An interruptor de acesso é uma parte necessária da estrutura de rede. Ele é projetado para conectar os dispositivos de ponta, ou seja, computadores, impressoras e dispositivos IoT, com a infraestrutura de rede mais ampla como sua ponte. Para criar redes de computadores eficazes, flexíveis e seguras que garantam troca ininterrupta de informações, especialistas em TI e administradores de sistemas devem saber sobre a função dos switches de acesso dentro de uma rede. Este texto mostrará conceitos básicos sobre switches de acesso, suas funções principais e como gerenciar o tráfego de rede é essencial. Eventualmente, você aprenderá como os switches de acesso constroem uma base sólida para recursos como VLANs, Power over Ethernet (PoE) e segmentação, permitindo conectividade viável em ambientes de negócios.
O que é um switch de acesso em uma rede?

A troca de dados é uma parte significativa de uma rede que interconecta principalmente dispositivos finais, como pontos de acesso sem fio, impressoras e computadores, à rede mais ampla. Ele funciona enquanto está no estágio de acesso em relação à estrutura da rede, garantindo que as informações dos dispositivos conectados sejam movidas efetivamente pelo resto da rede. Além disso, esses switches geralmente vêm com suporte adicional para VLANs destinadas a separar o tráfego, Power over Ethernet (PoE) para fins de fornecimento de energia e configurações de porta mais seguras para neutralizar qualquer entrada não autorizada. Em particular, no caso de configurações de porta maiores, será uma dessas primeiras interfaces entre dispositivos ou máquinas e a infraestrutura de rede subjacente.
Definição e propósito de um switch de camada de acesso
Um switch de camada de acesso se refere a um dispositivo de rede que é projetado de tal forma que conecta dispositivos de usuários finais, como computadores, telefones e impressoras, à infraestrutura mais extensa de redes. Ele visa principalmente fornecer acesso à rede enquanto controla os dados fluxo entre dispositivos conectados a ele e camadas de rede mais altas. Esses switches geralmente têm funções de segmentação de rede, incluindo medidas básicas de segurança e power over Ethernet (PoE) para dar suporte a dispositivos conectados à camada de acesso. Esses switches garantem comunicação eficaz dentro de redes locais (LANs).
Como os switches de acesso conectam dispositivos à rede
Esses switches são os principais pontos de conexão para dispositivos finais, como computadores, impressoras e telefones IP que se conectam a redes. Esses switches empregam portas Ethernet para criar conexões físicas e aprimorar a transferência eficiente de dados entre diferentes dispositivos. Eles também gerenciam o tráfego guiando pacotes de informações para onde eles devem estar na rede. Eles geralmente vêm com alguns recursos básicos de segurança para proteger dispositivos conectados. Eles podem oferecer Power over Ethernet (PoE) que permite que eles transmitam energia e dados simultaneamente por meio de um único cabo, simplificando a implantação desses dispositivos sem a necessidade de outras fontes de energia.
Benefícios do uso de switches de acesso em uma rede
Benefícios dos switches de acesso em uma rede:
- Gerenciamento de rede simplificado: eles simplificam as conexões de dispositivos, facilitando o gerenciamento do tráfego de dados e reduzindo a complexidade operacional.
- Escalabilidade: Os switches de acesso permitem a adição de novos dispositivos sem afetar o funcionamento regular de uma rede existente.
- Segurança aprimorada: alguns têm recursos básicos de segurança, como segurança de porta e segregação de VLAN, para proteger os dispositivos conectados a eles.
- Power over Ethernet (PoE): Muitos switches de acesso oferecem funcionalidade PoE, que fornece energia e dados por meio de um único cabo para todos os dispositivos compatíveis. Isso diminui a necessidade de fios e seus custos.
- Custo-benefício: ao combinar o fornecimento de energia com a conectividade de rede, eles reduzem a necessidade de infraestrutura separada, melhorando assim os custos gerais de implantação da rede.
Esses benefícios fazem dos switches de acesso um elemento essencial dos ambientes de rede contemporâneos.
Diferença entre Core Switch e Access Switch

Principais diferenças entre a camada central e a camada de acesso
As camadas de núcleo e acesso têm funções diferentes em um rede e estão envolvidos em garantir arquiteturas de rede modernas eficientes e confiáveis. As principais diferenças entre elas são descritas abaixo:
- Funcionalidade: Também conhecidas como backbone da rede, as camadas principais dizem respeito principalmente à transferência rápida de dados e à comunicação entre várias camadas de distribuição. Elas se concentram na confiabilidade e no desempenho para gerenciar grandes volumes de tráfego, especialmente em relação ao número de switches de acesso usados. Por outro lado, a camada de acesso está situada na borda da rede e conecta dispositivos finais, como computadores, telefones e dispositivos IoT. A função principal dessa camada é trazer usuários para as redes.
