In questo articolo parleremo di come funziona uno switch ethernet (switch) o bridge. Questa è la conoscenza di base che ogni ingegnere di rete dovrebbe avere. Lo switch LAN è il cuore dell'infrastruttura. Capire come funziona è un'abilità essenziale per qualsiasi ingegnere di rete.
Se non hai ancora una solida conoscenza dei principi di funzionamento di questa classe di dispositivi di rete, prima o poi incontrerai problemi irrisolvibili durante la risoluzione dei problemi nella tua rete, ad esempio una tempesta di trasmissione.
Uno switch Ethernet è un dispositivo OSI di livello 2 utilizzato come hub (punto centrale) per collegare altri dispositivi Ethernet cablati.
Come sono collegati i dispositivi?
La figura seguente spiega come i dispositivi mostrati sono collegati a una singola rete con un bus Ethernet condiviso e comunicano tra loro tramite uno switch o un hub. Un tipo obsoleto di dispositivi con un bus comune a causa della diminuzione della larghezza di banda in proporzione al numero di dispositivi collegati.
Quanto costa utilizzare gli switch sulla rete?
Lo switch ethernet deve la sua comparsa nel 1989 a Kalpana (ha operato nella Silicon Valley nel 1980 e nel 1990 ed è stato acquisito da Cisco nel 1994). Si chiamava Kalpana EtherSwitch EPS-1500 e aveva 7 porte a bordo.
Da allora, questo tipo di dispositivo si è sviluppato attivamente e il costo della connessione al porto è diminuito ogni anno.
Affidabilità della rete quando si utilizza uno switch (switch ethernet)
Stai utilizzando uno switch LAN come collegamento centrale della tua rete, una soluzione affidabile? Se stai confrontando l'Ethernet commutata con l'Ethernet coassiale, lo switch è decisamente più affidabile. Prima che l'interruttore fosse inventato, i computer erano collegati in una catena. Al termine della quale è stato collegato un terminatore per assorbire il segnale. In caso contrario, più salti del segnale riducevano a zero il traffico utile sulla rete. 
Qual è la differenza tra uno Switch e un Hub
Un hub (Hub) è un dispositivo di rete che consente a più computer di essere collegati alla stessa rete. Gli hub possono essere basati su connessioni Ethernet, Firewire o USB.
Interruttore (interruttore) - un dispositivo di controllo che accende o spegne il flusso di elettricità in un circuito. Può anche essere utilizzato per instradare modelli di informazioni durante lo streaming di dati elettronici attraverso le reti. Nel contesto di una rete, uno switch è un dispositivo di rete di computer che collega segmenti di rete.
| Centro | Interruttore | |
| livello OSI | Fisico: gli hub sono classificati come dispositivi di livello 1 in base al modello OSI. | Canale: gli switch di rete operano al livello 2 del modello OSI. |
| Funzionale | Per connettere una rete di personal computer, possono essere combinati tramite un hub centrale. | Consente di combinare più dispositivi, gestire le porte e le impostazioni di sicurezza VLAN |
| Modulo per il trasferimento dei dati | Segnale elettrico o bit | Frame (per switch L2) e pacchetto (per switch L3) |
| porti | 4/12 porte | Lo switch è un bridge multiporta. 24/48 porte |
| Tipo di trasferimento | Gli hub inviano sempre frame a tutte le porte (flooding), ad eccezione di quella da cui provengono; la trasmissione può essere unicast, multicast o broadcast | Originariamente trasmesso; quindi unicast e multicast secondo necessità. |
| Tipo di dispositivo | Dispositivo passivo (nessun software) | Dispositivo attivo (con software) |
| Utilizzato in (LAN, MAN, WAN) | LAN | LAN |
| Tabella degli indirizzi di rete (MAC) | L'hub di rete non può apprendere o memorizzare l'indirizzo MAC. | Gli switch utilizzano una tabella CAM con memoria disponibile, a cui di solito accedono gli ASIC (Application Specific Integrated Circuits). |
