I dispositivi di rete sono nodi che nelle reti informatiche hanno funzionalità esclusivamente orientate a garantire il funzionamento, l'efficienza, l'affidabilità e la scalabilità della rete stessa. A volte si tratta di semplici dispositivi dedicati, altre volte di veri e propri computer su cui viene eseguito un software apposito.
Un elenco abbastanza completo dei principali dispositivi di rete è il seguente:
- modem
- ripetitore (repeater)
- hub
- bridge
- switch
- router
- firewall
Nel seguito ci limiteremo a considerarne nel dettaglio alcuni.
L'hub (o concentratore) è un dispositivo di rete piuttosto semplice. Esso infatti si limita a inviare i messaggi ricevuti da uno dei PC collegati a tutti gli altri PC in rete. Con riferimento al modello ISO/OSI di cui parleremo più avanti, si dice che questo dispositivo lavora al livello 1, cioè al livello fisico. In pratica questo dispositivo si limita a considerare il traffico di rete come una serie di valori binari 0 e 1, senza attribuire ad essi nessun significato e senza effettuare nessuna elaborazione.
Nella sua versione più economica (hub passivo) esso infatti è realizzato mediante semplici collegamenti elettrici e non necessita neppure di un'alimentazione esterna. Gli hub attivi invece rigenerano i segnali ricevuti e necessitano di alimentazione.
La figura seguente mostra il funzionamento di un hub. Si noti come il messaggio proveniente dal PC di sinistra venga trasmesso a tutti gli altri PC, senza che venga selezionato un particolare destinatario:
Un dispositivo di rete con funzione analoghe all'hub ma con maggiore "intelligenza" è lo switch. Esso opera al livello 2 (Collegamento dati) del modello ISO/OSI ed è in grado di "imparare" gli indirizzi MAC dei computer ad esso collegati sulle varie porte, aggiornando via via una propria tabella interna (detta MAC table o Switch Lookup Table) salvata su una memoria RAM interna. Ciò gli consente, a differenza dell'hub, di evitare di inviare i messaggi a tutti i destinatari, con un notevole miglioramento dell'efficienza della rete.
Si osservi a questo proposito la figura seguente:
Quando il PC A invia un messaggio (Ethernet frame), lo switch memorizza nella sua tabella interna il MAC address e la porta su cui è collegato il PC A. Allo stesso modo, quando giunge una risposta da un altro PC di rete, lo switch memorizzerà anche il suo MAC address nella propria tabella. Dopo un breve periodo di apprendimento dunque lo switch arriva a conoscere la struttura della rete di cui è il centro. Si noti che durante il periodo di apprendimento, lo switch si comporta a tutti gli effetti come un hub (cioè non conoscendo gli indirizzi dei computer ad esso collegati, invia i messaggi ricevuti in broadcast a tutti).
La figura animata qui sotto mostra invece il funzionamento dello switch e la sua capacità di "smistare" i messaggi direttamente al destinatario:
Attualmente il prezzo degli switch è quasi uguale a quello degli hub, per cui ben difficilmente vengono usati hub per realizzare reti locali. Tuttavia gli hub possono ancora essere utili per particolari applicazioni, come per esempio per inserire un analizzatore di protocollo per analizzare il traffico all'interno di una rete LAN.
Video lezione due: tre PC collegati con un hub
Video lezione tre:
tre PC collegati con uno switch
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