os utilize, mas eles desempenham funções diferentes nesta rede. Um switch Ethernet pode conectar dispositivos operando dentro de uma rede local (LAN). É um dispositivo de Camada 2 (Camada de Link de Dados) no Modelo OSI e emprega endereços MAC para alternar quadros de dados entre dispositivos em seu site. Os switches são um elemento fundamental para a comunicação na mesma rede e usam efetivamente a largura de banda, garantindo que as informações sejam enviadas para o alvo correto.

Dispositivos de roteamento, no entanto, funcionam na Camada 3 do modelo OSI e são usados ​​para conectar duas ou mais redes imediatas. Roteadores, diferentemente de switches, que se concentram em redes locais ou inter-redes comunicação, use endereços IP para enviar pacotes por várias áreas locais e até a internet. Os roteadores também realizam funções de tradução de endereço de rede (NAT) e Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) que permitem que os computadores de redes privadas se comuniquem com outras redes externas.

A comunalidade emerge de suas funções auxiliares, pois os roteadores são especialistas em isolar o pacote apropriado, enquanto os switches otimizam o desempenho da rede ao restringir o tráfego na rede. O TACIT permite apenas o tráfego de dados, enquanto os switches determinam os padrões de tráfego de dados. OSPF e BGP são auxiliados na determinação de pacotes por meio de tabelas de roteamento.

As disparidades em capacidade e velocidade dentro dos dispositivos podem ser observadas com dados de desempenho. As versões Enterprise Ethernet com mais de 48 portas são fornecidas para velocidades de 100 Gbps e acima, o que as torna adequadas para data centers eficientes. Os roteadores, por outro lado, são usados ​​principalmente para controlar o tráfego da Internet e auxiliar na integração da WAN, pois têm portas limitadas, mas roteamento de tráfego avançado.

A alocação de recursos e a maximização do desempenho são atendidas efetivamente devido ao planejamento feito ao considerar a função de vários dispositivos dentro de uma estrutura de rede. Os roteadores são pareados com switches para facilitar redes de comunicação seguras e suaves, independentemente do ambiente de rede.

O papel dos endereços MAC na operação do switch

Os sistemas de endereço MAC (Media Access Control) permitem que os dispositivos enviem pacotes por uma rede local (LAN) sem sobreposição com nenhum outro sistema, tornando o desempenho dos switches de rede perfeito. Simplificando, um endereço MAC pode ser definido como um código hexadecimal de 48 bits atribuído à Placa de Interface de Rede (NIC) de um dispositivo. Esses endereços são essenciais para que os switches, a segurança e a inteligência formem e ajustem a tabela de endereços MAC das redes que vincula os dispositivos conectados ao switch às suas várias portas.

Quando um switch recebe um quadro de dados, ele avalia o endereço MAC de origem do quadro e o registra na tabela de endereços MAC com uma porta correspondente. Simultaneamente, o switch recupera o endereço MAC de destino e faz referência cruzada com a tabela de endereços MAC para encontrar uma porta para enviar o quadro. Se o endereço MAC de destino não existir na tabela, o switch recorre à inundação, na qual o quadro é enviado por todas as portas, exceto a porta em que foi recebido originalmente.

Para aumentar o desempenho, os switches modificam a tabela de endereços MAC com uma certa frequência e excluem seu conteúdo após permanecerem ociosos por um período definido. Isso ajuda a reter espaço e simplifica a computação, garantindo que as tabelas não fiquem desatualizadas. Switches mais avançados incorporam funções como VLANs (Virtual Local Area Networks) e suporte para protocolos de roteamento dinâmico, além de usar endereços MAC como uma medida de segurança em ambientes multiusuários, o que aprimora ainda mais o uso de endereços MAC.

No contexto dos avanços modernos em tecnologias de rede e switches, agora é possível tornar as tabelas MAC maiores com ainda mais dispositivos conectados a redes de alta densidade. Por exemplo, muitos switches empresariais de fornecedores têm um número de entrada de endereço MAC de 128,000 ou mais, o que, em essência, permite que o OC alcance maiores alturas em ambientes famintos por dados, como campi e data centers. Os endereços MAC são uma parte indispensável das características de operação do switch que garantem estabilidade e escalabilidade em LANs.

Tipos de switches Ethernet: qual é o ideal para sua rede?

Switches gerenciados vs. não gerenciados: prós e contras

Switches Ethernet gerenciados e não gerenciados diferem em alguns aspectos, o que pode ser crucial ao considerar seu efeito no desempenho, escalabilidade ou controle de uma rede. Entender essas diferenças também é essencial ao selecionar entre as duas classes de switches.

Switch não gerenciado

Switches não gerenciados são apropriadamente nomeados, pois não exigem nenhum gerenciamento e servem ao propósito de permanecer em um status 'plug and go'. Eles são muito básicos, pois a funcionalidade avançada é abandonada e seu custo é reduzido. No entanto, uma queda de preço significa oferecer funções limitadas, o que significa que eles não podem ser usados ​​em redes médias a grandes, em vez disso, podem ser usados ​​em escritórios domésticos ou pequenos escritórios. Certos recursos, como VLANs e QoS, são fracos ou ausentes e, como resultado, o monitoramento ou mesmo a solução de problemas são inúteis. Sua configuração mínima os deixa inflexíveis, no entanto, o fato de eles serem plug and go facilita a implantação fácil até certo ponto.

Prós:

• Econômico e fácil de usar
• Não é necessário conhecimento prévio de rede de área
• Adequado para redes pequenas e médias com menores necessidades de largura de banda.