| Modalità di trasmissione | Mezzo duplex | Half/Full duplex |
| Dominio di trasmissione | Un hub ha un dominio di trasmissione. | Lo switch ha un dominio di trasmissione [se la VLAN non è implementata] |
| Definizione | Un dispositivo elettronico che collega insieme molti dispositivi in rete in modo che i dispositivi possano scambiare dati | Uno switch di rete è un dispositivo di rete di computer utilizzato per connettere più dispositivi su una rete di computer. Uno switch è considerato più avanzato di un hub perché invierà messaggi alla porta corretta del dispositivo o richiederà informazioni da esso. |
| Velocità | 10Mbps | 10/100 Mbps, 1 Gbps |
| Indirizzo utilizzato per la trasmissione dei dati | Utilizza l'indirizzo MAC | Utilizza l'indirizzo MAC |
| Hai bisogno di connetterti a Internet? | Non | Non |
| Categoria del dispositivo | Non è un dispositivo intelligente | Dispositivo intelligente |
| Produttori | Sun Systems, Oracle, Cisco | Cisco, D-link, Juniper, MikroTik |
| collisioni | Le collisioni sono comuni nell'infrastruttura che utilizza gli hub. | Non si verificano collisioni su uno switch full duplex. |
| Spanning-tree | Spanning-Tree non utilizzato | Sono possibili più istanze di Spanning-Tree |
Differenze nelle prestazioni tra hub e switch
Lo switch è un'alternativa efficiente a un hub. Le persone tendono a trarre vantaggio dall'utilizzo di uno switch se ci sono quattro o più computer sulla rete domestica. Inoltre, a occhio nudo, noterai la differenza quando utilizzi applicazioni nella tua rete che generano una quantità significativa di traffico di rete:
- come i giochi multiplayer
- scambio di file musicali pesanti.
Tecnicamente parlando, gli hub funzionano utilizzando un modello di trasmissione, mentre gli switch funzionano utilizzando un modello di circuito virtuale. Ad esempio, quando quattro computer sono collegati a un hub e due di questi computer stanno comunicando tra loro, gli hub semplicemente inoltrano tutto il traffico di rete a ciascuno dei quattro computer. Gli switch, invece, sono in grado di determinare la destinazione di ogni singolo elemento di traffico (come un frame Ethernet) e di inoltrare selettivamente i dati a un solo computer che ne ha realmente bisogno. Generando meno traffico di rete durante la consegna dei messaggi, lo switch offre prestazioni migliori di un hub nelle reti occupate.
Quando aggiungi dispositivi aggiuntivi allo scambio di rete, crei un numero enorme di collisioni nel caso di un hub, perché i dispositivi non possono leggere e trasmettere informazioni contemporaneamente.
Il seguente video mette a confronto hub, switch e router.
Perché l'Ethernet commutata è più affidabile ed efficiente?
Quando si verifica un problema in Ethernet coassiale (10base2), è difficile determinare dove si trova l'errore. L'ingegnere delle comunicazioni deve controllare tutti i connettori uno per uno, il che richiede tempo. È inoltre necessario tenere conto del fatto che a causa della fragilità del cavo coassiale, la rete spesso fallisce.
Ethernet coassiale utilizza 2 cavi (interno ed esterno) per inviare e ricevere dati sulla rete. Con la comunicazione half-duplex, il computer non può inviare e ricevere dati contemporaneamente. Quando la rete viene caricata, si verificano più collisioni quando due o più stazioni tentano di trasmettere dati contemporaneamente. Che è quasi garantito per ridurre la velocità di trasferimento dei dati più volte, spesso decine o centinaia di volte..
Quando si lavora con una rete commutata, se un cavo è danneggiato, non influirà sugli altri abbonati. Se una porta si rompe, l'utente può semplicemente collegare il cavo ad altre porte funzionanti.
