Domínios de Colisão e de Broadcast

Duas ideias explicam como os comutadores e os concentradores moldam o tráfego em uma LAN: o domínio de colisão e o domínio de difusão. Eles parecem semelhantes, mas são diferentes, e confundi-los é um erro comum. Dominar essa distinção é uma das partes mais cobradas na prova Network+, pois revela exatamente o que comutadores, concentradores e roteadores fazem com o tráfego.

Um domínio de colisão é uma parte da rede onde dois dispositivos que transmitem ao mesmo tempo podem colidir, corrompendo ambos os quadros. As colisões acontecem em meios compartilhados, como um concentrador ou um antigo barramento coaxial, nos quais todos compartilham o mesmo cabo. Quanto mais dispositivos houver em um domínio de colisão, mais colisões ocorrerão e mais lenta ficará a rede sob carga.

Um domínio de difusão é o conjunto de dispositivos que receberão um quadro de difusão — um quadro endereçado a todos na rede local. Quando um dispositivo envia uma difusão, todos os dispositivos do mesmo domínio de difusão a recebem. As difusões são normais e úteis, mas muitas difusões em um único domínio grande desperdiçam largura de banda e capacidade de processamento em todos os dispositivos.

Um concentrador coloca todos os dispositivos conectados em um único domínio de colisão compartilhado, pois repete todo o tráfego e todos compartilham o meio. Essa é a principal fragilidade do concentrador. Com muitos dispositivos conectados a um concentrador, as colisões se multiplicam e o desempenho cai. O concentrador também mantém todos em um único domínio de difusão, pois encaminha as difusões para todas as portas.

Um comutador coloca cada porta em seu próprio domínio de colisão. Como cada porta recebe largura de banda dedicada e comunicação full-duplex, dois dispositivos em portas diferentes não podem colidir. Um comutador com 24 portas cria 24 domínios de colisão separados. É exatamente por isso que os comutadores eliminaram o problema de colisões que comprometia as redes baseadas em concentradores — um fato importante para a prova.

Aqui está a diferença crucial: um comutador divide os domínios de colisão, mas, por padrão, não divide os domínios de difusão. Um quadro de difusão é encaminhado por todas as portas do comutador, portanto todos os dispositivos em um comutador normal compartilham um único domínio de difusão. Assim, os comutadores resolvem as colisões, mas deixam as difusões se espalharem por todo o comutador.

Para dividir os domínios de difusão, você precisa de um roteador ou de uma VLAN (LAN virtual). Os roteadores não encaminham difusões entre redes, portanto cada interface de roteador delimita um domínio de difusão. As VLANs dividem um comutador em várias redes lógicas, cada uma sendo seu próprio domínio de difusão. Lembre-se: os comutadores dividem os domínios de colisão; os roteadores e as VLANs dividem os domínios de difusão.

Uma tarefa frequente em provas é contar os domínios em um diagrama:

• Cada porta de comutador = um domínio de colisão.
• Cada concentrador = um domínio de colisão compartilhado por todas as suas portas.
• Cada interface de roteador ou VLAN = um limite de domínio de difusão.

Conte as portas para as colisões e as interfaces de roteador ou VLANs para as difusões.

Esses domínios afetam o desempenho real. Um domínio de colisão grande demais (um concentrador com muitos dispositivos) causa congestionamento devido às colisões. Um domínio de difusão grande demais faz o tráfego de difusão inundar muitos dispositivos, desperdiçando largura de banda e CPU. Um bom projeto de rede mantém ambos os domínios razoavelmente pequenos usando comutadores e segmentando a rede com roteadores ou VLANs.

Quando um domínio de difusão cresce demais ou um loop de comutação se forma, as difusões podem se multiplicar sem controle, criando uma tempestade de difusão que inunda a rede e a faz parar completamente. Essa é uma das razões pelas quais os projetistas mantêm os domínios de difusão moderados com VLANs e usam o Protocolo de Árvore de Expansão para impedir loops. Entender os domínios de difusão explica diretamente por que as tempestades acontecem e como a segmentação limita seus danos.

Associe os dispositivos aos seus efeitos:

• Concentrador — um domínio de colisão, um domínio de difusão.
• Comutador — vários domínios de colisão, mas ainda um único domínio de difusão.
• Roteador — separa os domínios de difusão; cada interface é o seu próprio domínio.

Essa tabela é uma das coisas mais importantes para memorizar para a prova.

Teste seus conhecimentos sobre domínios.

Você aprendeu a diferença entre dois domínios. Um domínio de colisão é onde as transmissões podem colidir; um domínio de difusão é onde uma difusão alcança todos. Um concentrador cria um domínio de cada tipo. Um comutador dá a cada porta seu próprio domínio de colisão, mas mantém, por padrão, um único domínio de difusão. Roteadores e VLANs dividem os domínios de difusão. A regra para memorizar é: os comutadores dividem os domínios de colisão; os roteadores e as VLANs dividem os domínios de difusão. Conte as portas para as colisões e as interfaces ou VLANs para as difusões.