Contras:

• A análise avançada de tráfego e o gerenciamento de desempenho são subdesenvolvidos
• Recursos como controle de acesso e criptografia são inexistentes
• É difícil de escalar e pode não ser ótimo para aplicativos de nível empresarial 

Interruptores gerenciados

Diferentemente de outros switches, os switches gerenciados oferecem grande personalização, monitoramento e gerenciamento de tráfego para topologias de rede mais complicadas. Eles permitem que os administradores de rede definam configurações nas portas individuais e as agrupem para habilitar mais recursos de segurança e outros processos, como priorização de tráfego. Os switches gerenciados são populares em empresas e data centers, onde o tempo de atividade e o desempenho são primordiais. Roteamento de camada 3, monitoramento SNMP, protocolos de redundância e outras ferramentas de diagnóstico de rede são recursos avançados que aumentam a confiabilidade da malha. Essa versatilidade elevada requer responsabilidade avançada, bem como um grande investimento financeiro. No entanto, os switches gerenciados também aumentam a receita e melhoram consideravelmente o fluxo de caixa e a lucratividade.

Prós:

• O desempenho é aprimorado por meio do suporte a VLAN e QoS. 
• Mais opções de controle de acesso resultam em maior segurança dentro da malha.

Contras: 

• Mais caro do que switches não gerenciados
• É necessária uma gestão de rede muito mais qualificada
• Há uma complexidade de configuração com escala 

Ao selecionar o melhor switch para a rede, leve em consideração seu caso de uso, recursos, necessidades de crescimento e a quantidade necessária de controle e força de segurança. Um switch não gerenciado funcionará para empresas menores, ou esta não é uma aplicação crítica. Caso contrário, é aconselhável usar switches gerenciados para ecossistemas maiores e em constante mudança, pois eles fornecem profundidade e capacidade adequadas.

Switches PoE: alimentando dispositivos via Ethernet.

Os switches Power over Ethernet permitem a conexão de dispositivos para dados e energia elétrica usando um único cabo Ethernet. Esse recurso elimina a necessidade de um fornecimento adicional de energia ou qualquer cabeamento extra a ser instalado, o que, na verdade, economiza tempo e custo. Normalmente, os switches PoE fornecem energia para dispositivos como câmeras IP, telefones VoIP, pontos de acesso sem fio e outros dispositivos semelhantes. Os padrões da indústria, incluindo os padrões IEEE 802.3af, 802.3at e 802.3bt, orientam a operação e o fornecimento de energia dos dispositivos de comutação PoE. Nesse aspecto, os switches PoE permitem que as empresas mantenham a consistência na estrutura física da rede enquanto aprimoram a localização dos dispositivos.

Switches Gigabit Ethernet para conectividade de alta velocidade.

O switch Gigabit Ethernet é capaz de fornecer a conectividade necessária em altas velocidades, com uma taxa de transferência de dados de 1 Gbps por porta. Esses switches são cruciais em aplicações que exigem muita largura de banda, como videoconferência, transferência massiva de dados ou serviços hospedados na nuvem. Eles facilitam a intercomunicação de dispositivos sem causar gargalos na rede. Um switch gigabit é amplamente empregado em ambientes corporativos e de negócios de pequena escala, e pode ser implantado com padrões Ethernet existentes anteriormente, facilitando a implementação dentro dos sistemas de rede ou mesmo os mais recentes. Seu desempenho superior garante que eles tenham alta escalabilidade, o que os torna perfeitos para uma rede em expansão que requer conectividade rápida e eficiente.

Como escolher o melhor switch Ethernet para sua casa ou escritório

Determinando o número de portas necessárias

Ao determinar o número total de portas necessárias no switch, considere o número de computadores, impressoras, televisores inteligentes, consoles de jogos ou quaisquer outros dispositivos Ethernet que você possa precisar para a rede. É também prudente levar em consideração algumas portas adicionais para qualquer expansão futura, devido ao fato de que os dispositivos atualmente a serem conectados podem aumentar em número. Um exemplo seria se fosse um hub de rede doméstica e cinco dispositivos precisassem ser conectados a ele, então selecionar o switch de oito portas funcionará muito bem, pois permite expansão. Certifique-se sempre de que o switch selecionado seja adequado para pelo menos o seu estado atual da rede, bem como seus requisitos esperados.

Considerando os requisitos de velocidade e largura de banda

Ao comparar switches Ethernet, também é importante considerar os recursos de velocidade e largura de banda para evitar desempenho de rede ruim. Um switch Ethernet tem uma classificação de velocidade. Por exemplo, Fast Ethernet tem 100 Mbps, Gigabit Ethernet tem 1 Gbps e, finalmente, 10 10-gigabit Ethernet tem 10 Gbps. Atualmente, a grande maioria das residências e empresas menores requer apenas um switch Gigabit Ethernet, pois ele permite conexões de internet de alta velocidade e aplicativos como serviços baseados em nuvem e streaming 4K.

A largura de banda geral da rede é significativamente influenciada pela largura de banda. Um switch gigabit ethernet é normalmente classificado para ter largura de banda de 1 Gbps por porta, embora a largura de banda do backplane determine uma limitação. Isso especifica que um switch gigabit de oito portas exigiria idealmente uma capacidade de comutação de 16 Gbps, o que equivale a 1 Gbps Full duplex por porta.

O tipo de dispositivos e aplicativos que você tem também deve ser considerado e quanta largura de banda cada um deles requer. Enquanto jogar videogames ou fazer chamadas de vídeo e transferir arquivos grandes requer uma largura de banda alta e estável, TCP/IP ou outra largura de banda não tem tais demandas, e navegar na web ou enviar e-mails não requer essa largura de banda alta. Estar ciente desses requisitos permite que você selecione um switch Ethernet que garanta a operação suave da sua rede durante as horas mais movimentadas.