- Desempenho: Os switches principais são projetados para encaminhamento de pacotes de alta velocidade e vêm com hardware sofisticado que pode suportar altas cargas de trabalho e fornecer baixas latências. Por outro lado, a conexão para dispositivos finais tem precedência em switches de acesso, portanto, requisitos de desempenho mais baixos do que aqueles em switches principais, onde o foco principal é mais na acessibilidade do que na velocidade, particularmente quando se trata de switches empregados em camadas de acesso.
- Design e Escalabilidade: A camada central compreende switches altamente confiáveis e escaláveis, normalmente usados para facilitar o crescimento da rede. Ela pode acomodar grandes quantidades de tráfego agregado. No entanto, a camada de acesso é projetada para acomodar muitos dispositivos sem necessariamente lidar com muito tráfego.
- Resiliência e Redundância: A resiliência é alcançada na camada central ao garantir que não haja interrupções nos serviços de rede. Isso pode incluir duplicar caminhos ou fornecer mecanismos de failover mais rápidos que melhoram a confiabilidade da porta. Embora recursos básicos de redundância possam ser incluídos em switches de acesso, eles geralmente são menos tolerantes a falhas do que aqueles no local central.
- Custo e Implantação: Os switches de núcleo, por outro lado, tendem a ser caros porque usam hardware de alto desempenho com muitos recursos. Isso limita seu posicionamento a algumas seções críticas dentro da rede. Em contraste, os switches de acesso são mais baratos porque podem atender simultaneamente a muitos usuários ou dispositivos individuais.
As camadas de núcleo e acesso trabalham juntas para criar redes confiáveis e escaláveis, cada uma otimizada para sua função dentro da hierarquia de rede.
O papel do Core Switch na infraestrutura de rede
A estrutura da rede é composta de switches centrais, que são a base do sistema, permitindo assim uma rápida transferência de dados entre vários pontos de agregação e atuando como um hub principal através do qual as informações são distribuídas. A comunicação suave entre diferentes seções dentro da rede, a capacidade de crescimento e a confiabilidade dependem deles. Os switches centrais mantêm as latências baixas e melhoram o desempenho em toda a rede gerenciando efetivamente grandes quantidades de tráfego. Em termos de otimização do fluxo de dados e links ininterruptos, sua localização na hierarquia é muito importante.
Por que escolher um switch de acesso em vez de um switch de núcleo?
Os switches de acesso são geralmente preferidos aos switches principais para conectar dispositivos de endpoint, como computadores, impressoras e pontos de acesso à rede. Isso ocorre porque eles são feitos para locais específicos onde o acesso do usuário e a coleta de dispositivos são necessários. Comparados aos switches principais, os switches de acesso são mais baratos para trabalhar e mais fáceis de operar, tornando-os alternativas adequadas em redes menores ou conexões de nível de borda. Eles também têm atributos como Power over Ethernet (PoE) para capacitar gadgets e foram otimizados para volumes de tráfego mais baixos, o que também corresponde às demandas de rede de nível de usuário.
Como os switches de acesso funcionam em redes Ethernet?

Compreendendo os switches de camada 2 e de camada 3
A camada de enlace de dados (camada 2) opera os switches, comumente conhecidos como switches de camada dois. Esses dispositivos encaminham tráfego com base em endereços de Controle de Acesso à Mídia (MAC). As tabelas de endereços MAC ajudam esses switches a criar uma topologia sem loop por meio do Protocolo de Árvore de Expansão (STP). Os switches da camada 2 são componentes vitais das redes locais (LANs); eles permitem alta velocidade transferência de dados dentro de redes menores e, ao mesmo tempo, segregar eficientemente o tráfego usando VLANs (Redes Locais Virtuais).
No entanto, os switches da Camada 3 operam no nível da rede (Camada 3) e possuem as capacidades de roteadores e switches da Camada 2. Eles roteiam o tráfego por endereços IP para facilitar a comunicação entre diferentes VLANs e sub-redes. Esse recurso os torna adequados para redes mais extensas, onde roteamento entre VLANs, segmentação e gerenciamento aprimorado são necessários. Para otimizar os caminhos de tráfego e garantir a escalabilidade, o roteamento multicaminho de custo igual às vezes é suportado com recursos avançados, como abrir o caminho mais curto primeiro ou usar o protocolo de gateway de borda (OSPF ou BGP).
