4.3.4 - Switch e Bridge

Lo switch integra la funzione di un Hub, ma a differenza di quest’ultimo, che semplicemente rigenera e amplifica il segnale elettrico inviandolo poi su tutte le porte, memorizza il pacchetto in arrivo, lo analizza per determinare attraverso quale porta raggiungere la destinazione, e quindi lo ritrasmette su quell’unica porta. L’operazione di memorizzazione e spedizione dei pacchetti di dati comporta l’introduzione di leggeri ritardi (microsecondi!), ma permette di ritrasmettere i pacchetti alle differenti velocità, senza apparenti effetti di congestione. Uno switch con due sole porte viene chiamato bridge, e serve a separare il traffico tra tratte di rete o a sincronizzare apparati con velocità diverse, come nel caso dell’Access Point di una rete wireless (vedi par. 4.4).

Nel disegno di una LAN dove sono utilizzati anche Hub e ripetitori, la presenza di uno switch lungo il percorso tra due stazioni di lavoro, permette di superare il limite di tre ripetitori in cascata (vedi paragrafo precedente). Infatti la rigenerazione dei pacchetti fa sì che, al passaggio da uno switch, possa venire azzerato il conteggio relativo al numero di ripetitori e Hub attraversati.

Lo switch possiede una propria logica e memoria interna: quando una nuova macchina, o tratta di rete, viene collegata su una porta, lo switch si mette in ascolto e cattura l’indirizzo MAC della scheda di rete collegata attraverso quella porta, creandosi in questo modo una "mappa di raggiungibilità" per tutti i calcolatori presenti sulla della rete locale.

Ad esempio: se sullo switch sono collegati 4 computer: A, B, C e D, ognuno su una differente porta, e il computer A invia un pacchetto per il computer C, lo switch individua, attraverso l’indirizzo MAC di C, a quale porta questo è fisicamente collegato e crea un percorso temporaneo per inviare il pacchetto direttamente al computer C, non coinvolgendo i computer B e D in questa trasmissione. B e D potranno, nello stesso momento, scambiare dati tra loro.

Figura 4.10 – Esempio di switch con 4 pc connessi e creazione di tabella degli indirizzi MAC

L’utilizzo di switch nella rete permette di separare il traffico presente sulle varie tratte e quindi di confinare l’occupazione della banda alle sole tratte lungo il percorso fisico che congiunge le stazioni attive, migliorando di molto le prestazioni complessive della rete.

Con riferimento alla figura 4.11, la trasmissione tra le macchine A, B, C, collegate allo stesso Hub, sarà riconosciuta dallo switch come traffico "locale" e non sarà propagata verso gli altri calcolatori della rete.

Se su un Hub sono collegate tutte le macchine di un laboratorio, e su un secondo Hub tutte le macchine di un secondo laboratorio, collegando i due Hub a due porte differenti di uno switch i due laboratori, che genereranno prevalentemente traffico "interno", potranno lavorare senza disturbarsi reciprocamente.


Figura 4.11 – Esempio di switch collegato ad un Hub

Lo stesso risultato si potrebbe,, ovviamente, ottenere utilizzando switch al posto di Hub, ma questo implica costi maggiori e non pienamente giustificati. Va infatti considerato che lo switch può impedire congestione sulla rete locale, ma così facendo spesso non fa altro che spostare altrove eventuali sovraccarichi. Se infatti tutti i clienti di una LAN fanno simultaneamente una richiesta ad un server, e anche se gli switch possono evitare una congestione sulla rete, sarà il server ad essere sovraccaricato e a rispondere con lentezza; quindi l’uso di Hub e switch deve essere ottimizzato in funzione dei costi e dei flussi di traffico previsti nelle varie aree della rete. Quindi nel disegno di una rete complessa è sempre opportuno valutare le "direttrici principali di traffico" e, quando è possibile, concentrarle con Hub e tratte su una sola porta dello switch, operando in tal modo il confinamento del traffico.

I costi di uno switch dipendono dal numero di porte, dalla velocità, dalla banda passante, dal software di gestione etc. e vanno da 250 a 50.000 €uro.