Avaliando recursos adicionais como VLANs e QoS

Na minha análise de opções extras que podem ser integradas ao algoritmo, como VLANs e QoS, enfatizo como essas capacidades podem melhorar o desempenho da rede e seu controle. As VLANs me permitem dividir o tráfego de forma eficiente, aumentando assim a segurança e reduzindo os gargalos de tráfego. Ao mesmo tempo, o QoS me permite priorizar o tráfego crítico, como videoconferências ou VoIP, para garantir um desempenho confiável mesmo em horários de pico. Ambos os recursos complementam perfeitamente a otimização da rede para requisitos específicos.

Configurando e configurando seu switch Ethernet

Guia passo a passo para conectar dispositivos

ESCOLHA A POSIÇÃO DESEJADA

Começo colocando o switch Ethernet em um gabinete bem ventilado e seguro, que seja próximo tanto do local dos dispositivos que pretendo conectar. Isso ajuda muito a reduzir o comprimento dos cabos e garante que um bom desempenho seja mantido.

SLIGUE O DISPOSITIVO

Agora conecto o switch a uma fonte de energia apropriada por meio do adaptador de energia fornecido. Garanto que o switch liga com sucesso observando as luzes indicadoras.

USANDO CABOS ETHERNET, CONECTE DISPOSITIVOS

Eu conecto cada dispositivo ao switch por meio de cabos Ethernet, com uma extremidade conectada à rede do dispositivo e a outra a uma porta desocupada no switch.

VERIFIQUE SE O DISPOSITIVO ESTÁ CONECTADO

Após a conexão ter sido feita, procuro as luzes indicadoras no switch associado a cada uma das portas. Essas luzes são usadas como indicadores para mostrar se a conexão foi alcançada com sucesso, pois essas luzes mostram quando a conexão está ligada ou piscando.

TESTANDO A FUNCIONALIDADE DA REDE

Por fim, eu testo para ver se todos os dispositivos que agora estão interconectados são capazes de se comunicar uns com os outros pela rede. Normalmente, eu faço isso tentando acessar qualquer um dos recursos compartilhados ou a internet, com base em como a rede está organizada.

Configurando VLANs para segmentação de rede

As Ethernet Local Area Networks funcionam permitindo que os gerentes de rede apreciem que uma única Ethernet LAN pode ser dividida em várias LANs lógicas para fins de segurança ou dispersão geográfica. Portanto, as Ethernet VLANs aprimoram o gerenciamento de tráfego ao melhorar a segurança e promover o desempenho da rede. 

Quantas etapas posso seguir para configurar minhas LANs Ethernet? 
Aqui estão algumas diretrizes para quem está tentando entender como as VLANs Ethernet funcionam. 

Obtenha acesso à interface do switch 
Evidentemente, isso pode ser feito acessando a interface de linha de comando ou o console de gerenciamento web pela rede. 

Crie VLANs
A partir de dispositivos apropriados da Camada 3, é possível criar VLANs atribuindo IDs a cada VLAN. Tal ID pode ser simplesmente entendido como um número entre 1 e 4094 sob IEEE802.1Q. Por exemplo, VLAN ID 10 pode ser atribuído a dispositivos de funcionários, VLAN ID 20 para acesso de convidados e VLAN ID 30 para dispositivos VoIP. 

Atribuir portas a VLANs 
Ethernet LAN é capaz de transportar tráfego com fio e é possível definir as portas de switch para cada uma das VLANs para facilitar a comunicação entre os diferentes conjuntos de portas. Cada porta pode ser configurada para operar no modo de acesso ou tronco, ou seja, uma única VLAN é atribuída à porta fornecida ou várias VLANs são atribuídas juntamente com marcação. Um exemplo seria alternar as portas 1-10 para VLAN ID 10 e as portas 11-15 para VLAN ID 20.

Configuração de Tronco VLAN

Ao configurar o VLAN Trunking, certifique-se de habilitar o recurso nos links entre switches ou entre os switches e o roteador. Existem protocolos de marcação, como IEEE 802.1Q, que empregam VLANs no mesmo link, permitindo o trunking.

Verificação da configuração da VLAN

Para confirmar a configuração da VLAN, utilize comandos ou ferramentas de monitoramento. Garanta que os dispositivos relevantes na VLAN configurada possam se intercomunicar com facilidade enquanto o tráfego entre as VLANs enviadas por roteadores ou switches de camada 3 estiver completamente ausente, com exceção de casos em que roteamento ou comutação são utilizados.

Vantagens das VLANs

• Melhoria de desempenho: Com a criação de VLANs, o tamanho do domínio de transmissão é reduzido, o que significa que o tráfego indesejado gerado também será reduzido, juntamente com mais eficiência no uso da largura de banda.
• Segurança Aumentada: Dispositivos podem ser agrupados em suas respectivas VLANs, o que impedirá que outros grupos obtenham acesso não autorizado. Por exemplo, sistemas financeiros sensíveis podem operar em uma VLAN restrita.
• Gerenciamento de rede mais fácil: adicionar dispositivos e realocá-los se torna mais simples, pois não é necessário novo cabeamento físico caso tais alterações na rede sejam necessárias.

Apoio Estatístico

A análise de tendências recentes mostra que as empresas que integram VLANs geralmente se beneficiam de até 30% no uso da largura de banda quando comparado à utilização. Além disso, as configurações de VLAN reduzem o escopo de ataques cibernéticos internos em 70%. Por intrusões sendo formuladas ou atacadas dentro do escopo mais amplo da VLAN, o movimento pela rede é limitado a apenas segmentos específicos.