De acordo com observações da indústria, diferentemente da Camada 3, os switches em redes empresariais simplificam roteadores tradicionais, roteamento de roteadores complexos devido à sua baixa latência. Os switches da Camada 3, por exemplo, podem exceder uma capacidade de largura de banda de 100 Gbps nos tempos modernos, tornando-os mais adequados para data centers e redes de computação distribuídas com altas demandas. Por outro lado, os switches da camada dois são alternativas econômicas para configurações simples onde a intranet é necessária em altas velocidades com funcionalidades mínimas de roteamento.
Ao projetar a infraestrutura de rede, você deve considerar escalabilidade, padrões de tráfego e requisitos organizacionais individuais, o que ajudará você a escolher entre Switches de Camada 2 ou Camada 3. Ambos têm papéis definidos e alavancar esses pontos fortes pode atingir o melhor desempenho de sua rede de forma econômica.
A importância da densidade de portas no acesso Ethernet
Ao focar no acesso Ethernet, a densidade de portas é um elemento vital que determina o número de peças interligadas em um segmento de rede. Uma densidade de portas mais alta é essencial para melhorar a conectividade e a escalabilidade, que atendem à expansão organizacional enquanto reduzem os gastos com hardware. Isso elimina a necessidade de switches adicionais, tornando a infraestrutura de rede mais eficiente e promovendo a utilização adequada do espaço físico. Portanto, é necessário selecionar dispositivos com uma densidade de portas adequada para sustentar os requisitos atuais e futuros sem afetar os níveis de desempenho ideais.
Manipulando pacotes de dados com switches de acesso
Os switches de acesso são cruciais para gerenciar o fluxo de pacotes de dados na camada de acesso de uma rede. Eles direcionam pacotes de dados entre endpoints conectados e switches de nível superior dentro da hierarquia da rede. Os switches de acesso modernos empregam mecanismos avançados no tratamento de pacotes, como políticas de QoS (Quality of Service) e marcação de VLAN para garantir a priorização correta dos dados e o roteamento eficiente.
Os switches de acesso podem alocar dinamicamente a largura de banda utilizando recursos de QoS; isso dá prioridade a aplicativos com baixa latência, como VoIP ou videoconferência. Isso ajuda a minimizar o jitter e a perda de pacotes, mantendo uma experiência suave para o usuário. Além disso, o suporte a VLAN auxilia na segmentação do tráfego na rede, isolando fluxos de dados importantes e aumentando a segurança geral por meio da contenção do domínio de transmissão. Redes que foram analisadas recentemente demonstram até 30% de melhoria na eficiência do gerenciamento de tráfego quando configuradas para VLANS.
Além disso, vários switches de acesso atuais integram encaminhamento de pacotes baseado em hardware, como a tecnologia ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) para alta velocidade de transferência. Eles também melhoram o desempenho no manuseio de dados, além de reduzir a sobrecarga de processamento em dispositivos conectados, maximizando as operações gerais de rede de forma eficiente. Portanto, eles tornam os switches de acesso uma parte integral das arquiteturas de rede modernas, pois ajudam a lidar com dados escaláveis e seguros em diferentes ambientes.
Explorando os switches de acesso Cisco Catalyst

Características dos switches de acesso Cisco
Os switches de entrada da Cisco são construídos para serem altamente confiáveis e oferecer desempenho de rede empresarial superior. Eles incluem:
- Escalabilidade: oferece suporte ao crescimento da rede com modularidade e empilhamento.
- Segurança: Vários aspectos, como segmentação segura, TrustSec e criptografia MACsec, foram integrados.
- Gerenciamento avançado: permite administração centralizada, é simplificado pelo Cisco DNA Center e fornece automação.
- Power over Ethernet (PoE): reduz a complexidade da infraestrutura ao fornecer energia para telefones IP e pontos de acesso, entre outros dispositivos conectados.
- Conectividade de alta velocidade: oferece velocidades de gigabit ou multigigabit que atendem aos requisitos modernos de largura de banda, especialmente para dispositivos de acesso do usuário.
- Eficiência energética: uso otimizado de energia por meio de Ethernet eficiente (EEE) e gerenciamento inteligente de energia.
