Hub vs Switch: qual é a diferença?

Hub vs Switch, você está confuso? Você se pergunta se switches ou hubs são melhores para suas necessidades de rede? Você não está sozinho. Hubs e Switches  são frequentemente usados de forma intercambiável, mas se referem a dois dispositivos muito diferentes. Neste artigo, exploraremos as diferenças entre  switches e hubs para ajudar você a determinar qual é a escolha certa para sua rede. Então, vamos mergulhar no mundo de Switch vs Hub.

O que é um hub de rede？

Definição de hub em redes

Um hub Ethernet é um dispositivo de rede que consiste em várias portas, com cada porta conectada a um único cabo Ethernet.

Um hub de rede é um dispositivo de rede que opera na camada física, a primeira camada do modelo OSI. Ao contrário dos switches que operam na camada de enlace de dados,  os hubs conectam vários dispositivos que enviam e recebem dados por meio deles. Trata-se de um repetidor multiportas que vem em diferentes variantes, como hubs de 4, 8 e 16 portas, e oferece funcionalidades adicionais, como indicar quaisquer problemas com o dispositivo. Atuando como uma conexão central entre todos os equipamentos de rede, os hubs Ethernet lidam com um tipo de dado chamado frames e permitem o encaminhamento de dados entre dispositivos conectados. Um hub pode ser baseado em conexões Ethernet, Firewire ou USB.

O que um hub faz em uma rede？

O hub opera como um conduíte passivo, recebendo sinais de dados de um dispositivo em uma porta e transmitindo-os para todas as outras portas, exceto a porta de origem. Ele não analisa nem manipula os dados e não tem a capacidade de identificar quadros específicos ou determinar para onde encaminhá-los, ao contrário dos  switches, que mantêm uma tabela para essa finalidade. Como resultado, o tráfego de rede pode ficar congestionado e o desempenho pode ser prejudicado, com apenas um dispositivo podendo transmitir em um determinado momento.

O dispositivo de hubs Ethernet segue estas etapas básicas:

Transmissão de dados

Quando um dispositivo na rede quer enviar dados para outro dispositivo, ele envia os dados para o hub.

Transmissão

O hub de rede transmite os dados para todos os outros dispositivos conectados a ele, enviando os dados por todas as suas portas.

Recepção de dados

O dispositivo receptor recebe os dados do hub e os processa.

Colisão de dados

Se dois ou mais dispositivos tentarem enviar dados para o hub ao mesmo tempo, seus dados colidirão e nenhum dos dispositivos conseguirá receber os dados.

Vantagens de um hub Ethernet

Curioso sobre os benefícios dos hubs? Os principais benefícios dos hubs são os 5 pontos a seguir

Conectividade 

O objetivo principal de um hub é facilitar a conectividade de rede, permitindo que os clientes se conectem e se comuniquem entre si. Os hubs utilizam analisadores de protocolo de rede para habilitar essa funcionalidade.

Suporte a Dispositivos 

Os hubs Ethernet têm a capacidade de conectar diferentes tipos de mídia simultaneamente por meio de um hub central. Mesmo que os dispositivos conectados operem em velocidades diferentes, os hubs podem acomodá-los e oferecer suporte a eles.

Desempenho 

Hubs são conhecidos por seu impacto mínimo no desempenho da rede. Isso se deve ao seu modelo de operação por broadcast, que tem um efeito limitado na rede como um todo.

Cobertura de área 

A área de cobertura de uma rede costuma ser limitada pela distância. No entanto, um hub de rede pode ampliar o alcance da rede, tornando a comunicação em áreas maiores mais acessível e conveniente.

Custo 

Comparados aos switches, os hubs são significativamente mais acessíveis. Isso se deve principalmente ao seu design mais simples. Como resultado, o uso de hubs pode ajudar a economizar custos, e eles estão amplamente disponíveis no mercado.

Limitação de hubs

Os pontos a seguir são desvantagens de um hub

Domínio de colisão 

O domínio de colisão em redes baseadas em hubs é propenso a colisões, o que pode interromper as transferências de pacotes e levar à redução da eficiência da rede.

Modo Half-Duplex 

Os hubs de rede são limitados a operar em modo half-duplex e não podem oferecer suporte à comunicação full-duplex. No modo half-duplex, os dados podem ser transmitidos em apenas uma direção por vez, exigindo que o hub alterne constantemente entre os modos de transmissão e recepção.

Especificação 

Um hub não é adequado para redes grandes, como redes token ring, pois elas precisam compartilhar dados entre todos os dispositivos conectados. Essa limitação restringe sua compatibilidade com determinadas especificações de rede.

Tráfego de rede 

Hubs contribuem para um tráfego de rede mais alto devido à sua natureza de broadcast. Quando um pacote é recebido, ele é transmitido para todos os dispositivos conectados, resultando em maior congestionamento da rede.

Desperdício de largura de banda 

Os hubs Ethernet não fornecem largura de banda dedicada para cada dispositivo, levando ao compartilhamento da largura de banda entre os dispositivos conectados. Quando grandes quantidades de dados são transmitidas, a largura de banda disponível pode ficar ocupada por alguns dispositivos, causando velocidades de rede mais lentas para outros dispositivos.

