¿Cómo debo conectar 7 dispositivos a un módulo conmutador con cuatro interfaces ethernet? ¿Hay una topología preferida?

Tengo un enrutador / conmutador con cuatro puertos de conmutador en la parte posterior, al que necesito conectar siete dispositivos.

¿Hay alguna razón para preferir una u otra de las topologías a continuación, o sería mejor una configuración completamente diferente?

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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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Editar: Wow, esta pregunta tenía 100 veces más vistas de las que esperaba, ¡gracias a todos por su aporte! He decidido seguir el segundo diagrama anterior, comenzando con la compra de un conmutador de 8 puertos (probablemente un Netgear GS108).

Lo que debe tener en cuenta es que el enlace entre el conmutador y el enrutador se comparte entre todos los dispositivos que intentan comunicarse a través del enlace.

Si:

• los dispositivos se conectan predominantemente a internet y no entre sí
• y la velocidad de la conexión a internet es más lenta que un solo puerto de enrutador

entonces no hay diferencia de red entre las 2 opciones, excepto que los conmutadores de 5 puertos son un poco más baratos que los de 8 puertos, y si el conmutador se apaga, los dispositivos conectados directamente al enrutador seguirán teniendo acceso a Internet.

Sin embargo, si está transmitiendo datos de un dispositivo a otro dentro de su red, entonces el enlace entre el conmutador y el enrutador puede ser un cuello de botella si 2 dispositivos en el conmutador desean acceder a 2 dispositivos en el enrutador al mismo tiempo y usar más de la mitad del ancho de banda del enlace entre el enrutador / conmutador cada uno.

Pero, si la mayor parte del tráfico interno se dirige a un servidor de caja / medios nas de inicio, normalmente también se limitará a una velocidad de puerto único, y el cuello de botella entre el conmutador y el enrutador no importará tanto.

Personalmente, encuentro que mi casa tiene dispositivos dispersos por todo el lugar, y no es práctico para mí enchufar todo al interruptor 1 a menos que conecte cables a todas partes. Por lo tanto, tener la opción superior proporciona 2 ubicaciones que pueden tener dispositivos conectados, con solo 1 cable que se ejecuta entre ubicaciones.

Editar: Nevin Williams hace un buen punto, esa opción 2 tiene más puertos en total. Parafraseando uno de los puntos que Damon está haciendo, es mejor tener más puertos para una futura expansión o circunstancias imprevistas que requieren 1 puerto más de lo que compras. Sin embargo, ambos puntos ya no se aplicarían si la opción 1 usara un conmutador de 8 puertos y usted todavía usara todos los puertos en el enrutador, dejando los puertos libres en el conmutador.

A menos que ya tenga un conmutador de 5 puertos y sea demasiado pobre para comprar el conmutador de 8 bits, la segunda alternativa es sin duda la mejor, en general. Puede haber razones válidas para algo diferente, pero generalmente desea conectar todos los hosts al conmutador.

Sin embargo, compraría un conmutador de 16 puertos, ya que en mi experiencia cada vez que necesita 8 puertos y tiene un conmutador con exactamente 8 puertos, necesita 9 puertos una semana más tarde. Usted no necesita más de 9 o 10 puertos, sin embargo, si usted compró un conmutador de 16 puertos de inmediato.

Los enrutadores de Internet a menudo están en el lado barato, en general y con respecto a sus capacidades de conmutación, así como con respecto a la confiabilidad general, y con un firmware donde es difícil saber o controlar qué está sucediendo exactamente.
Los interruptores (excepto quizás la basura más barata) suelen ser dispositivos que nunca fallan y donde se sabe exactamente lo que está sucediendo en todo momento. De manera confiable y reproducible. Solo he reemplazado interruptores cuando necesitaba más puertos. Nunca he visto un interruptor bloquearse, o tomar más de 2 segundos para "arrancar". Ojalá pudiera decir lo mismo sobre los enrutadores.

Tener todos los dispositivos conectados a un conmutador (suponiendo un conmutador sin mierda con suficiente ancho de banda de conmutación) significa que cada dispositivo es igual entre iguales. Cada dispositivo puede hablar full-duplex entre sí en todo momento, como si estuvieran conectados directamente. Además, cada dispositivo puede hablar con el enrutador, compartiendo la conexión individual de manera justa (o injustamente , si configura explícitamente un interruptor inteligente para hacer algo diferente, ¡que tiene sus usos!).

Normalmente, compartir el ancho de banda con el enrutador no es un problema, ya que muy pocas personas tienen conexiones a Internet que excedan la velocidad de 1 GbE, por lo que de cualquier manera el enlace a Internet es más lento que la conexión compartida.

Por otro lado, enchufar varios cables de red en el enrutador / conmutador puede aumentar su consumo de energía (y el desarrollo de calor, reduciendo respectivamente la fiabilidad y la vida útil) en un 20-30% (ese es el caso con mi enrutador AVM aquí), y dependiendo en detalles que no puede verificar o controlar, tal vez la carga de la CPU también, lo que podría reducir el rendimiento.
Es muy posible que el enrutador sea injusto (involuntariamente, debido a la falta de firmware) hacia los clientes que comparten una conexión a través de un interruptor en comparación con los conectados directamente. Esperemos que ese no sea el caso, pero no tienes forma de estar seguro. Puede permitir la conexión de 4 cables, pero solo tiene capacidad de conmutación para 2 de ellos full-duplex. No es raro que un enrutador también sirva como punto de acceso inalámbrico. ¿Está puenteado en hardware o software? ¿Eso cuenta contra la capacidad de conmutación o no? Usualmente no lo sabes.

