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Switch vs Hub: caratteristiche principali, differenze tra loro e utilizzi

Per interconnettere diversi dispositivi con lo standard Ethernet e utilizzando il popolare connettore RJ-45, è necessario disporre di una serie di dispositivi per collegarli, in particolare uno switch o un hub. In questo articolo vedremo nel dettaglio qual è la differenza tra i due dispositivi e quali vantaggi ti offre uno switch rispetto a un hub.

Viene utilizzato un hub o uno switch in modo da poter collegare diverse apparecchiature attraverso l'uso di un cavo di rete con un connettore RJ-45, e quindi queste apparecchiature possono essere interconnesse o avere una connessione a un'altra rete. Tutti noi abbiamo uno di questi dispositivi a casa, ed è all'interno del router che la tua azienda ti fornisce c'è uno switch integrato, perché non hanno solo una porta per la LAN, ma diverse, e internamente il router ha parte del switch per fornire più porte.

Cos'è un hub?

La prima cosa su cui dobbiamo essere chiari è che un hub è molto più semplice di uno switch e attualmente non sono più in uso a causa delle prestazioni che offrono e delle poche possibilità di configurazione che abbiamo. Quando usiamo un hub e un computer invia un frame di dati alla rete, quel frame passa attraverso l'hub e il dispositivo stesso è responsabile dell'invio attraverso tutte le porte della rete tranne dove si trova. Cioè, l'hub non sa per quale squadra è e li invia tutti.

Cos'è un interruttore?

Quando colleghiamo un dispositivo a uno switch, ha internamente una CAM (Content Addressable Memory) dove memorizza importanti informazioni sulla rete, come gli indirizzi MAC collegati alle diverse porte fisiche e se abbiamo una VLAN associata a un determinato porto . In questo modo, quando lo switch riceve un pacchetto di dati da un dispositivo, legge l'intestazione dei dati e sa a quale dispositivo sta andando e lo reindirizza alla porta corretta, guardando in anticipo la tabella CAM costruita. Cioè, la differenza è che l'hub invia tutti i dati che riceve attraverso tutte le porte e lo switch li invia solo alla porta del dispositivo appropriato.

Un dettaglio importante è che lo switch utilizza un'architettura store and forward, ovvero memorizza il frame di dati in una piccola memoria buffer, per trasmetterlo successivamente al destinatario corretto.

Altre differenze tra un hub e uno switch:

Non è possibile connettere a un hub più computer che è possibile a uno switch perché altrimenti si comprimerebbe l'invio di dati da tutti i computer a tutti i computer. Un interruttore, come abbiamo detto, è un dispositivo "intelligente", che ha un tavolo con le apparecchiature collegate. Gli switch gestiti di oggi hanno funzionalità molto più avanzate, come la possibilità di creare VLAN, eseguire l'aggregazione dei collegamenti, creare reti ridondanti complesse e altro ancora.

Molti di voi probabilmente si staranno chiedendo perché, se uno switch è molto meglio, gli hub vengono venduti. Molti anni fa, a seconda dell'utilizzo, potresti aver bisogno di un solo hub e le persone acquistavano questo tipo di dispositivi perché erano molto più economici degli switch. A partire dallo standard Gigabit Ethernet, gli switch con queste velocità hanno iniziato a diventare popolari e gli hub hanno cessato di avere senso nelle reti di dati.

Adesso sta succedendo qualcosa di simile, continuano ad esistere switch non gestibili (che non hanno alcun tipo di configurazione), ma sempre più utenti avanzati si rivolgono a switch gestibili perché ci danno la possibilità di fare configurazioni avanzate, inoltre la differenza di prezzo oggi è non buono come qualche anno fa. Tuttavia, funzionalità che prima erano solo negli switch gestibili come IGMP Snooping, ora lo troviamo anche negli switch non gestibili per permetterci di utilizzare i servizi IPTV e la rete non crolla a causa del traffico multicast.

Le differenze tecniche tra Hub e Switch

Quando l'hub riceve frame di dati, possono verificarsi collisioni perché l'hub opera nel livello 1 del modello OSI e inoltra tutti i dati trasmessi a tutte le porte. Più hub abbiamo sulla nostra rete o più traffico ricevono, più è probabile che si verifichino collisioni di dati e quindi i dati andranno persi e non andranno mai da nessuna parte.

D'altra parte, poiché gli switch sono dispositivi OSI Layer 2 e Layer 3, segmentare i domini di collisione assicurandosi che questi dispositivi dispongano di una CAM (Content Addressable Memory) interna dove memorizzare le informazioni degli indirizzi MAC collegati. porte fisiche diverse con le impostazioni VLAN associate, quindi è impossibile che si verifichino molti computer o trasferimenti di dati. Con uno switch, abbiamo tanti domini di collisione quanti sono i computer ad essi collegati.

Tuttavia, se stiamo utilizzando hub, dobbiamo utilizzare il protocollo di accesso multimediale condiviso Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD), che è un algoritmo per le reti Ethernet che migliora le prestazioni di questo tipo di dispositivo. , grazie a il fatto che prima di trasmettere i dati ascolta la rete e quindi non provoca collisioni, ma vediamo più in dettaglio come funziona.

L'algoritmo CSMA può essere basato su una delle seguenti procedure:

  • CSMA persistente: quando una squadra vuole trasmettere, prima ascolta se c'è una trasmissione di dati e, se è libera, trasmette. In caso contrario, attende che il canale di trasmissione dati sia libero.
  • CSMA non persistente: funziona lo stesso, quando vuole trasmettere ascolta per vedere se c'è trasmissione dati, se non c'è trasmette, ma se qualcuno trasmette ed ecco la differenza, non resta sintonizzato finché la fine della trasmissione se non viene disconnessa e riprovare dopo un tempo ragionevole.
  • P-persistent CSMA: Questa procedura, come le precedenti, ascolta per vedere se c'è qualcuno che trasmette sul canale, ma se è libero, trasmette con probabilità p oppure la trasmissione è ritardata ad un intervallo di tempo con probabilità q = 1 -p, dove l'intervallo di tempo è generalmente pari al ritardo massimo di propagazione del segnale.

Come hai visto, questo sistema ci consente di mitigare le collisioni che possono esistere nella rete, tuttavia presenta una serie di svantaggi, come le prestazioni che otterremo se abbiamo diversi computer collegati e l'invio di informazioni . Per questo motivo (e altri, come l'ultimo 1000BASE-T o standard superiori non sono supportati dagli hub) gli hub hanno fatto la storia e gli switch sono ancora in uso oggi.

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