Per capire qual è la differenza tra Collision Domain e Broadcast Domain e come avere un maggior numero di Collision Domain e Broadcast Domain rende una rete più efficiente dobbiamo passare attraverso alcune lezioni di storia.
HUB
la nostra prima tappa sarà l’HUB,
Un hub è un’apparecchiatura di rete con diverse interfacce (chiamate anche porte, da non confondere con le porte TCP o UDP poiché queste sono porte fisiche dove è possibile collegare i cavi).
Tutto ciò che un hub farà è copiare i segnali elettrici che entrano in una porta a tutte le altre porte. Quindi qualsiasi cosa un computer mandi nell’hub sarà copiato dall’hub a tutti gli altri dispositivi su ogni altra porta. Questo significa che un hub è completamente privo di intelligenza. Non si preoccupa affatto del traffico di rete o degli indirizzi. Tutto quello che fa è copiare i segnali elettrici.
Ora che sappiamo cos’è un HUB, discutiamo i problemi e perché non usiamo gli hub oggi. Consideriamo due dispositivi in rete collegati tramite HUB che trasmettono allo stesso tempo.
Qui H3 riceverà un segnale corrotto e chiederà la ritrasmissione. Man mano che il numero di dispositivi all’hub aumenta, aumenta anche la possibilità di ottenere collisioni, il che essenzialmente riduce l’efficienza della rete. Per affrontare la perdita di segnale i sistemi finali devono elaborare schemi per ridurre la possibilità di collisione poiché l’hub è un dispositivo non intelligente (tutto ciò che fa è ripetere il segnale elettrico). Uno degli schemi è CSMA/CD.
Darò un’idea semplificata di cosa sia CSMA/CD.
CSMA/CD è un protocollo semplice. Tutti i computer della rete ascoltano per vedere se qualcuno sta trasmettendo. Quando vogliamo inviare qualcosa e nessuno sta trasmettendo, possiamo trasmettere un frame. Facendo questo ci sono anche possibilità di collisione, quando CSMA/CD rileva la collisione ritrasmette i dati dopo un ritardo casuale, riducendo così le possibilità di collisione.
Ora che sappiamo cos’è un HUB è il momento di definire più formalmente il dominio di collisione.
Un dominio di collisione è la parte di una rete dove possono verificarsi collisioni di pacchetti. Una collisione si verifica quando due dispositivi inviano un pacchetto allo stesso tempo sul segmento di rete condiviso. I pacchetti si scontrano ed entrambi i dispositivi devono inviare nuovamente i pacchetti.
Così in HUB tutti i dispositivi che sono collegati sono nello stesso dominio di collisione.
Cosa intendevo per stesso dominio di collisione sarà chiaro dopo aver letto di Bridge.
Bridge
I dispositivi Bridge lavorano al livello di collegamento dati del modello OSI (Open System Interconnect), collegando due diverse reti insieme e fornendo comunicazione tra loro. I ponti sono simili ai ripetitori e agli hub in quanto trasmettono dati ad ogni nodo. Tuttavia, i ponti mantengono la tabella degli indirizzi MAC (media access control) non appena scoprono nuovi segmenti, il che significa che usano le informazioni degli indirizzi MAC per prendere decisioni riguardo all’inoltro dei pacchetti di dati. Solo i dati che devono essere inviati attraverso il ponte al segmento di rete adiacente vengono inoltrati. Questo rende possibile isolare o segmentare il traffico dati della rete.
Qui c’è un esempio di due reti collegate usando il bridge.
possiamo vedere che il nostro bridge è riuscito a dividere la nostra rete in due domini di collisione dove H1 e H2 appartengono allo stesso dominio di collisione e H3 e H4 appartiene allo stesso dominio di collisione.