Esses recursos tornam os switches de acesso Cisco uma opção confiável para gerenciar dados de forma eficiente em diferentes configurações organizacionais.
Como os switches Cisco Catalyst melhoram o controle de acesso
Os switches Cisco Catalyst aumentam o controle de acesso ao incorporar recursos avançados de segurança que mantêm a rede intacta precisamente para alguns usuários de segurança. Eles suportam autenticação 802.1X, que permite que apenas gadgets aprovados se conectem. VLANs e Access Control Lists (ACLs) também permitem segmentação de granularidade fina e controle de tráfego de rede. Além disso, o Cisco DNA Center simplifica a aplicação e o rastreamento de políticas na rede, facilitando controles de acesso consistentes e seguros. Juntos, esses utilitários garantem uma forte defesa contra possíveis ameaças ou entrada não autorizada no sistema.
Escolhendo os switches Cisco Catalyst certos para sua rede
Ao considerar o switch Cisco Catalyst mais apropriado para a rede, o tamanho organizacional, as demandas de rede e os recursos necessários nunca devem ser ignorados. A Cisco tem vários switches Catalyst personalizados para vários casos de uso e necessidades de desempenho. O Cisco Catalyst 9200 Series é ideal para pequenas e médias empresas, pois oferece funções de Camada 2 e Camada 3 a um custo acessível, recursos avançados de segurança e automação por meio do Cisco DNA.
O Cisco Catalyst 9500 Series seria adequado para grandes corporações ou redes que exigem mais capacidade e escalabilidade. Ele é projetado principalmente para camadas de núcleo e distribuição com recursos como opções Ethernet 40G e 100G e configurações de porta de alta densidade. Além disso, o Cisco Catalyst 9300 Series é otimizado para propósitos de nível de acesso e oferece segurança avançada, programabilidade e configurações modulares, tornando-o uma escolha popular para convergência moderna com e sem fio.
Os fatores de tomada de decisão incluem avaliar a densidade da porta, os requisitos de PoE (Power over Ethernet) para dispositivos conectados e a escalabilidade para crescimento futuro. Por exemplo, organizações com soluções de IoT podem exigir switches que possam lidar com mais tráfego com criptografia de hardware segura ou capacidade Multigigabit. Ao considerar as peculiaridades da sua rede, você pode escolher um switch Cisco Catalyst ideal que ofereça o melhor desempenho, recursos de alta segurança e recursos de gerenciamento.
Integrando Switches de Acesso com Camada de Distribuição e Núcleo

O papel do switch de distribuição versus switch de acesso em redes
Em relação à diferenciação de switches de distribuição e switches de acesso, penso sobre seus papéis em uma estrutura de rede hierárquica. Os switches de acesso geralmente são conectados a dispositivos finais, como computadores, telefones e impressoras, e focam principalmente na densidade de portas e na taxa de transferência agregada. No entanto, a distribuição serve como intermediários que combinam informações de várias fontes operando na camada de acesso e as fornecem ao núcleo para fins de roteamento. Eles também realizam outras tarefas complexas, como roteamento da Camada 3, protocolos de redundância e balanceamento de carga de tráfego que ajudam a manter a continuidade na comunicação entre redes.
Balanceamento de Core e Access Layer para desempenho ideal da rede
Para melhor desempenho da rede, concentro-me na separação e expansão corretas da rede para atingir um núcleo e uma camada de acesso balanceados. Isso inclui garantir que os switches de acesso tenham portas suficientes para suportar o número de endpoints, ao mesmo tempo em que permite que os switches de distribuição e núcleo lidem com o tráfego agregado sem congestionamento. Além disso, a redundância é essencial, especialmente com failover da camada de núcleo para fins de balanceamento de carga, considerando o número de switches de acesso usados. Alinhar adequadamente os recursos de cada nível com os requisitos específicos da rede permitiria, portanto, fluxo de dados e escalabilidade adequados.
Estratégias para Implantação de Vários Switches de Acesso
O primeiro passo na implantação de vários switches de acesso é garantir a segmentação, escalabilidade e confiabilidade de rede adequadas. Para começar, escolha switches que tenham densidade de porta e throughput suficientes para atender aos requisitos do endpoint. Configure-os de uma forma que permita o gerenciamento de cabos ideal para minimizar a latência ao colocá-los perto de dispositivos conectados. Além disso, a implementação de VLANs pode ajudar na segmentação eficaz do tráfego, reduzindo, portanto, domínios de transmissão desnecessários por meio de parâmetros de acesso, o que melhora a eficiência.