In termini di prestazioni, il meccanismo all'interno dello switch può fornire una comunicazione full duplex. Poiché la probabilità di collisioni in rete con la corretta configurazione delle apparecchiature è praticamente ridotta a zero, questo fatto aumenta le prestazioni dell'intero sistema.
Come funziona uno switch LAN Ethernet?
Lo switch LAN analizza l'intestazione Layer 2 del frame in ingresso. Ogni frame ethernet contiene 2 indirizzi: indirizzo MAC di origine e indirizzo MAC di destinazione.
Lo switch riceve l'indirizzo MAC di origine insieme al frame e lo scrive nella sua tabella di commutazione di fronte al numero di porta. Questa tabella è il segreto magico di come lo switch fornisce comunicazioni half-duplex.
Quindi, l'indirizzo MAC di destinazione viene cercato nella tabella di commutazione e viene presa la decisione di inoltrare i frame a una porta specifica. Grazie a questo meccanismo, altri dispositivi di rete sulla rete locale non conoscono i frame dei loro vicini. Questo è il modo in cui otteniamo il funzionamento full duplex.
Il processo di trasferimento di un frame tra computer:
- Lo switch riceve un messaggio sulla porta 1 dal computer A con l'indirizzo di destinazione bbbb.bbbb.bbbb
- Controllo della tabella di commutazione per trovare la porta a cui è collegata la destinazione con l'indirizzo mac bbbb.bbbb.bbbb
- Tale indirizzo non è stato trovato, inviando una richiesta a tutte le porte, tranne quella da cui proveniva il messaggio originale
- Risposta dal computer Nel computer con l'indirizzo aaaa.aaaa.aaaa, poiché l'indirizzo mac della scheda di rete del computer B coincide con l'intestazione del frame
- Lo switch popola la sua tabella con una risposta dal computer B
- Inoltro di una risposta dal computer Al computer A
L'animazione seguente descrive più chiaramente il processo di scambio di dati tra i partecipanti alla rete:
Domanda: cosa succede quando l'indirizzo MAC di destinazione non è nella tabella di commutazione dello switch, a quale porta deve essere inoltrato?
Risposta: in questo caso lo switch inoltra il frame a tutte le porte tranne quella da cui ha ricevuto il messaggio originale; in attesa che la stazione risponda al messaggio e che lo switch aggiorni la propria tabella degli switch.
L'organizzazione di una rete di computer è impossibile senza un dispositivo come uno switch o un'apparecchiatura di rete simile. Esistono vari dispositivi di rete con i quali diventa possibile formare una rete locale, organizzare l'accesso a Internet per diversi computer e altre attività di commutazione di rete. I più popolari di questi dispositivi sono hub, router e switch. Non tutti sanno come configurare tali dispositivi per rendere più confortevole il proprio lavoro.
Per creare una rete di computer è necessario uno switch di rete.
Se viene utilizzato un router (router) per connettere e instradare varie reti, vengono utilizzati un hub e uno switch per combinare vari nodi in un'unica rete. La vantaggiosa differenza tra uno switch (switch) e un hub (hub) è che nel primo i pacchetti di dati vengono trasmessi rigorosamente all'indirizzo del nodo specificato e non vengono trasmessi a tutti i dispositivi di rete. Pertanto, tramite uno switch, viene realizzato il trasferimento diretto dei dati di indirizzo tra due nodi di rete, mentre la risorsa di rete viene utilizzata nel modo più efficiente possibile. Per questo motivo, al momento, gli hub non sono praticamente utilizzati da nessuna parte, sono stati soppiantati da switch più efficienti e sicuri.
Cambia base
Figura 1. Schema dell'interruttore.
Quindi, uno switch di rete, noto anche come switch o switch ("switch" - switch), è un tipo di apparecchiatura di rete che collega un certo numero di nodi (computer) in un singolo segmento di una rete di computer ed esegue il trasferimento dei pacchetti di informazioni e dati tra i singoli elementi di questa rete.