Ninguna de esas cosas de "no sé, no puedo decir" se aplica si cada host se conecta al conmutador. Hay exactamente un cable en el enrutador, que es tan bueno como se pone. Todavía tiene que vivir con lo que no sabe sobre el enrutador, pero tiene el control de lo que puede controlar.

Las rutas solo son injustas si configura explícitamente el conmutador (si es capaz de eso) para que se comporte de esa manera. Esto es útil, por ejemplo, si ejecuta algo como DownloadStation en un NAS y desea utilizar toda la capacidad de su conexión a Internet, pero al mismo tiempo no desea que su computadora de escritorio tenga un impacto notable o esté prácticamente "desprovista de Internet". "porque la tarea de descarga roba todo el ancho de banda. O, si no le gusta que su televisor inteligente sea demasiado inteligentey desea eliminar esos estúpidos anuncios de HbbTV que bloquean un tercio de su pantalla, solo dígale al enrutador que no reenvíe el puerto 80 a ese host. O algo. No permita que algunas cosas baratas de IoT que puedan ser secuestradas ataquen su computadora de escritorio desde una dirección local, posiblemente evitando el firewall (pero deje que la computadora de escritorio se conecte al dispositivo).
Claro, algunos enrutadores también pueden hacer este tipo de cosas, pero todo es bastante barato, generalmente limitado y con resultados moderadamente satisfactorios.

También es un diseño mucho más elegante en general. Cada host tiene exactamente el mismo número de saltos para cada ubicación local y remota, la conectividad de cada host se puede controlar en un lugar central, y hay exactamente un cable para verificar en caso de "meh, internet no funciona", o un cable para tire hacia afuera en caso de que quiera cortar la línea de la manera difícil.

Agregar mis $ 0.02, ya que no está cubierto directamente en las otras respuestas:

Dejando a un lado los cálculos de ancho de banda y potencia, compraría un conmutador de 8 puertos e iría con la segunda topología ya que su red puede expandirse en el futuro. De hecho, consideraría comprar un interruptor aún más grande si puede encontrar uno a un precio similar. Recientemente configuré una pequeña red muy similar a la suya, y me sorprendió lo rápido que llené los puertos adicionales que pensé que nunca usaría.

Uno de los principios del buen diseño de red es la capacidad de expansión, que definitivamente tendría en cuenta al diseñar su red (no importa cuán pequeña sea).

En breve

Depende de tu objetivo:

• Para ahorrar o tener 2 o 3 dispositivos privilegiados (y 4-5 de importancia secundaria, menos privilegiados ) puede optar por la primera solución, incluso con un conmutador de 8 puertos que debe comprar de cualquier manera.
• La escalabilidad y la "democracia" (en privilegios) sugieren la segunda configuración.
• Para la robustez y resistencia de su red necesita Redundancia : una tercera solución.

Algunas palabras mas

Una revisión de sus soluciones:

• Solución A: 3 en el primer nivel + interruptor con 4 en el segundo nivel

  • Puede dar a cada uno de los primeros 3 dispositivos el mismo ancho de banda del segundo bloque completo.
  • Los primeros 3 dispositivos que intercambian archivos entre ellos pueden reducir el ancho de banda de Internet para el segundo bloque.
  • El segundo bloque puede intercambiar archivos sin reducir el ancho de banda de los primeros 3.

• Solución B: 7 juntos en el segundo nivel.

  • No hay preferencia por ningún dispositivo. ( democracia ).
  • Si dos dispositivos intercambian mucho entre ellos, puede afectar el ancho de banda para los otros 5 (también hay un ancho de banda límite para la red interna, no solo en el lado externo).
  • 3 ranuras libres en el enrutador para escalar el sistema (y comprar otros interruptores)
  • 1 ranura libre en el segundo nivel para agregar un nuevo dispositivo de repuesto.

La redundancia

• A veces las cosas salen mal.
• Si espera el tiempo suficiente, puede llegar ese momento " Cualquier cosa que pueda salir mal saldrá mal " .
• Estar listo.
  (... y probablemente ese momento nunca llegará! Parafraseando de nuevo Murphy )

Redundancia. Si no tiene problemas para comprar 2 interruptores de 8 puertos cada uno (por cierto, usará más electricidad) si un interruptor se rompe, tendrá la posibilidad de conectar todos sus dispositivos en el otro y restablecer rápidamente la conexión a Internet y dentro de su hogar /red de trabajo.

• Solución C: (2 conmutadores de 8 puertos cada uno).

  • Resistencia : si un interruptor se rompe, puede conectar todos sus dispositivos al otro (solución B) mientras compra el nuevo ...
  • El tráfico estará más equilibrado en caso de que un usuario ansioso (al menos el otro bloque pueda usar la mitad del ancho de banda del enrutador, o intercambiar en el ancho de banda completo entre ellos).
  • Costos (-) : costos de inicio y mantenimiento: debe comprar 2 interruptores y mantenerlos encendidos.
  • Independencia. El tráfico dentro de cada uno de los 2 grupos no afectará el tráfico en el segundo.

Me gustó tu 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
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