Para melhorar sua confiabilidade, deve-se também implantar protocolos de redundância, como o Spanning Tree Protocol (STP), que ajudam a evitar loops e fornecem caminhos de failover. Isso pode ser feito empregando agregação de links (por exemplo, LACP), que aumenta a capacidade de largura de banda e cria conexões resilientes entre os sistemas da camada de distribuição e os switches de acesso. Para melhor configuração e monitoramento desses aspectos na camada da rede de hierarquia, priorize os switchers com recursos de gerenciamento centralizados para permitir a aplicação consistente de políticas. Primeiramente, uma camada de acesso eficiente, escalável e altamente disponível deve ser implementada para comunicação contínua em qualquer rede.
Perguntas Frequentes (FAQs)
P: O que é um switch Ethernet e como ele funciona em uma rede?
R: Um switch ethernet, também conhecido como switch de rede, é um dispositivo que conecta dispositivos dentro de uma rede local (LAN). Ele opera na camada de link de dados e é encarregado de encaminhar e filtrar pacotes de dados entre dispositivos para garantir uma comunicação eficiente.
P: Como um switch de acesso difere de um switch central em uma rede?
R: Os switches de acesso, também chamados de switches de dados, são projetados principalmente para conectar dispositivos de usuários finais à rede. No entanto, os switches de núcleo podem servir como backbone ou núcleo físico da rede, ajudando vários switches a transferir informações de alta velocidade entre si.
P: Qual é a função dos switches PoE em uma rede de acesso?
R: Os switches Power over Ethernet (PoE) fornecem uma fonte de alimentação com dados por meio de cabos Ethernet, o que permite que câmeras IP e pontos de acesso sem fio não exijam fontes de alimentação separadas. Os switches de acesso vêm com recursos PoE para oferecer suporte eficiente a esses dispositivos.
P: Quantos switches de acesso uma rede típica requer?
R: O número de switches de acesso necessários dependerá do tamanho e da escala da rede e do número de dispositivos de acesso e usuários. Redes extensas com mais usuários e dispositivos geralmente precisam de vários switches para equilibrar melhor o tráfego de rede.
P: Quais recursos de segurança os switches de acesso oferecem?
R: Os switches de acesso contêm principalmente recursos de segurança de porta que impedem a entrada não autorizada e fornecem transmissão segura de dados. Isso é vital porque a maioria das atividades do usuário acontece na camada de acesso, então ter uma conexão segura ajuda a proteger a integridade de uma determinada rede.
P: Como os switches de acesso equilibram a distribuição de tráfego em uma rede?
R: Por exemplo, os dados fluem de dispositivos de usuário final por meio de switches de acesso para camadas de distribuição e núcleo. Eles garantem que o tráfego seja balanceado, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade da rede.
P: Os switches Gigabit Ethernet podem ser usados na camada de acesso de uma rede?
R: Sim, os switches Gigabit Ethernet são escolhas comuns para a camada de acesso da maioria das redes porque permitem altas velocidades de transmissão de dados e operações eficazes.
P: Por que os switches de acesso são considerados switches de camada dois?
R: Na medida em que são empregados em camadas de enlace de dados, os switches de acesso são frequentemente chamados de dispositivos de comutação de camada dois, que facilitam a troca de pacotes de informações entre vários nós dentro de uma rede local.
P: Qual é o propósito de ter uma rede de distribuição e central?
A: As camadas de distribuição e núcleo controlam a interconectividade de grandes empresas. Elas se conectam a outros níveis, como redes de ponta e backbone, para rotear informações de forma eficiente sem esquecê-las.
Fontes de Referência
1. Switch de acesso Ethernet para ajudar na redução de despesas operacionais em Ethernet de operadora (2020)
- Autores: Michimata Jun'ichi et al.
- Principais conclusões:
- Este artigo aborda a criação e a implantação de um switch de acesso Ethernet para diminuir despesas operacionais e melhorar a qualidade do serviço em redes Ethernet de operadora.
- Ele explica que o gerenciamento eficaz da rede e a redução de custos são, por exemplo, essenciais ao implantar serviços Ethernet.
- Metodologia:
- A pesquisa usa design e análise para avaliar a viabilidade do switch de acesso Ethernet proposto em termos de desempenho e custo-benefício.
- Além disso, envolve comparar abordagens tradicionais com seus custos operacionais, revelando assim a superioridade dessa inovação.