Lo switch ha a sua disposizione diverse porte: connettori a cui sono collegati computer e altri nodi di rete, apparecchiature, ecc. La comunicazione tra una porta e un nodo viene effettuata utilizzando un cavo crimpato chiamato cavo a doppino intrecciato.
Per un dispositivo come uno switch 8 porte è la norma, ma ci sono anche numeri più impressionanti fino a 48 e persino 96. (FIG. 1) All'interno del modello OSI, questo dispositivo opera a livello di canale, quindi, di regola , combina solo altri dispositivi in un segmento della rete in base ai loro indirizzi MAC di identificazione.
Uno switch standard non può combinare più reti separate. Per il routing a livello di rete, ad esempio, per organizzare l'accesso a Internet su più computer, che è un esempio di connessione di una rete locale a una rete globale, è necessario un router o uno switch router.
Pertanto, nella gerarchia della rete OSI, lo switch occupa un collegamento intermedio tra l'hub e il router:
- Hub - Livello fisico. Trasmette i dati in entrata, duplicandoli su tutte le interfacce utilizzate.
- Passa - Collega livello. Distribuisce i dati a destinatari altamente mirati.
- Router - Livello di rete. Collega vari segmenti di rete.
L'interruttore è strutturato come segue. Nella memoria del dispositivo è archiviata una tabella virtuale di corrispondenze tra indirizzi MAC e porte dello switch.
L'indirizzo MAC ("Media Access Control"), noto anche come indirizzo hardware, è un identificatore speciale che viene assegnato a ciascun elemento o nodo attivo nella rete e per ciascuno di essi è unico.
Nel momento immediatamente successivo all'accensione dello switch, la sua tabella MAC è ancora vuota e deve essere compilata, quindi lo switch entra in modalità di apprendimento primario.
La particolarità di questa modalità è che i dati ricevuti su una qualsiasi delle porte, come nell'hub, vengono trasmessi a tutti i nodi collegati al dispositivo in totale.
Analizzando i pacchetti di dati, viene determinato l'indirizzo MAC del dispositivo di invio, quindi questo indirizzo è legato al numero di una porta specifica da cui sono stati inviati questi dati. Pertanto, risulta a quale porta è collegato un particolare elemento di rete, quindi questi dati vengono inseriti nella tabella.
Ora, quando i dati arrivano a una qualsiasi delle porte dello switch, i pacchetti indirizzati a un nodo in questa tabella verranno diretti a una porta specifica corrispondente a questo nodo e non verranno trasmessi a tutte le interfacce contemporaneamente, come accade in un hub.
Se i dati inviati contengono un indirizzo di destinatario sconosciuto che non è nella tabella, vengono creati pacchetti duplicati e inviati a tutte le interfacce.
Parallelamente, nella tabella continuano a essere scritti nuovi indirizzi di mittenti sconosciuti.
Successivamente, lo switch riempie gradualmente la propria tabella di routing, includendo tutte le connessioni tra computer esterni e le proprie interfacce, localizzando così il traffico.
I principali tipi di interruttori
Figura 2. Schema approssimativo del collegamento di uno switch tramite modem.
Lo switch di rete più semplice non è gestito. Sebbene tale switch possa essere configurato direttamente, non supporta i protocolli di gestione della rete. La differenza tra uno switch gestito e uno non gestito è che, grazie al supporto di un semplice protocollo di gestione della rete SNMP, uno switch gestito consente di configurarsi da remoto e gestire il proprio lavoro tramite la rete utilizzando programmi specializzati.
Uno switch gestito è più spesso installato in aree di una rete con topologie complesse in cui è richiesto un controllo particolarmente attento. Le attività più tipiche eseguite da tali dispositivi sono:
- monitoraggio del traffico di rete;
- gestione della configurazione delle interfacce (porte);
- organizzazione di reti virtuali (VLAN);
- l'unione di un gruppo di canali.