A aplicação de VLANs é mais efetiva quando se compreende completamente o design da rede e seu comportamento de tráfego. O tipo correto de segmentação, juntamente com o monitoramento e modificação das VLANs, ajuda a sustentar as crescentes demandas de rede contemporâneas.

Otimizando o desempenho do switch para sua rede

Na competição para melhorar o desempenho do switch em uma configuração de rede específica, é preciso elaborar configurações e métodos robustos que possam suportar o aumento do tráfego sem degradar as velocidades de latência e confiabilidade. A geração atual de switches vem com ferramentas essenciais incorporadas, por exemplo, controle de taxa de Qualidade de Serviço (QoS), portas Ethernet com eficiência energética e agregação de portas, enquanto esses recursos são capazes de aumentar significativamente o desempenho da rede.

1. Habilitar Qualidade de Serviço (QoS): Ao implementar QoS, os administradores de rede são equipados com a capacidade de gerenciar e digitar, conforme os requisitos do usuário, o tipo de tráfego crítico que é apresentado pela rede, por exemplo, melhor desempenho de voz sob demanda VoIP ou videoconferência. De acordo com estudos anteriores em que QoS foi implementado de forma eficiente, houve uma redução de até 60% na perda de pacotes de dados, o que suportou a maioria dos aplicativos em tempo real.

2. Use Port Trunking (Link Aggregation): A capacidade de largura de banda pode ser aumentada e falhas potenciais podem ser evitadas ao mesclar vários links físicos em um único link lógico. Um exemplo claro é o uso de agregação de links IEEE 802.3ad durante operações de rede ocupadas, o que pode aumentar em até 70% a alocação de largura de banda.

3. Otimize o Spanning Tree Protocol (STP): Existem vários fatores que reduzem a eficiência das interconexões no fornecimento de serviço sem atrasos, um deles é a configuração ruim do STP, que pode levar a loops ou ciclos dentro da rede virtual. Ao incorporar outras opções como o Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), os usuários podem até quadruplicar a velocidade do tempo de convergência de Normal para Rapid spanning.

4. Utilize Switches de Camada 3: Para redes que lidam com grandes quantidades de dados, os switches de camada 3 completam o desempenho distribuindo tarefas de roteamento de roteadores. Esses switches reduzem o número de saltos e aumentam o fluxo interno da rede, o que é ideal para ambientes de nível corporativo.

5. Seja Consciente do Consumo de Eletricidade: Tecnologias de comutação como a IEEE 802.3az que são energeticamente eficientes ajustam seu consumo de energia com base nas necessidades de tráfego. Switches de conservação de energia podem reduzir o consumo de eletricidade em 50%, auxiliando no aumento da sustentabilidade da meta e diminuindo as despesas operacionais simultaneamente.

6. Programe atualizações regulares de firmware e segurança: Firmware de switches que não esteja atualizado pode causar gerenciamento de compatibilidade e vulnerabilidade. É sensato que os gerentes de rede desenvolvam planos para atualizações para garantir que contenham recursos e correções de segurança recentes.

Ao combinar essas estratégias e ferramentas, os switches podem ser otimizados para desempenho máximo se forem suplementados com necessidades organizacionais modernas de escalabilidade e resiliência. A implementação adequada significa a retenção de redes em um estado ativo, eficaz e seguro contra desafios imensuráveis.

Solução de problemas comuns de switch Ethernet

Lidando com problemas de conectividade

Sempre que você tiver problemas de conectividade com seus switches Ethernet, é aconselhável seguir um processo de solução de problemas específico estritamente para retificar o problema da maneira mais eficaz possível. Algumas das causas comuns de tais problemas de conectividade incluem cabos danificados, configurações de switch errôneas e mau funcionamento de qualquer dispositivo de hardware.

1. Teste de Cabo: Comece inspecionando os cabos Ethernet para quaisquer danos físicos, como cortes ou conectores torcidos. De acordo com estatísticas, 70 por cento dos problemas de rede são causados ​​por cabos danificados ou de baixa qualidade. Após sua inspeção, utilize um testador de cabos para certificar-se de que todas as conexões estejam funcionando bem e que os padrões exigidos para transferência de dados estejam sendo atendidos.
2. Configuração e definições de porta: Configurações incorretas de configuração de switch são uma causa de conexões ruins ou inexistentes nos switches Ethernet. É importante verificar se todas as configurações de porta, incluindo configurações de velocidade e duplex nos dispositivos, são idênticas entre si. Por exemplo, configurações duplex que são diferentes entre o switch e o dispositivo conectado a ele podem causar um desempenho ruim devido à alta taxa de colisões.
3. Power over Ethernet (PoE): Se o PoE estiver habilitado no seu switch, verifique se os dispositivos conectados estão consumindo energia adequada e também se o switch está no orçamento do PoE. Caso contrário, você pode experimentar uma perda de conectividade com certos dispositivos devido ao orçamento de energia excedido.
4. Considere os engarrafamentos em redes: a causa deles geralmente são loops de rede. Essas tempestades podem nublar um switch, interrompendo conexões. O uso de suas opções, por exemplo, spanning tree protocol (STP), elimina os problemas e centraliza a rede. Devido a aumentos incomuns no tráfego de rede, juntamente com outras formas de atividade, observe as tempestades de transmissão e aja de acordo. 
5. Sempre instale o firmware ou software mais recente para os dispositivos de rede para proteger a rede e garantir a operação adequada dos dispositivos em uma LAN Ethernet.: Se o firmware ou software estiver desatualizado, esse dispositivo provavelmente enfrentará problemas de conectividade. Suponha que o dispositivo enfrente bugs ou problemas de compatibilidade. Nesse caso, há soluções e patches prospectivos disponíveis, e uma das coisas mais importantes que são realizadas regularmente é atualizar o software para os novos patches. Pesquisas conduzidas pela Cisco mencionam que perto de 15 por cento dos problemas de conectividade são resolvidos anexando o firmware mais recente para o roteador.  
6. Teste e Substituição de Hardware: Se os procedimentos acima mencionados forem ineficazes, pode ser útil analisar o hardware do switch. Também pode ser útil usar as ferramentas de solução de problemas integradas do fornecedor. Switches ineficazes podem ser substituídos por switches testados. 