O que é um switch de rede?

Como definir um switch？

A switch, no contexto de redes, é um dispositivo eficiente que lida com pacotes de dados recebidos e os direciona aos seus destinos pretendidos dentro de uma rede local (LAN). Ao contrário de um hub, um switch de rede opera na camada de enlace de dados (Camada 2) ou na camada de rede do Modelo OSI, permitindo que ele suporte vários protocolos de pacotes. Em alguns casos, um switch de Camada 2 é chamado de bridge, pois facilita a transmissão de quadros contendo pacotes de dados entre nós ou segmentos de uma rede. Essencialmente, os switches funcionam como controladores de tráfego dentro de uma LAN, determinando o caminho das unidades de dados (quadros) à medida que atravessam de uma área da rede para outra.

O que faz um switch Ethernet?

Com um switch, quando A envia uma mensagem para B, apenas B a receberá, ao contrário de um hub, no qual a mensagem seria transmitida para todos os dispositivos conectados.

Você já se perguntou como os switches funcionam? O conteúdo a seguir dá a resposta

Recepção de pacotes

Um switch Ethernet opera na camada de enlace de dados e recebe pacotes de dispositivos com endereços IP. Esses pacotes são encapsulados em quadros Ethernet.

Encapsulamento

Para transmitir o pacote IP pela rede, ocorre o encapsulamento, no qual bits adicionais são adicionados à frente e à parte traseira do pacote.

Processamento de dados de identificação

O quadro Ethernet contém informações de identificação cruciais no cabeçalho, incluindo os endereços MAC de origem e destino. Quando o quadro chega ao switch Ethernet, ele lê essas informações e determina a porta apropriada pela qual encaminhar o quadro, garantindo que ele chegue ao destino pretendido.

Transmissão de pacotes

O quadro Ethernet chega ao dispositivo de destino, onde é recebido e o pacote é extraído do quadro para processamento adicional.

Vantagens de um Switch de Rede Ethernet

Os switches de rede tornaram-se um componente crucial nos sistemas de rede modernos, oferecendo inúmeras vantagens em relação aos hubs tradicionais.

Largura de Banda de Rede Aprimorada

Os switches aumentam a largura de banda disponível da rede, permitindo uma transferência de dados mais rápida e melhor desempenho da rede.

Carga de Trabalho Reduzida em PCs Host

Ao gerenciar com eficiência o tráfego de rede, os switches aliviam a carga de processamento dos PCs host individuais, liberando seus recursos para outras tarefas.

Desempenho de rede aprimorado

Switches permitem a comunicação simultânea entre vários dispositivos ao criar domínios de colisão separados. Isso reduz o congestionamento da rede e melhora o desempenho geral da rede.

Colisões de quadros reduzidas

Redes que utilizam switches apresentam menos colisões de quadros. Isso ocorre porque os switches criam domínios de colisão dedicados para cada conexão, garantindo transmissão de dados eficiente sem interferência.

Conectividade direta a estações de trabalho

Os switches podem ser conectados diretamente às estações de trabalho, fornecendo uma conexão direta e dedicada para cada dispositivo. Isso permite uma comunicação mais rápida e confiável entre as estações de trabalho e a rede.

Limitação dos switches

Apesar de sua utilidade em ambientes de rede, os switches também possuem certas limitações que precisam ser reconhecidas.

Custo mais alto

Switches geralmente são mais caros em comparação com bridges de rede, o que pode ser um fator a considerar ao fazer o orçamento da infraestrutura de rede.

Dificuldade na solução de problemas de conectividade

Quando surgem problemas de conectividade de rede, identificar e rastrear a origem do problema dentro de um switch pode ser mais desafiador em comparação com outros componentes de rede.

Desafios do tráfego de broadcast

Os switches encaminham o tráfego de broadcast para todos os dispositivos conectados, o que pode levar ao aumento do congestionamento da rede e potencialmente impactar o desempenho da rede.

Vulnerabilidade a ataques de segurança

Se os switches estiverem configurados em modo promíscuo ou não tiverem medidas de segurança adequadas, eles podem ficar suscetíveis a ataques de segurança, como spoofing de endereço IP ou captura não autorizada de quadros Ethernet.

Como lidar com pacotes multicast

Os switches exigem considerações específicas de design e configuração para lidar efetivamente com pacotes multicast, o que pode introduzir complexidade na configuração da rede.

Limitações no controle de broadcast

Embora os switches possam ajudar a limitar o tráfego de broadcast, eles não são tão eficientes quanto os roteadores no gerenciamento e controle do tráfego de broadcast dentro de uma rede.

A diferença entre um hub e um switch

A tabela abaixo descreve a diferença  entre um switch e um hub

Conclusão

Resumo de hub vs switch: Embora os hubs sejam simples e econômicos, os switches oferecem desempenho, escalabilidade e segurança superiores. Ao escolher o dispositivo certo com base em requisitos específicos de rede, as empresas podem otimizar sua transferência de dados, minimizar colisões e melhorar o desempenho geral da rede. Portanto, ao comparar switch vs hub, fica claro que os switches são a escolha preferida para redes modernas.