Gli switch gestiti sono speciali in quanto sono in grado di fornire un'ampia gamma di funzioni sia a livello di canale che di rete. L'accesso alla gestione di tale switch può essere ottenuto tramite un'apposita interfaccia Web, oltre che tramite riga di comando o vari protocolli (SNMP, Telnet). Tra le altre cose, lo switch può utilizzare vari metodi di commutazione, la cui differenza è dovuta al tempo e all'affidabilità del trasferimento delle informazioni:
L'ordine della disposizione dei fili durante la "crimpatura" del cavo "doppino intrecciato".
- Archivia e inoltra: quando lo switch legge tutte le informazioni nel frame di dati per verificare la presenza di errori e solo allora il pacchetto viene trasmesso alla porta selezionata.
- Cut-through: il processo di commutazione avviene immediatamente dopo aver letto l'intestazione del frame di dati, in cui è memorizzato l'indirizzo del destinatario. Ciò riduce il ritardo del tempo di trasmissione, ma diventa impossibile rilevare gli errori, il che riduce l'affidabilità.
- Fragment-free è una modalità avanzata di taglio, in cui i pacchetti vengono trasmessi dopo che sono stati prefiltrati.
Questo tipo di interruttore è usato raramente in casa, perché è destinato principalmente alla commutazione di strutture grandi e complesse come reti di provider Internet, reti locali aziendali, centri di assistenza clienti, ecc.
Un esempio di tale dispositivo è lo switch gigabit a 24 porte TP-Link TL-SG2424, che ha molte funzioni utili, tra cui: protezione contro tempeste di rete e attacchi distribuiti, prioritizzazione avanzata dei dati QoS, la massima velocità della porta fino a 1 Gbps e altri.
Come configurare uno switch e creare la propria rete
Diciamo che hai deciso di creare una rete locale di diversi computer in casa e per questo scopo hai scelto uno switch di rete. Prima di impostare lo switch e configurare la rete, è necessario distribuirlo a livello fisico, ad es. forniscono la comunicazione tra ciascun computer e lo switch tramite un cavo di rete. Tutte le connessioni tra i nodi vengono eseguite utilizzando un cavo patch, un cavo patch di rete a doppino intrecciato.
Figura 3. Un diagramma approssimativo di una connessione switch senza modem.
Puoi realizzare tu stesso un cavo del genere, ma è meglio acquistarlo in un negozio. Esistono due modi per collegare lo switch per configurarlo, a seconda della disponibilità delle interfacce appropriate: tramite un'apposita porta console, tramite la quale viene eseguita solo la configurazione iniziale dello switch, oppure tramite una porta Ethernet più universale.
Nel secondo caso, per accedere alla configurazione, è necessario inserire l'indirizzo IP specificato nella documentazione del dispositivo.
La connessione alla porta della console non consuma la larghezza di banda dello switch, il che presenta un netto vantaggio. Per configurare direttamente lo switch utilizzando questo metodo, è necessario avviare l'emulatore di terminale VT100 (è adatto anche l'HyperTerminal standard).
I parametri di connessione sono selezionati in base alla documentazione. Dopo la connessione, vengono inseriti il nome utente e la password.
La configurazione viene effettuata inserendo comandi e parametri che dipendono da uno specifico modello di dispositivo e devono essere specificati nella documentazione.
Accesso a Internet tramite uno switch
Dopo aver creato la rete e configurato lo switch, il passaggio successivo consiste nel fornire a tutti i computer su questa rete l'accesso a Internet. Avendo a disposizione uno switch, puoi farlo in modo rapido, semplice e redditizio, senza connessione aggiuntiva all'ISP separatamente per ogni computer, anche se Internet è connesso con un solo cavo. Nel caso in cui il servizio Internet sia fornito da un gestore di telefonia fissa, l'accesso al World Wide Web avviene tramite un modem ADSL, i cui modelli più comuni non dispongono di più di una porta Ethernet. Di conseguenza, solo un computer può essere collegato ad esso. Per risolvere questo problema, non è necessario acquistare un router costoso con uno switch integrato, è sufficiente uno switch normale. Uno schema di collegamento approssimativo è mostrato nella figura. (FIGURA 2)
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Il diagramma mostra che il modem ADSL non è collegato a un computer, ma direttamente allo switch. Tutti i computer della rete locale sono collegati ad esso. Un punto molto importante qui è la corretta configurazione dello switch e i parametri di connessione dei computer. Ogni dispositivo, modem compreso, deve avere un proprio indirizzo IP all'interno di una singola sottorete, non devono essere ripetuti.