Seguindo essas etapas, partes da estratégia podem ajudar a resolver problemas de conexão. Além disso, partes da rede devem documentar todas as configurações e problemas em detalhes para aprimorar a resolução mais rápida de problemas no futuro.

Resolução de problemas relacionados a PoE

Problemas comuns com Power over Ethernet (PoE) decorrem de alocação de energia inadequada, cabos defeituosos ou incompatibilidade de dispositivos. Para superar esses problemas: 

• Confirme os requisitos de energia – Certifique-se de que o dispositivo energizado não exceda o injetor ou switch PoE. Além disso, certifique-se de que orçamentos de energia apropriados sejam alocados com a configuração de vários dispositivos.
• Examine o cabeamento – Certifique-se de que os cabos não estejam danificados ou livres de defeitos. Além disso, não use cabos Ethernet abaixo do padrão Cat5e, pois eles não atendem aos requisitos de PoE.
• Avalie os dispositivos de compatibilidade – Certifique-se de que o equipamento de fonte de alimentação e o PD estejam em conformidade com o mesmo padrão de comutação, como IEEE 802.3af ou 802.3at.
• Modificar firmware e configurações – Faça alterações no firmware dos injetores ou switches PoE e confirme as configurações PoE.

Na maioria dos casos, essas etapas resolverão quaisquer problemas enfrentados com o divisor Ethernet, garantindo operações tranquilas.

Lidando com lentidão e gargalos na rede

Ao se esforçar para eliminar ou reduzir gargalos ou lentidão na rede, faça o seguinte:

1. Examine a quantidade de consumo de largura de banda do usuário – Determine se a largura de banda oferecida é capaz de satisfazer o consumo existente; se o uso se aproximar da largura de banda oferecida de forma contínua, aumente a conexão.
2. Modifique os parâmetros de Qualidade de Serviço (QoS) – Aloque dispositivos ou aplicativos críticos para o topo de uma fila para que sejam atendidos primeiro durante os horários de pico.
3. Padrões de tráfego – Empregue o uso de ferramentas e aplicativos de desempenho de rede para detectar dispositivos ou padrões anormais que parecem consumir muito largura de banda. Limite ou impeça dispositivos de acessar os requisitos onde for aplicável.
4. Componentes de hardware – Roteadores e outros componentes de rede, como switches, devem funcionar corretamente e ter as últimas atualizações ou patches. Equipamentos suspeitos de estarem com defeito ou desatualizados devem ser substituídos.
5. Diferencie redes com alto tráfego – Configure diferentes redes locais virtuais, também conhecidas como VLANs e sub-redes, para que os dispositivos não usem apenas uma rede.

As etapas acima, quando seguidas cuidadosamente, levarão à identificação e à retificação de componentes responsáveis ​​pela baixa capacidade de resposta da rede e pelo aumento da confiabilidade.

Expandindo sua rede: dimensionando com switches Ethernet

Switches de encadeamento em série para redes maiores

Ao considerar o encadeamento de switches em grandes redes, eu me esforço para atender aos requisitos de uma topologia bem coordenada para aliviar restrições de desempenho como gargalos e atraso excessivo. Eu encadeio usando as portas de uplink e sigo na ordem lógica para que a latência seja reduzida até certo ponto. Eu também configuro o STP para evitar loops nas redes, o que auxilia na manutenção da comunicação eficaz e da estabilidade na rede. Essa estratégia me permite aumentar a capacidade da rede, ao mesmo tempo em que garanto a confiabilidade.

Integrando pontos de acesso sem fio com seu switch

Ao configurar Wireless Access Points junto com meu switch, eu me certifico de configurar as portas do switch para que elas funcionem com o protocolo spanning tree e sejam definidas como portas de acesso com as VLANs corretas necessárias para a conectividade sem fio dos meus usuários. Além disso, eu verifico se os WAPs são compatíveis com os protocolos e padrões que são definidos para meu switch – como PoE se eles serão alimentados pelo switch. Além disso, ao implementar recursos como QoS, eu otimizo o tráfego entregue às interfaces sem fio junto com os dispositivos conectados à rede. Isso torna a comunicação entre os componentes com e sem fio da rede mais fácil.

Preparando sua rede para o futuro com soluções de switch escaláveis

Quando as complexidades da sua rede se tornarem mais exigentes no futuro, há uma necessidade urgente de mudanças no design e na estrutura dela. Isso requer a seleção correta de switches que serão capazes de fornecer o suporte ideal para aumentar os requisitos de largura de banda ou para incluir mais dispositivos conforme a rede se expande. É melhor optar por switches que tenham um design modular para que a expansão de sua capacidade seja simples, mesmo que seja necessário fazê-lo sem alterar a unidade completamente. Certifique-se de que o switch suporte os padrões mais recentes, como 10 GbE ou superior, e inclua recursos como VLANs e capacidade PoE suficiente para atender às demandas tecnológicas em evolução. Construir fortemente na escalabilidade e nos recursos modernos da infraestrutura torna ainda mais fácil implantar a rede em relação a possíveis requisitos futuros sem comprometer o desempenho.