Interruttori
I ponti e gli interruttori sono abbastanza simili, entrambi operano a livello di Data Link (Layer 2) ed entrambi possono filtrare i dati in modo che solo il segmento o l’host appropriato riceva una trasmissione.Alcune delle differenze tra loro sono
L’inoltro dei pacchetti negli interruttori viene eseguito utilizzando ASICS (Application Specific Integrated Circuits) quindi uno switch è basato su hardware.L’inoltro dei pacchetti nei ponti viene eseguito utilizzando il software. Un bridge ha solo 2 porte mentre uno switch può gestire molte porte.
Fino a questo punto abbiamo discusso solo del dominio di collisione, è ora di introdurre il dominio broadcast e perché ne abbiamo bisogno.
Nel networking dei computer, il broadcasting si riferisce alla trasmissione di un pacchetto che sarà ricevuto da ogni dispositivo sulla rete.Broadcast aiuta a raggiungere l’efficienza quando un flusso di dati comune deve essere consegnato a tutti, minimizzando la comunicazione e l’overhead di elaborazione.
Per esempio, consideriamo il protocollo ARP.
L’Address Resolution Protocol (ARP) è un protocollo di comunicazione usato per scoprire l’indirizzo di livello link, come un indirizzo MAC.Quando arriva un pacchetto IP uno switch (livello 3) controlla se l’indirizzo IP di destinazione è nella tabella di routing se non riesce a trovare una voce che mappi l’indirizzo MAC con l’IP invia (broadcast) un messaggio ARP a tutti i dispositivi connessi chiedendo “Qualcuno ha questo IP” se un nodo ha quel particolare IP risponde altrimenti lo ignora. Un punto importante che deve essere portato dall’esempio precedente è che al massimo solo il nodo avrà un indirizzo IP corrispondente, tutti gli altri nodi che ricevono il pacchetto ignorano il messaggio, il che fa perdere tempo prezioso per inviare ed elaborare il pacchetto ARP.
Tutti i dispositivi che abbiamo discusso finora hanno solo un dominio di trasmissione che significa che i pacchetti come ARP saranno trasmessi attraverso tutte le interfacce.
La nostra fermata finale.
Un router è un dispositivo come uno switch che instrada i pacchetti di dati in base ai loro indirizzi IP piuttosto che agli indirizzi MAC. Quando un pacchetto di dati arriva su una delle linee, il router legge le informazioni sull’indirizzo di rete nell’intestazione del pacchetto per determinare la destinazione finale. Poi, usando le informazioni nella sua tabella di routing o politica di routing (è una tabella di dati memorizzata in un router o in un host di rete che elenca i percorsi verso una particolare destinazione di rete), indirizza il pacchetto alla rete successiva nel suo viaggio.
Come fa un router a dividere il dominio Broadcast?
Un router riceve pacchetti da ogni interfaccia attraverso un’interfaccia di rete. I pacchetti ricevuti hanno tutte le intestazioni del protocollo di collegamento rimosse. Il router usa le informazioni nell’intestazione IP per decidere se e dove inoltrare ogni pacchetto ricevuto, e quale interfaccia di rete usare per inviare il pacchetto. La maggior parte dei pacchetti viene inoltrata in base all’indirizzo IP di destinazione del pacchetto, insieme alle informazioni di routing contenute nel router in una tabella di routing. Un router non inoltra di default un pacchetto con un indirizzo IP broadcast.
Fammi elaborare su questo considerare un frame broadcast (di solito chiamiamo i pacchetti a livello di link un frame) raggiunge uno switch il frame, essendo determinato come un broadcast, verrebbe inoltrato su tutte le interfacce tranne quella da cui è partito.
come fa uno switch a sapere che è un frame broadcast?
L’indirizzo MAC di destinazione del frame broadcast sarà FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF.
cosa succede quando un frame broadcast entra in un router?
il frame viene decapsulato dal livello link e passato al livello network e l’IP di destinazione sarebbe 255.255.255.255 (riferito alla rete corrente). Il router non inoltra tali pacchetti e quindi divide l’area broadcast (dominio).