Per creare una rete locale o domestica, sono necessari dispositivi speciali. Questo articolo ti parlerà un po' di loro. Cercherò di spiegarlo nel modo più semplice possibile in modo che tutti capiscano.
La proposta .
Hub, switch e router sono progettati per creare una rete tra computer. Naturalmente, dopo la creazione, anche questa rete funzionerà.
La differenza .
Cos'è un hub?
Un hub è un ripetitore. Tutto ciò che è collegato ad esso verrà ripetuto. Ne viene fornito uno per hub e quindi tutto è connesso.
Ad esempio, hai collegato 5 computer tramite l'hub. Per trasferire i dati dal quinto computer al primo, questi dati passeranno attraverso tutti i computer della rete. È simile a un telefono parallelo: qualsiasi computer può accedere ai tuoi dati e anche tu. Ciò aumenta anche il carico e la distribuzione. Di conseguenza, più computer sono collegati, più lenta è la connessione e maggiore è il carico sulla rete. Ecco perché nel nostro tempo vengono rilasciati sempre meno hub e sempre meno li usano. Presto scompariranno del tutto.
Che cos'è un interruttore?
L'interruttore ha sostituito l'hub e corregge le carenze del suo predecessore. Ciascuno collegato allo switch ha il proprio indirizzo IP separato. Ciò riduce il carico sulla rete e ogni computer riceverà solo ciò di cui ha bisogno e gli altri non lo sapranno. Ma il passaggio ha uno svantaggio associato alla dignità. Il fatto è che se vuoi dividere la rete in più di 2 computer, avrai bisogno di più indirizzi IP. Questo di solito dipende dall'ISP e di solito fornisce solo un indirizzo IP.
Che cos'è un router?
Router - è spesso chiamato anche router. Come mai? Sì, perché è il collegamento tra due reti diverse e trasferisce i dati in base a un percorso specifico specificato nella sua tabella di instradamento. Per dirla molto semplicemente, un router è un intermediario tra la tua rete e Internet. Il router corregge tutti gli errori dei suoi predecessori ed è per questo che è il più popolare al giorno d'oggi. Soprattutto se si considera il fatto che spesso i router sono dotati di antenne Wi-Fi per la trasmissione di Internet a dispositivi wireless e hanno anche la possibilità di collegare modem USB.
Il router può essere utilizzato sia separatamente: PC -> router -> Internet, sia in combinazione con altri dispositivi: PC -> switch/hub -> router -> Internet.
Un altro vantaggio del router è la sua facile installazione. Spesso è richiesta solo una minima conoscenza per connettersi, configurare la rete e accedere a Internet.
Così. Riassumo brevemente.
Tutti questi dispositivi sono necessari per creare una rete. L'hub e lo switch non sono molto diversi tra loro. Un router è la soluzione più necessaria e conveniente per creare una rete.
Nelle reti locali viene utilizzata un'ampia varietà di apparecchiature. Consideriamo cos'è un interruttore ea cosa serve.
Uno switch (dall'inglese "switch" - switch) è uno switch responsabile della trasmissione di pacchetti di informazioni. Consente di collegare i computer ad esso collegati in una rete locale.
Cambia assegnazione
Gli switch sono utilizzati in quasi tutte le reti pubbliche. Gli switch sono dispositivi moderni in grado di fissare gli indirizzi dei dispositivi collegati e indirizzare il traffico alla porta appropriata.