Segurança do switch Ethernet: protegendo sua rede

Implementação de medidas de segurança portuária

Para proteger sua rede contra acesso não autorizado, medidas de segurança de porta são úteis. Primeiro, defina cada porta do switch em um número específico de endereços MAC permitidos. Ative o aprendizado de endereço MAC fixo para associar automaticamente dispositivos descobertos a portas atribuídas. Configure usuários de porta com autenticação 802.1X para permitir que apenas dispositivos autenticados sejam conectados por meio das portas. Certifique-se de continuar verificando irregularidades no uso da porta e de desabilitar portas que não estão sendo usadas, removendo assim o risco excessivo. A adoção de tais medidas não apenas melhorará a segurança da infraestrutura de rede sem comprometer o desempenho, mas é ainda mais relevante em contextos de IoT.

Usando VLANs para melhorar a segurança da rede

As VLANs são incrivelmente importantes para segmentação de rede e aprimoramento de segurança. Por exemplo, segregar logicamente uma rede em várias VLANs permite que os administradores protejam dados sensíveis e partes do sistema do tráfego geral da rede, garantindo que haja menos acesso não autorizado. Um exemplo de sua aplicação é que RH, finanças e TI estão em VLANs diferentes, o que significa que esses segmentos não compartilham dispositivos, mas têm acesso diferente à VLAN.

As melhores práticas atuais aconselham os usuários a aplicar protocolos de marcação de VLAN como IEEE 802.1Q para aprimorar o roteamento de tráfego de e para as VLANs em questão. Para melhorar ainda mais a segurança, colocar Listas de Controle de Acesso entre VLANs pode ser usado para reduzir o fluxo de dados não autorizados e inibir movimentos laterais durante tentativas de comprometimento. Os resultados da pesquisa indicam que mesmo uma medida simples, mas eficaz, como a segregação de VLANs pode diminuir a exposição aumentada dos recursos em mais de 70%. Além disso, parear VLANs com ferramentas de análise de rede promove monitoramento de tráfego em profundidade, melhorando a detecção de anomalias e a eficiência de resposta.

No caso de implantação de VLANs, é extremamente crucial manter a auditoria nas configurações atualizada e ainda proteger os links de tronco entre os switches para evitar ataques de salto de VLAN. Integrar o isolamento de VLAN com controles de segurança rigorosos e vigilância permite que as empresas criem uma infraestrutura de rede robusta e sustentável. Essa abordagem melhora a segurança ao mesmo tempo em que melhora o desempenho das redes e facilita o cumprimento de várias regulamentações do setor.

Melhores práticas para gerenciamento de switches e controle de acesso

1. Implementar Role-Based Access Control (RBAC): O RBAC ajuda a atribuir funções administrativas em switches somente a um grupo selecionado. Isso é implementado para evitar modificações não autorizadas de configurações de switch, o que seria prejudicial para uma organização. Organizações que implementam o RBAC como uma política conseguem reduzir erros de configuração em pelo menos 60%, o que permitiria funcionalidade e confiabilidade aprimoradas das redes.
2. Use Protocolos Seguros para Acesso de Gerenciamento: Os switches precisam ser configurados para usar apenas protocolos de gerenciamento considerados seguros, como SSH sobre Telnet. As redes de gerenciamento também devem ter apenas pontos de acesso de certas redes seguras. Pesquisas mostram que a probabilidade de interceptação de rede com fio dentro de um edifício e comprometimento da rede é reduzida para cerca de 25% ao empregar protocolos de gerenciamento criptografados.
3. Atualize regularmente o firmware e o software: para proteger contra quaisquer vulnerabilidades, o gerenciamento de switches precisa se manter atualizado – isso também inclui o software. Patches e correções para brechas de segurança são constantemente lançados por fornecedores de hardware e, com a incorporação rápida dessas atualizações, as chances de ser hackeado são reduzidas. Aproximadamente 40% de todos os casos de violações relacionadas a switches foram causados ​​pela falta de atualizações contextuais nos dispositivos.
4. Habilitar recursos de segurança de porta: Evite a utilização de dispositivos não autorizados implementando recursos de segurança de porta em interfaces de switch. Isso inclui desabilitar políticas como filtragem de MAC ou habilitação de 802.1X, que restringe a acessibilidade aos seus únicos dispositivos autorizados. A segurança de porta continua a tornar as redes mais seguras, pois as ameaças internas e a implantação de dispositivos desonestos estão diminuindo nessas áreas. 
5. Configurar registro e monitoramento: para aumentar a visibilidade em sua LAN Ethernet, é importante habilitar o registro em switches e combiná-los com mecanismos de registro e monitoramento. Com a ajuda do registro em tempo real, os administradores poderão monitorar condutas suspeitas o mais cedo possível. Pesquisas anteriores indicam que o monitoramento e o alerta constantes podem reduzir drasticamente a duração da resposta a incidentes em mais de 50%. 
6. Desabilitar portas e recursos não utilizados: para reduzir a superfície de ataque, é preciso reduzir a complexidade da rede desabilitando qualquer porta de switch não utilizada e recursos que sejam autonegociação ou LLDP (Link Layer Discovery Protocol). Como resultado, isso diminui o número de possíveis pontos de acesso aos quais um invasor pode obter acesso. 
7. Harden Trunk Ports: Habilite o pruning robusto de VLANs para que somente as VLANs estritamente necessárias sejam permitidas através das portas trunk. Implemente os recursos de VLAN pruning e Private VLAN Edge. Impedir ataques de salto de VLAN pode ajudar a estreitar a segmentação da sua rede ao alternar as portas trunk. Pesquisadores demonstraram que a implantação efetiva do hardening de VLAN tem mais de 80% de redução no sucesso de tais ataques.
8. Configurações de backup do switch regularmente: Armazene as configurações do switch em um local seguro. Isso garante uma restauração eficaz caso o hardware falhe ou seja realizada uma edição maliciosa das configurações, o que é necessário para manter um ponto de acesso ethernet seguro. Mais backups de hardware são automatizados para recuperação fácil para reduzir o tempo de inatividade.

