Domini di collisione e di broadcast

Due concetti spiegano come switch e hub influenzano il traffico in una LAN: il dominio di collisione e il dominio di broadcast. I nomi sono simili, ma i concetti sono diversi, e confonderli è un errore comune. Padroneggiare questa distinzione è essenziale per l'esame Network+, perché mostra con precisione che cosa fanno switch, hub e router al traffico.

Un dominio di collisione è una parte della rete in cui due dispositivi che trasmettono contemporaneamente possono collidere, danneggiando entrambi i frame. Le collisioni si verificano su mezzi condivisi, come un hub o un vecchio bus coassiale, in cui tutti condividono lo stesso cavo. Più dispositivi appartengono a un unico dominio di collisione, più aumentano le collisioni e più la rete rallenta sotto carico.

Un dominio di broadcast è l'insieme dei dispositivi che riceveranno tutti un frame broadcast, cioè un frame indirizzato a tutti i dispositivi della rete locale. Quando un dispositivo invia un broadcast, ogni dispositivo appartenente allo stesso dominio di broadcast lo riceve. I broadcast sono normali e utili, ma se sono troppo numerosi in un dominio di grandi dimensioni consumano larghezza di banda e risorse di elaborazione su ogni dispositivo.

Un hub inserisce ogni dispositivo connesso in un unico dominio di collisione condiviso, perché ripete tutto il traffico e tutti condividono lo stesso mezzo trasmissivo. Questa è la sua debolezza principale. Quando molti dispositivi usano un hub, le collisioni aumentano e le prestazioni diminuiscono. Un hub mantiene inoltre tutti i dispositivi in un unico dominio di broadcast, perché inoltra i broadcast a tutte le porte.

Uno switch colloca ogni porta nel proprio dominio di collisione. Poiché ogni porta dispone di larghezza di banda dedicata e full-duplex, due dispositivi collegati a porte diverse non possono collidere. Uno switch con 24 porte crea 24 domini di collisione separati. È proprio per questo che gli switch hanno eliminato il problema delle collisioni che paralizzava le reti basate sugli hub: un concetto fondamentale per l'esame.

Ecco il punto fondamentale: uno switch separa i domini di collisione, ma per impostazione predefinita non separa i domini di broadcast. Un frame broadcast viene inoltrato su tutte le porte dello switch, quindi tutti i dispositivi collegati a uno switch normale condividono un unico dominio di broadcast. In questo modo gli switch risolvono le collisioni, ma lasciano che i broadcast si propaghino sull'intero switch.

Per suddividere i domini di broadcast è necessario un router oppure una VLAN (Virtual LAN). I router non inoltrano i broadcast tra reti diverse, quindi ogni interfaccia del router delimita un dominio di broadcast. Le VLAN suddividono uno switch in più reti logiche, ciascuna con il proprio dominio di broadcast. Ricordi: gli switch separano i domini di collisione; router e VLAN separano i domini di broadcast.

Un esercizio molto comune dell'esame consiste nel contare i domini in un diagramma:

• Ogni porta di uno switch = un dominio di collisione.
• Ogni hub = un dominio di collisione condiviso da tutte le sue porte.
• Ogni interfaccia di un router o VLAN = un confine di dominio di broadcast.

Conti le porte per le collisioni e le interfacce del router o le VLAN per i broadcast.

Questi domini influiscono sulle prestazioni reali. Un dominio di collisione troppo grande, ad esempio un hub con molti dispositivi, causa congestione dovuta alle collisioni. Un dominio di broadcast troppo grande fa sì che il traffico broadcast raggiunga molti dispositivi, sprecando larghezza di banda e CPU. Una buona progettazione di rete mantiene entrambi i domini relativamente piccoli usando switch e segmentando la rete con router o VLAN.

Quando un dominio di broadcast diventa troppo grande o si forma un loop di switching, i broadcast possono moltiplicarsi senza controllo, trasformandosi in una tempesta di broadcast che inonda la rete e la porta a un arresto. Per questo motivo i progettisti mantengono i domini di broadcast di dimensioni moderate tramite le VLAN e usano lo Spanning Tree Protocol per prevenire i loop. Comprendere i domini di broadcast spiega direttamente perché si verificano le tempeste e in che modo la segmentazione ne limita i danni.

Colleghi ogni dispositivo ai suoi effetti:

• Hub — un dominio di collisione, un dominio di broadcast.
• Switch — molti domini di collisione, ma ancora un unico dominio di broadcast.
• Router — separa i domini di broadcast; ogni interfaccia costituisce un dominio distinto.

Questa tabella è una delle cose più importanti da memorizzare per l'esame.

Verifichi le Sue conoscenze sui domini.

Ha imparato la differenza tra due domini. Un dominio di collisione è l'area in cui le trasmissioni possono collidere; un dominio di broadcast è l'area in cui un broadcast raggiunge tutti i dispositivi. Un hub crea un dominio di ciascun tipo. Uno switch assegna a ogni porta il proprio dominio di collisione, ma per impostazione predefinita mantiene un unico dominio di broadcast. Router e VLAN separano i domini di broadcast. La regola da memorizzare è: gli switch separano i domini di collisione; router e VLAN separano i domini di broadcast. Conti le porte per le collisioni e le interfacce o le VLAN per i broadcast.