All'inizio del suo lavoro, lo switch riceve le informazioni e le duplica su tutte le porte. Allo stesso tempo, ricorda gli indirizzi MAC di ciascuno dei dispositivi ad esso collegati e li inserisce in un'apposita tabella conservata nella memoria del dispositivo. Dopo aver memorizzato l'indirizzo, i pacchetti corrispondenti non vengono duplicati, ma vengono inviati a un destinatario specifico, ovvero l'informazione viene trasmessa indirizzata. Questo è un grande vantaggio, poiché altri computer per i quali le informazioni non sono destinate non devono essere elaborate nuovamente.
Durante il funzionamento dello switch, viene costruita una tabella di indirizzi chiara, grazie alla quale ciascuno dei pacchetti ricevuti arriva esclusivamente sulla porta prevista.
Gli interruttori possono variare di dimensioni. Sono presentati:
- Scatole piccole, quasi invisibili per più porte.
- Enormi dispositivi progettati per connettere circa 50 computer.
Gli switch possono essere di tipo semplice o gestito. Il primo tipo di dispositivi funziona secondo un determinato schema e il secondo consente di configurare determinati parametri utilizzando l'interfaccia web. Se necessario, gli switch possono essere combinati in interi array, che formano strutture di dati (stack) e si trasformano in dispositivi indipendenti separati. Ora sai cos'è un interruttore e qual è il suo scopo.
Parleremo di switch in reti locali con 5a e 8a porta.
Innanzitutto, alcune parole su come uno switch (switch) differisce da un hub (HUB).
In termini generali, le differenze (a favore dello switch) possono essere caratterizzate come:
- alto rendimento
- alta velocità di trasferimento delle informazioni
- maggiore affidabilità e garanzia della correttezza delle informazioni trasmesse
- di conseguenza, riduce la congestione dell'intera rete o delle sue singole sezioni
Come si ottiene questo?
Proviamo a spiegarlo senza termini speciali.
Un hub è semplicemente un dispositivo in cui sono collegati tutti i cavi di rete dai computer e consente alle informazioni di passare solo da un nodo di rete a un altro in un dato momento. E prima di ciò, offre informazioni a ciascun nodo della rete fino a quando non arriva a colui che dovrebbe riceverle. Inoltre, l'hub (se ce ne sono più che vogliono ricevere o inviare informazioni) decide in sequenza a chi consentire la trasmissione o la ricezione di pacchetti informativi in modo casuale, "lanciando una monetina". Da questo, appaiono le collisioni. Tutto questo avviene su un bus con una larghezza di banda di 100 Mbit/sec.
Lo switch è un dispositivo più intelligente, e dopo la prima connessione alla rete locale, memorizza l'indirizzo di rete di ogni nodo in una memoria speciale della tabella degli indirizzi. Anche un piccolo switch ricorda gli indirizzi host da 8K a 16K (per 5, 8 porte). Questa tabella è necessaria per la commutazione di pacchetto. Quando si richiede la trasmissione o la ricezione di un pacchetto da un nodo, lo switch determina l'indirizzo sia della trasmissione che della ricezione e le scambia tra loro. Il numero di tali coppie, che non influirà sulle prestazioni, dipende dal throughput del bus interno.Ad esempio, nei modelli a 5 e 8 porte di TRENDware - TRENDnet TE100-S55E e S88E, è superiore a 1 Gbit / sec . Questo è più di 10 volte le prestazioni del bus dell'hub e anche la congestione della rete è 10 volte maggiore del limite massimo per l'hub, i client di rete non si sentiranno e la rete funzionerà altrettanto rapidamente.
Esiste anche un modo puramente meccanico (elettrico) per aumentare la velocità di trasferimento dei dati tra il client e lo switch. Lo switch può funzionare non solo in una direzione (half duplex) su un cavo di rete, ma in due direzioni (full duplex). Pertanto, il tasso di cambio tra il client e lo switch aumenta fino a 200 Mbit/sec.