Alterar essas melhores práticas melhorará a segurança e o gerenciamento confiável e eficiente dos switches e sistemas de controle de acesso das organizações. O resultado é uma rede ágil que atende aos requisitos atuais e está bem protegida contra riscos futuros.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é o funcionamento dos switches Ethernet?

R: Os switches Ethernet operam de forma inteligente conectando dispositivos pela rede com fio e trocando pacotes de informações. Cada switch possui várias portas e, assim que um pacote é recebido, o switch interroga o conteúdo do pacote para determinar a porta apropriada para ele. Ao desligar o computador da Sra. Smith para eliminar tráfego desnecessário, os switches permitem várias conexões simultaneamente. Dependendo do modelo do switch, os switches Ethernet podem lidar com uma variedade de velocidades de transferência, começando em 10 Mbps e indo até 10 Gbps na Camada 2 do modelo de comunicações OSI.

P: O que torna um switch de rede diferente de um divisor Ethernet?

R: Um switch de rede funciona e é construído de forma diferente de um divisor ethernet, pois este último executa uma função completamente diferente. Uma matriz de dispositivos é conectada a uma ethernet e o tráfego está sempre fluindo de um dispositivo para outro, um switch ethernet é conectado e controlado, o desempenho é otimizado devido à comunicação simultânea. Um divisor ethernet, ou hub passivo, simplesmente pega uma conexão ethernet e fornece várias portas que não são gerenciadas com tráfego, simplesmente ecoando uma única entrada de porta. A maioria das redes com fio favorece os switches, pois eles são muito melhores do que os hubs passivos e fornecem dispositivos individuais para trabalhar em seus próprios domínios de colisão.

P: Você pode explicar melhor os princípios básicos da VLAN e sua função em conjunto com um switch Ethernet? 

R: O termo “Redes Locais Virtuais” ou VLANs se refere à subdivisão lógica de uma rede de forma que os dispositivos possam ser agrupados independentemente de sua localização física. Esses switches ethernet projetados para suportar VLANs permitem o acesso a várias redes que são virtualmente separadas, mas operam sob um único módulo de rede física. Essa função não apenas melhora a segurança, mas também aumenta o desempenho da rede e reduz a sobrecarga administrativa da rede. As VLANs funcionam especificando um identificador, chamado de VLAN ID, no quadro ethernet, que permite que um switch envie o tráfego para todas as portas que pertencem apenas à VLAN especificada, se passando por domínios de transmissão separados.

P: Discuta as diferenças entre switches Ethernet gerenciados e não gerenciados. 

R: Os switches ethernet gerenciados e não gerenciados são diferenciados por suas capacidades de configuração e recursos operacionais. Switches não gerenciados, como o Netgear 8-port Gigabit Ethernet Unmanaged plug-and-play switch, são dispositivos sem configuração, pois podem começar a funcionar assim que conectados a uma rede. Esses dispositivos são adequados para necessidades de rede doméstica e de escritório de baixo custo. Ao contrário, os switches gerenciados funcionam de forma mais sofisticada do que o hardware de rede básico; eles têm funções como suporte para VLANs, QoS (Qualidade de serviço), recursos de espelhamento de porta e acesso e gerenciamento remotos. Grandes redes e aquelas redes que exigem recursos avançados de segurança de controle são ideais para esses tipos de switches gerenciados. Embora esses dispositivos gerenciados sejam mais caros do que os switches não gerenciados, eles têm um maior grau de flexibilidade e permitem o dimensionamento de redes em crescimento.

P: O que exatamente é a tecnologia PoE e quais são seus switches de telecomunicações semicondutores?

A: Power over Ethernet (PoE) funciona, o que significa que ele conecta os dados ao dispositivo de comunicação por meio de cabos ethernet; Ethernet permite que os dispositivos recebam dados e eletricidade. Isso então torna telefones VoIP, câmeras IP e pontos de acesso sem fio, entre outros, utilizáveis ​​com switches power over ethernet, pois seus aparelhos não precisam ser pareados com cabos de energia adicionais. Os padrões IEEE 802.3af ou IEEE 802.3at geralmente são aplicáveis ​​a esses switches. Os switches PoE de 4 portas, por exemplo, têm mais de 1 porta ethernet, permitindo que um usuário alterne de dispositivos habilitados para PoE para um modo ethernet padrão para introduzir mais versatilidade no cenário de conectividade. Isso elimina redundância, reduz despesas de instalação e abre espaço para posicionamento mais eficiente de dispositivos em redes.

P: Quais detalhes importantes preciso para decidir se um switch de rede Ethernet será instalado em minha casa ou escritório?

