Na construção de redes empresariais e data centers, os switches desempenham um papel vital como uma parte importante da infraestrutura de rede. À medida que a demanda por largura de banda continua a aumentar, a taxa de transmissão dos switches tradicionais frequentemente não consegue atender à demanda, especialmente quando o tráfego de dados aumenta. Para enfrentar esses desafios, os switches multitaxa surgiram. O surgimento de switches multitaxa fornece aos administradores de rede maior flexibilidade para suportar diferentes dispositivos de rede e taxas de transmissão, aumentando drasticamente a largura de banda da rede, mantendo a compatibilidade e impulsionando o desenvolvimento adicional da tecnologia de rede.
Definição de Multi-Rate Switch
Um switch multitaxa, também conhecido como switch multigigabit, é um switch que pode suportar várias taxas diferentes. Ao contrário dos switches tradicionais de taxa fixa, os switches multitaxa podem ajustar dinamicamente a taxa de suas portas conforme necessário. Normalmente, esses switches são capazes de suportar taxas de transmissão que variam de 1 Gbps a 100 Gbps e suportam várias taxas simultaneamente. Por exemplo, as portas de um switch específico podem suportar simultaneamente taxas como 1 Gbps, 2.5 Gbps, 5 Gbps, 10 Gbps e assim por diante, para atender às necessidades de acesso de diferentes dispositivos.
Essa flexibilidade torna os switches multitaxa uma ferramenta importante para adaptação a ambientes de rede de alta velocidade e melhoria da utilização da largura de banda.
Princípio de funcionamento dos interruptores multitaxa
Auto-negociação
Os switches multitaxa geralmente empregam um mecanismo de autonegociação. Esse mecanismo permite que as portas do switch se “comuniquem” com os dispositivos conectados para identificar e negociar automaticamente a taxa de comunicação mais adequada. Quando uma porta do switch se conecta a dispositivos com taxas diferentes, ela seleciona automaticamente a taxa apropriada para transmissão de dados. Por exemplo, se uma porta se conecta a um dispositivo com suporte a 10 Gbps, mas outro dispositivo suporta apenas 1 Gbps, o switch se ajustará a uma taxa de 1 Gbps para garantir a compatibilidade.
Suporte multitaxa
As portas de switches multitaxa suportam várias taxas por meio de implementações de hardware ou software. Seu design de hardware geralmente inclui dispositivos de camada física (PHY) e módulos multitaxa que suportam diferentes taxas de transmissão. Ao encaminhar dados entre dispositivos, o switch seleciona uma taxa apropriada com base nas capacidades dos dispositivos conectados. Isso não apenas melhora a compatibilidade do dispositivo, mas também permite o ajuste flexível das taxas de porta conforme a topologia da rede muda, evitando investimentos excessivos.
Recursos de virtualização e segmentação
Em switches multitaxa modernos, a tecnologia de virtualização de rede é amplamente usada. Esses switches podem segmentar tráfego de diferentes velocidades conforme necessário, alocando canais dedicados para cada um para garantir uma transmissão suave. Além disso, os switches multitaxa geralmente têm recursos eficientes de agendamento de tráfego e gerenciamento de prioridade, ajustando dinamicamente as taxas de encaminhamento com base nos tipos de tráfego para evitar congestionamentos e gargalos.
Funcionalidade dos interruptores multitaxa
Um switch multitaxa é um dispositivo de rede capaz de ajuste dinâmico e adaptação em várias velocidades Ethernet para atender às demandas de diferentes dispositivos e aplicativos. Esses switches suportam várias velocidades de porta Ethernet, incluindo, mas não se limitando a 100M, 1GE, 2.5GE, 5GE e 10GE Base-T, permitindo comutação de velocidade flexível de taxas de megabit para gigabit. Eles geralmente são baseados nos padrões Ethernet mais recentes, como IEEE 802.3bz, que inclui especificações para velocidades de 2.5 Gbps e 5 Gbps, alcançando taxas de transmissão mais altas em cabos Cat5e e Cat6 existentes sem a necessidade de substituição de cabos.
O princípio de funcionamento central dos switches multitaxa é baseado na comutação e encaminhamento de quadros Ethernet. Operando na camada de link de dados do modelo OSI, esses switches encaminham dados identificando endereços MAC. Eles mantêm uma tabela de endereços MAC que registra a associação entre interfaces e dispositivos conectados, permitindo o encaminhamento direcionado. Quando um switch recebe um quadro de dados, ele verifica o endereço MAC de destino. Se o endereço estiver na tabela de endereços MAC, ele encaminha o quadro para a porta correspondente; caso contrário, pode ser necessário transmitir para encontrar o destinatário correto.