Se tracciamo un'analogia con le autostrade, allora un hub è un tratto di strada con una sola corsia, a cui convergono 5 o 8 strade su ciascun lato. Può passare solo un'auto alla volta e solo in una direzione. Gli altri sono in piedi e suonano il clacson: un ingorgo.
Un interruttore è una sezione stradale a doppio senso con cinque corsie in ogni direzione per 5 o 8 corsie in entrata. Inoltre, tutte le strisce possono essere collegate a diversi livelli senza interferire tra loro e senza incrociarsi. Pertanto, 10 auto (5 coppie) possono percorrerla contemporaneamente senza accorgersi l'una dell'altra. Quale strada prenderesti?
Ma questo non esaurisce i vantaggi dello switch. Ha anche una memoria intermedia incorporata, una clipboard, in cui sono archiviati quei pacchetti destinati ai client attualmente occupati. Quando sono liberi, lo switch stesso trasferirà i dati ai destinatari senza la partecipazione dei client trasmittenti. Per gli switch TRENDnet a 5 e 8 porte, la memoria buffer è rispettivamente di 512 Kbyte e 1 MByte per dispositivo. Tornando all'analogia con le autostrade: 0 è un magazzino di transito dove un'auto può scaricare il suo carico (pacco) e allontanarsi senza occupare la strada e lasciando passare altri.
È approssimativamente chiaro che l'interruttore consente di pompare attraverso se stesso un flusso di informazioni molto più ampio e molto più veloce.
E perché e chi ne ha bisogno?
A mio parere, ci sono diversi scenari di rete che richiedono un piccolo interruttore.
1. Piccola rete peer-to-peer con molti scambi da ciascuno a tutti. Ad esempio, vengono scambiati file grafici di grandi dimensioni (disegni, poster, foto, ecc.).
2. Esistono diversi gruppi nella rete, in cui il traffico (traffico) si verifica più intensamente rispetto ad altri nodi della rete. Affinché lo scambio di gruppi attivi non influisca sulle prestazioni di tutti gli altri, devono essere isolati. Questo è esattamente ciò che viene fatto con gli interruttori. Se ogni gruppo è unito da un hub e questi hub sono già collegati allo switch, solo ciò che dovrebbe passare tra i gruppi passerà tra i gruppi.
3. Se la rete ha più di un server o più nodi in cui "fluiscono" le informazioni: server, server di stampa, server Internet, ecc. Poi, collegandoli allo switch, velocizzerete il lavoro con loro sia a scapito della velocità di trasmissione (200MB/s full duplex) sia grazie alla divisione dei flussi (bus interno 1 Gbps) e libererete la rete .
4. In una certa misura, gli switch possono essere utilizzati anche come ripetitori (extender) della rete. Se utilizzando due hub puoi costruire una rete solo entro un raggio di 205 m (per una rete a 100 Mbps), quindi utilizzando 4 switch puoi provare ad allungare la rete fino a 500 m.
Sicuramente ci sono molte più applicazioni.
Tuttavia, con la differenza di prezzo tra hub e switch TRENDware, possono essere utilizzati quasi ovunque.
Vediamo come può apparire uno switch usando i dispositivi TRENDnet TE100-S55E / 88E come esempio. Si tratta di una piccola scatola metallica 171x100x28 mm, con un alimentatore esterno a 220V e un pannello di connettori sul retro. Il pannello frontale contiene LED per l'indicazione dell'alimentazione, modalità operativa a 10/100 Mbps, collisione/fullduplex, indicatore di collegamento/attività.
Per chi non ama box e alimentatori remoti (ed è anche più difficile da portare via), è disponibile lo switch interno TE100-S4PCI, che permette anche di collegare in rete fino a 5 dispositivi. Inoltre, invece di una scatola e un alimentatore, ottieni un adattatore di rete allo stesso prezzo in cui è integrato lo switch.
Quando queste righe andranno fuori stampa, sarà già disponibile un altro "piccolo" switch con 16 porte.
