Como devo conectar 7 dispositivos a um módulo de chave com quatro interfaces Ethernet? Existe uma topologia preferida?

Eu tenho um roteador / switch com quatro portas de switch na parte traseira, às quais preciso conectar sete dispositivos.

Existe um motivo para preferir uma ou outra das topologias abaixo ou uma configuração completamente diferente seria melhor?

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||        ||
|| Router ||
||        ||
||--------||                    ________
||        ||--------Device 1   |        |--------Device 4
|| 4-port ||--------Device 2   | 5-port |--------Device 5
|| Switch ||--------Device 3   | Switch |--------Device 6
||        ||-------------------|________|--------Device 7
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============         ______
||        ||        |      |--------Device 1
|| Router ||        |      |--------Device 2
||        ||        |8-port|--------Device 3
||--------||        |switch|--------Device 4
||        ||--------|      |--------Device 5
|| 4-port ||        |      |--------Device 6
|| Switch ||        |______|--------Device 7
||        ||
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Edit: Uau, esta pergunta teve 100x mais visualizações do que eu esperava - obrigado a todos por sua contribuição! Decidi seguir o segundo diagrama acima - começando com a compra de um switch de 8 portas (provavelmente um Netgear GS108).

É importante lembrar que o link entre o switch e o roteador é compartilhado entre todos os dispositivos que tentam se comunicar através do link.

E se:

• os dispositivos se conectam predominantemente à internet e não um ao outro
• e a velocidade da conexão à Internet é mais lenta que uma única porta do roteador

não há diferença de rede entre as duas opções, exceto que 5 switches de porta são um pouco mais baratos que 8 portas e, se o switch morrer, os dispositivos conectados diretamente ao roteador continuarão a ter acesso à Internet.

No entanto, se você estiver transmitindo dados de um dispositivo para outro na sua rede, o link entre o comutador e o roteador poderá ser um gargalo se dois dispositivos no comutador quiserem acessar dois dispositivos no roteador ao mesmo tempo e usar mais de um dispositivo. metade da largura de banda do link entre o roteador / switch cada.

Mas, se a maior parte do tráfego interno for para um servidor NAS / media box doméstico, ele também será limitado a uma velocidade de porta única, e o gargalo entre o switch e o roteador não importará tanto.

Pessoalmente, acho que minha casa tem dispositivos espalhados por todo o local, e não é prático conectar tudo ao switch 1, a menos que eu corra os fios por toda parte. Portanto, ter a opção superior fornece 2 locais que podem ter dispositivos conectados, com apenas 1 cabo passando entre os locais.

Edit: Nevin Williams faz um bom ponto, que a opção 2 tem mais portas no total. Parafraseando um dos pontos que Damon está enfatizando, é melhor ter mais portas para expansão futura ou circunstâncias imprevistas que exijam 1 porta a mais do que você compra. No entanto, esses dois pontos não seriam mais aplicáveis ​​se a opção 1 usasse um comutador de 8 portas e você ainda usasse todas as portas do roteador, deixando as portas sobressalentes no comutador.

A menos que você já possua um switch de 5 portas e seja muito pobre para comprar o switch de 8 bits, a segunda alternativa é certamente a melhor, em geral. Pode haver razões válidas para algo diferente, mas geralmente você deseja conectar todos os hosts ao switch.

No entanto, eu compraria um switch de 16 portas, pois, na minha experiência, sempre que você precisar de 8 portas e tiver um switch com exatamente 8 portas, precisará de 9 portas uma semana depois. Você nunca precisa de mais de 9 ou 10 portas, no entanto, se comprou um switch de 16 portas imediatamente.

Os roteadores da Internet geralmente são do lado mais barato, em geral e em relação às suas capacidades de comutação, bem como em relação à confiabilidade geral, e com um firmware em que é difícil dizer ou controlar o que exatamente está acontecendo.
Switches (exceto talvez a porcaria mais barata) geralmente são dispositivos que nunca falham e onde você sabe exatamente o que está acontecendo o tempo todo. Confiável e reproduzível. Eu só substituí os switches quando precisava de mais portas. Eu nunca vi um interruptor travar ou demorar mais de 2 segundos para "inicializar". Gostaria de poder dizer o mesmo sobre roteadores.

Ter todos os dispositivos conectados a um switch (supondo que um switch no-shit com largura de banda de comutação suficiente) significa que cada dispositivo é igual entre iguais. Cada dispositivo pode conversar full-duplex com o outro o tempo todo, como se estivesse diretamente conectado. Além disso, cada dispositivo pode conversar com o roteador, compartilhando a conexão única de forma justa (ou injusta , se você configurar explicitamente um comutador inteligente para fazer algo diferente, que tem seus usos!).

Normalmente, o compartilhamento da largura de banda com o roteador não é um problema, uma vez que poucas pessoas têm conexões com a Internet que excedem a velocidade de 1 GbE; portanto, o link da Internet é mais lento que a conexão compartilhada.

Por outro lado, conectar vários cabos de rede ao roteador / switch pode muito bem aumentar seu consumo de energia (e desenvolvimento de calor, respectivamente, reduzindo a confiabilidade e a vida útil) em 20 a 30% (é o caso do meu roteador AVM aqui) e dependendo em detalhes que você não pode verificar ou controlar talvez também a carga da CPU, o que pode reduzir a taxa de transferência.
O roteador pode muito bem ser injusto (involuntariamente, devido à falta de firmware) em relação aos clientes que compartilham uma conexão por meio de um comutador em comparação aos conectados diretamente. Espero que não seja o caso, mas você não tem como ter certeza. Pode permitir a conexão de 4 cabos, mas apenas capacidade de comutação para 2 deles full-duplex. Não raramente, um roteador também servirá como ponto de acesso sem fio. Isso é uma ponte em hardware ou software? Isso conta contra a capacidade de comutação ou não? Normalmente você não sabe.