R: Alguns dos principais detalhes a serem considerados são os seguintes ao selecionar um switch de rede Ethernet para sua casa ou escritório: 1. Número de portas: Selecione um switch que ofereça várias portas que atendam às suas necessidades e também às necessidades futuras (por exemplo, 5 portas, 8 portas ou mais). 2. Velocidade: Quantas portas você precisa para um switch Gigabit (1000 Mbps) ou um switch Fast Ethernet (100 Mbps) seria suficiente? 3. Fator de forma: Um switch de mesa ou de parede com base no espaço disponível à sua disposição. 4. Gerenciado vs. Não gerenciado: Você precisa de recursos avançados, como VLANs, ou uma solução plug-and-play seria boa o suficiente? 5. Suporte a PoE: Se seus dispositivos podem usar Power over Ethernet, procure os switches com recursos de PoE. 6. Reputação da marca: Procure marcas confiáveis, como Netgear, para obter confiabilidade e suporte adicionais. 7. Escalabilidade: Certifique-se de que o switch pode suportar o crescimento potencial da rede.

P: Quais benefícios obtenho ao usar um switch de rede Ethernet na configuração Ethernet da minha casa ou escritório?

R: Um switch de rede Ethernet pode melhorar significativamente a Ethernet da sua casa ou escritório de várias maneiras: 1. Conectividade: Ele permite mais portas Ethernet, o que significa que mais dispositivos com fio podem ser conectados à rede. 2. Melhor desempenho: Os switches permitem a criação de vários domínios de colisão em uma rede, reduzindo assim o congestionamento em cada porta, aumentando ainda mais o tempo de resposta. 3. Maior confiabilidade: Para dispositivos estacionários em uma configuração de LAN Ethernet, as conexões por meio de um switch tendem a ser mais confiáveis ​​do que as sem fio. 4. Suporte a aplicativos de ritmo acelerado: Por exemplo, os switches gigabit podem transferir dados muito mais suavemente, o que é essencial para compartilhar arquivos grandes e transmitir vídeos. 5. Fácil expansão: Sua rede se expandirá sempre que houver novos requisitos. 6. Funcionalidade PoE: A maioria dos switches pode alimentar dispositivos como câmeras IP ou telefones VoIP. 7. VLAN: Os switches de gerenciamento são equipados com recursos exclusivos, como VLANs, o que significa que o tráfego pode ser separado um do outro usando recursos de aprimoramento de segurança.

Fontes de Referência

1. A transição para SDN é INOFENSIVA: Arquitetura híbrida para migração de switches Ethernet legados para SDN

• Autores: Csikor, Levente et al. 
• Publicado em: IEEE/ACM Transactions on Networking, 2020
• Resumo: Esta pesquisa alega apresentar um novo design de switch SDN chamado HARMLESS que permite que os antigos switches Ethernet incorporem recursos SDN sem problemas por meio de uma abordagem direta. Isso é feito por engenharia reversa do software para um switch OpenFlow em outro módulo de software, o que permite uma combinação barata e eficiente de SDN na infraestrutura existente sem perder nenhuma vantagem competitiva.
• Principais conclusões: O HARMLESS é capaz de atingir reduções de custos de implantação de SDN para novas pequenas empresas e atender ou até mesmo superar as métricas de desempenho do plano de dados existentes, como as soluções competitivas geralmente fazem, especialmente para empresas menores.
• Metodologia: Os autores realizaram testes de desempenho do HARMLESS em relação às soluções SDN tradicionais com a ajuda de Csikor, Levente et. Al 2020, variando de taxa de transferência a latência.Csikor et al., 2020, pp.).

2. Técnica de supressão de transmissão determinística de TCP utilizada para sistemas de rede de servidores Ethernet de comutação COTS alterando parâmetros de dimensionamento de pacotes IP 

• Autores: Jiawei Huang et al
• Publicado em: IEEE Cloud Computing Journal, 2020.
• Resumo: O problema do TCP Incast em redes de data center que pode levar ao colapso do throughput devido à perda de pacotes que ocorre em switches Ethernet com buffer raso é discutido pelos autores. Os autores sugerem uma solução para isso, chamada de Packet Slicing, que simplesmente modifica o tamanho dos pacotes IP.
• Principais descobertas: O método, quando implementado, demonstrou permitir que o desempenho de vários protocolos TCP de data center seja quase 26 vezes maior em média, com efeito mínimo no desempenho de E/S de switches e hosts finais.
• Metodologia: Foi estabelecido que o Packet Slicing é uma ferramenta eficaz através de análise teórica, bem como, da utilização de testes empíricos em um ambiente de testes físico (Huang et al., 2020, pp. 749-763).

3. Redesenhando o tratamento de buffer em Ethernet sem perdas

• Autores: Hanlin Huang e outros autores
• Publicado em: IEEE/ACM Transactions on Networking, 2024
• Resumo: PFC seletivo é uma técnica de gerenciamento de buffer que visa resolver as dificuldades de controle de fluxo interpretativo prevalentes em redes Ethernet sem perdas que ocorrem devido à aplicação de utilização de controle de congestionamento com viés de ponta a ponta e controle de fluxo salto a salto de forma complementar. A abordagem centraliza-se no avanço da atribuição de espaço de buffer ajustada dinamicamente para se adequar às condições de tráfego na rede.
• Principais descobertas: A implementação do PFC seletivo se traduz em uma redução de aproximadamente 69% no número de quadros percentuais e também está associada a uma redução em termos de preferências de tempo médio de conclusão de fluxo para fluxos de vítimas extremamente grandes.
• Metodologia: Este artigo preencheu a lacuna porque tais estudos não analisaram a integração de tais processos com o gerenciamento do buffer sonosuk (Huang et al., 2024, pp.) abordagem composta.

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