A Switch di rete è un pezzo fondamentale di hardware di networking che collega i dispositivi all'interno di una rete, come computer, server, stampanti e persino altri switch. Funziona al livello Link Data (Layer 2) del modello OSI, utilizzando principalmente indirizzi Mac Per inoltrare i pacchetti di dati tra i dispositivi.
Pensa a uno switch come un poliziotto per il traffico per la tua rete. Dirige in modo intelligente i pacchetti di dati ai loro destinatari previsti all'interno della rete locale, piuttosto che trasmetterli a tutti come un hub (un dispositivo più vecchio e meno efficiente).
Ecco una scomposizione degli aspetti chiave:
1. Come funziona:
* Tabella degli indirizzi MAC: Lo switch mantiene una tabella di indirizzi MAC e le porte a cui sono collegati. Questa tabella viene appresa dinamicamente mentre i dispositivi comunicano attraverso lo switch.
* Apprendimento degli indirizzi MAC: Quando un dispositivo invia un frame allo switch, lo switch esamina l'indirizzo MAC di origine e lo associa alla porta su cui è arrivato il frame. Aggiunge queste informazioni alla sua tabella degli indirizzi MAC.
* frame di inoltro: Quando un frame arriva con un indirizzo MAC di destinazione, lo switch controlla la tabella degli indirizzi MAC:
* Se il Mac di destinazione è noto: Lo switch inoltra il frame * solo * alla porta associata a quell'indirizzo MAC (Unicast). Ciò riduce significativamente la congestione della rete.
* Se il Mac di destinazione è sconosciuto: Lo switch inonda il telaio da tutte le porte tranne quella su cui ha ricevuto il telaio (trasmissione). Il dispositivo di destinazione risponderà quindi e lo switch imparerà il suo indirizzo MAC.
* trasmissione: I frame di trasmissione di Switch in avanti (destinati a tutti i dispositivi) da tutte le porte tranne la porta di origine.
2. Caratteristiche e caratteristiche chiave:
* Operazione di livello 2: Opera principalmente nel livello di collegamento dati (livello OSI 2), utilizzando gli indirizzi MAC per l'inoltro. Alcuni switch funzionano anche a Layer 3 (indirizzi IP), diventando più simili ai router.
* Metodi di inoltro:
* Store-and-forward: Lo switch riceve l'intero frame, lo controlla per errori e quindi lo inoltra. Ciò fornisce il controllo degli errori ma introduce latenza.
* Cut-Through: Lo switch inoltra il frame non appena ha letto l'indirizzo MAC di destinazione, minimizzando la latenza ma senza controllo degli errori.
* Porte: Gli switch hanno più porte per collegare vari dispositivi. Le velocità della porta possono variare (ad es. 10/100/1000 Mbps Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, ecc.).
* Duplex completo: Gli switch funzionano in genere in modalità full duplex, consentendo ai dispositivi di inviare e ricevere i dati contemporaneamente, aumentando la larghezza di banda della rete.
* gestito vs. Unmanage:
* Switch non gestiti: Dispositivi semplici, plug-and-play. Nessuna configurazione richiesta. Adatto per piccole reti.
* Switch gestiti: Offrire funzionalità più avanzate come VLAN, QoS, Port Mirroring e Gestione remota. Fornire più controllo e sicurezza.
* VLANS (LAN VIRTUAL): Consentire di segmentare logicamente una rete in domini di trasmissione più piccoli. Questo migliora la sicurezza e le prestazioni.
* QoS (qualità del servizio): Ti consente di dare la priorità a determinati tipi di traffico di rete (ad esempio, VOIP, videoconferenza) per assicurarsi che ricevano un'adeguata larghezza di banda.
* Poe (Power Over Ethernet): Alcuni switch forniscono energia ai dispositivi sul cavo Ethernet (ad es. Telefoni IP, telecamere di sicurezza).
* Protocollo dell'albero di spanning (STP): Utilizzato per prevenire loop nelle topologie di rete ridondanti, garantendo un funzionamento stabile.
3. Come vengono utilizzati gli switch nelle reti:
* Dispositivi di collegamento: Gli switch sono i mezzi principali per collegare computer, server, stampanti e altri dispositivi all'interno di una rete locale (LAN).
* Creazione di LAN: Gli interruttori formano la spina dorsale di LAN in case, uffici e data center.
* Network di segmentazione: Gli switch gestiti con VLAN consentono di dividere una rete in segmenti più piccoli e più gestibili.
* Aumentare la larghezza di banda: Gli switch forniscono una larghezza di banda dedicata a ciascun dispositivo collegato, a differenza degli hub, che condividono la larghezza di banda.
* Connessione ai router: Gli switch vengono spesso utilizzati per collegare i dispositivi a un router, che fornisce accesso a Internet.
* Data center: Gli switch sono essenziali per il collegamento di server, dispositivi di archiviazione e altri componenti dell'infrastruttura nei data center.
* reti VoIP: Gli switch vengono utilizzati per collegare i telefoni IP e fornire POE (alimentazione su Ethernet) per alimentarli.
* Sicurezza: Gli switch gestiti forniscono funzionalità di sicurezza come la sicurezza delle porte e il filtro dell'indirizzo MAC.
4. Vantaggi dell'utilizzo di switch:
* Performance migliorate: Gli switch riducono la congestione della rete inoltrando i dati solo al destinatario previsto.
* Aumentata larghezza di banda: Gli switch forniscono una larghezza di banda dedicata a ciascun dispositivo collegato.
* Sicurezza migliorata: Gli switch gestiti offrono funzionalità di sicurezza per proteggere la rete.
* Scalabilità: Gli switch possono essere facilmente aggiunti a una rete per adattarsi a più dispositivi.
* Gestione: Gli switch gestiti forniscono strumenti per il monitoraggio e la gestione della rete.
5. Esempi di casi d'uso dell'interruttore:
* Network Home: Collegamento di computer, laptop, Smart TV e console di gioco a un router per l'accesso a Internet.
* Small Office: Collegamento di computer, stampanti e server all'interno dell'ufficio.
* grande impresa: Collegamento di migliaia di dispositivi su più edifici, utilizzando le VLAN per segmentare la rete e gestito switch per funzionalità avanzate.
* Data Center: Collegamento di server, dispositivi di archiviazione e altri componenti di infrastruttura con interruttori ad alta velocità per prestazioni ottimali.
In sintesi:
Gli switch sono un componente critico delle reti moderne. Forniscono un modo affidabile, efficiente e sicuro per collegare i dispositivi all'interno di una rete locale. La loro capacità di inoltrare in modo intelligente i pacchetti di dati in base agli indirizzi MAC migliora significativamente le prestazioni della rete rispetto alle tecnologie più vecchie come gli hub. Comprendere come funzionano gli switch è essenziale per chiunque sia coinvolto nell'amministrazione della rete, nella progettazione o nella manutenzione.
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