Nenhuma dessas coisas "não sabe, não pode dizer" se aplica se todos os hosts se conectarem ao switch. Há exatamente um cabo entrando no roteador, o melhor possível. Você ainda precisa conviver com o que não sabe sobre o roteador, mas está no controle do que pode controlar.

As rotas são injustas apenas se você configurar explicitamente o switch (se for capaz disso) para se comportar dessa maneira. Isso é útil, por exemplo, se você executa algo como o DownloadStation em um NAS e deseja usar toda a capacidade da sua conexão à Internet, mas ao mesmo tempo não deseja que seu computador tenha um impacto perceptível ou seja praticamente "desprovido de Internet". "porque a tarefa de download rouba toda a largura de banda. Ou, se você não gosta que sua TV inteligente seja muito inteligentee deseje remover os anúncios estúpidos de HbbTV que bloqueiam um terço da tela, basta dizer ao roteador para não encaminhar a porta 80 para esse host. Ou alguma coisa. Não permita que alguma coisa barata da IoT, que pode ser invadida, ataque o computador da área de trabalho a partir de um endereço local, possivelmente ignorando o firewall (mas deixe a área de trabalho se conectar ao dispositivo).
Certamente, alguns roteadores também podem fazer esse tipo de coisa, mas tudo é mais barato, geralmente limitado e com resultados geralmente moderadamente satisfatórios.

Também é um design muito mais elegante em geral. Cada host possui exatamente o mesmo número de saltos para cada local e local, a conectividade de cada host pode ser controlada em um local central e há exatamente um cabo para verificar em caso de "meh, internet não funciona" ou um cabo para retire no caso de você querer cortar a linha da maneira mais difícil.

Adicionando meus $ 0,02, pois não é coberto diretamente nas outras respostas:

À parte os cálculos de largura de banda e energia, eu compraria um switch de 8 portas e seguirei com a 2ª topologia, pois sua rede poderá se expandir no futuro. De fato, eu consideraria comprar uma opção ainda maior se você puder encontrar uma por um preço semelhante. Recentemente, montei uma pequena rede muito semelhante à sua e fiquei surpreso com a rapidez com que preenchi as portas extras que pensei que nunca usaria.

Um dos princípios do bom design de rede é a capacidade de expansão, que eu definitivamente levaria em consideração ao projetar sua rede (por menor que seja).

Em resumo

Depende do seu objetivo:

• Para economizar ou ter 2 ou 3 dispositivos privilegiados (e 4-5 de importância secundária, menos privilegiados ), você pode optar pela primeira solução, mesmo com um switch de 8 portas que você deve comprar de qualquer maneira.
• Escalabilidade e "democracia" (em privilégios) sugerem a segunda configuração.
• Para robustez e resiliência da sua rede, você precisa de Redundância : uma terceira solução.

Algumas palavras mais

Uma revisão de suas soluções:

• Solução A: 3 no 1º nível + interruptor com 4 no segundo nível

  • Pode dar a cada um dos três primeiros dispositivos a mesma largura de banda do segundo bloco inteiro.
  • Os três primeiros dispositivos que trocam arquivos entre si podem reduzir a largura de banda da Internet para o segundo bloco.
  • O segundo bloco pode trocar arquivos sem diminuir a largura de banda dos três primeiros.

• Solução B: 7 juntos no segundo nível.

  • Não há preferência por nenhum dispositivo. ( democracia ).
  • Se dois dispositivos trocarem muito entre si, você poderá afetar a largura de banda para os outros 5 (há uma largura de banda limite para a rede interna também não apenas no lado externo).
  • 3 slots livres no roteador para dimensionar o sistema (e comprar outros switches)
  • 1 slot livre no segundo nível para adicionar um novo dispositivo sobressalente.

A Redundância

• Às vezes, as coisas dão errado.
• Se você esperar o tempo suficiente, pode chegar naquele momento " Tudo o que der errado, dará errado " .
• Esteja pronto.
  (... e provavelmente esse momento nunca chegará! Parafraseando novamente Murphy )

Redundância. Se você não tiver problemas para comprar 2 comutadores de 8 portas cada (BTW, usará mais eletricidade) se um comutador quebrar, você poderá conectar todos os seus dispositivos no outro e restaurar rapidamente a conexão à Internet e dentro de sua casa. / rede de trabalho.

• Solução C: (2 comutadores de 8 portas cada).

  • Resiliência : se um interruptor for interrompido, você poderá conectar todos os seus dispositivos ao outro (solução B) enquanto compra o novo ...
  • O tráfego será mais equilibrado no caso de um usuário ansioso (pelo menos o outro bloco possa usar metade da largura de banda do roteador ou trocar a largura de banda total entre si).
  • Custos (-) : custos de inicialização e manutenção: você precisa comprar 2 switches e mantê-los ligados.
  • Independência. O tráfego dentro de cada um dos 2 grupos não afetará o tráfego no segundo.

Gostei do seu Schetch:

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||        ||                    ________
|| Router ||                   |        |--- Free x 5
|| 4-port ||                   | 8-port |--------Device 1
|| Switch ||                   | Switch |--------Device 2
||        ||     +-------------|________|--------Device 3
||        ||     |
||--------||     |              ________
||        ||-----+             |        |--------Device 4
|| 4-port ||-------------------| 8-port |--------Device 5
|| Switch ||-- Free            | Switch |--------Device 6
||        ||-- Free            |        |--------Device 7
============                   |________|--- Free x 4