LAN a Centro Stella con Switch
192.168.1.0/24 – Dominio di collisione ridotto e commutazione
Scenario e topologia
La topologia è simile a quella vista con l’HUB: una LAN a centro stella fisico con uno switch 2960 al centro e più PC collegati alle sue porte FastEthernet. Cambia però completamente il comportamento logico della rete: lo switch lavora a livello 2 del modello ISO/OSI e prende decisioni in base agli indirizzi MAC.
- Rete: 192.168.1.0/24
- Subnet mask: 255.255.255.0
- Numero di host: 7 PC collegati allo switch
- Indirizzi IP assegnati da 192.168.1.2 a 192.168.1.8
Ogni PC è connesso a una porta diversa dello switch. Dal punto di vista del livello 2, ciascun collegamento punto-punto costituisce un dominio di collisione separato.
Indirizzamento IP degli host
Anche in questo caso la configurazione IP è statica: ogni PC appartiene alla stessa rete 192.168.1.0/24. Il default gateway non è impostato perché non è presente un router, e tutta la comunicazione rimane interna alla LAN.
| Host | Indirizzo IP | Subnet mask |
|---|---|---|
| PC0 | 192.168.1.2 | 255.255.255.0 |
| PC1 | 192.168.1.3 | 255.255.255.0 |
| PC2 | 192.168.1.4 | 255.255.255.0 |
| PC3 | 192.168.1.5 | 255.255.255.0 |
| PC4 | 192.168.1.6 | 255.255.255.0 |
| PC5 | 192.168.1.7 | 255.255.255.0 |
| PC6 | 192.168.1.8 | 255.255.255.0 |
Dal punto di vista del livello 3 gli host appartengono tutti alla stessa rete IP, ma al livello 2 lo switch segmenta il dominio di collisione grazie alle sue porte commutate.
Tabella MAC e apprendimento degli indirizzi
La caratteristica fondamentale dello switch è la MAC address table (tabella di commutazione). Per ogni porta lo switch memorizza l’indirizzo MAC degli host che vede trasmettere su quella porta. In questo modo può inoltrare i frame solo verso la porta corretta, evitando di “inondare” tutto il segmento come farebbe un HUB.
Tabella iniziale vuota
All’avvio la MAC table è vuota: lo switch non conosce ancora la posizione degli host. Il primo traffico viene quindi inviato in flooding su tutte le porte eccetto quella di ingresso. In Packet Tracer è possibile visualizzare questa situazione aprendo la finestra della MAC table, che risulta priva di voci.
Popolamento della tabella durante le comunicazioni
Appena i PC iniziano a scambiarsi frame, lo switch legge gli indirizzi MAC sorgente e li associa alla porta su cui li ha ricevuti. La tabella si popola progressivamente con coppie MAC–porta. Quando deve inoltrare un frame verso un MAC già conosciuto, lo switch invia il traffico solo su quella porta, riducendo il dominio di collisione e migliorando l’efficienza.
Gestione delle code e assenza di collisioni
A differenza dell’HUB, ogni collegamento tra PC e switch è un canale dedicato. Quando più host trasmettono contemporaneamente, non si verificano collisioni sul mezzo condiviso: ciascun frame entra nello switch sulla propria porta e viene inserito in una coda di ingresso.
Lo scheduler interno preleva i frame in ordine (per impostazione predefinita FIFO) e li inoltra verso le porte di uscita, dove sono presenti le code di uscita. Packet Tracer permette di visualizzare per ogni porta la coda hardware e le eventuali code software di priorità (alta, media, normale, bassa).
Anche inviando più ICMP (ping) contemporaneamente tra coppie diverse di host, non si osservano frame segnati come collided. Lo switch riceve, mette in coda e inoltra ordinatamente i frame, garantendo un utilizzo più efficiente della banda rispetto all’HUB.
In sintesi, lo switch isola i domini di collisione, impara gli indirizzi MAC degli host e gestisce il traffico in coda. Questo consente di avere una LAN molto più scalabile e performante rispetto alle reti basate su HUB di livello fisico.