LAN, switch, gateway e router

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Sono uno studente in ingegneria elettronica al 2° anno. Siccome quanto riportato sul libro di testo contraddice le mie conoscenze riguardo alcuni argomenti, vorrei mi chiariste (in vista dell'esame ormai imminente) alcuni dubbi riguardo le "attrezzature di rete" (router, bridge, switch, etc.)
1) Differenza tra bridge e switch
Il bridge collega due LAN dello stesso tipo o due tratte di una stessa LAN; è stato quasi completamente sostituito nei compiti dallo switch (?!?).
2) Differenza tra Gateway e Router
Il router è un crocevia di strade telematiche, che ha la possibilità di gestire ed indirizzare dinamicamente il traffico sulla rete, mentre il gateway è un' "applicazione" che lavora su un computer collegato contemporaneamente a reti di tipo diverso e che passa informazioni da una all'altra eseguendo le conversioni di protocollo necessarie (?!?).

(risponde Luca Fini)

Premessa

I termini relativi alle apparecchiature di rete sono, linguisticamente, relativamente recenti e quindi non del tutto consolidati. Può capitare quindi che vengano usati con significati leggermente diversi in diversi contesti.

Differenza tra bridge e switch

In effetti si tratta di apparecchiature con la stessa funzione. Sono Utilizzate per collegare fra di loro reti locali con identica tecnologia, solitamente in reti di tipo Ethernet. Il termine "bridge" è quello più tradizionale e si riferisce ad un elemento di interconnessione fra due rami di rete ed è quindi dotato di due connessioni. Con il crescere della complessità delle reti sono apparsi successivamente bridge che consentono di interconnettere più rami di rete fra di loro e sono stati denominati "switch", il termine "bridge" (ponte) in fatti non si adatta ad un dispositivo con più di due connessioni: i fiumi hanno due sole sponde. Riassumendo: viene chiamato "bridge" uno "switch" con due sole interconnessioni di rete.

La funzione dei due apparecchi è quella di filtrare, sulla base del loro indirizzo fisico, i pacchetti di dati ricevuti su ciascuna porta ed instradarli sulla porta relativa al ramo di rete al quale è collegato il nodo a cui il pacchetto è destinato. In questo modo il traffico interno a ciascun ramo di rete (ovvero fra nodi che appartengono allo stesso ramo) non influenza gli altri rami.

Per svolgere la funzione di instradamento un switch (o bridge) mantiene tabelle degli indirizzi fisici dei nodi collegati su ciascun ramo create dinamicamente sulla base dei pacchetti ricevuti ed utilizza tali tabelle per l'instradamento dei pacchetti sui rami di destinazione.

Poiché un bridge/switch basa il suo funzionamento esclusivamente sull'indirizzo fisico dei pacchetti di dati, si dice che opera al livello 2 del sistema di riferimento ISO/OSI.

Differenza tra Gateway e Router

Prima di tutto io eviterei il termine "crocevia di strade telematiche" usato nella domanda, anche se rende l'idea, in quanto si tratta di una espressione più adatta ad un contesto giornalistico/divulgativo che ad un contesto tecnico quale un colloquio di esame.

Il termine "router" è usato universalmente per indicare un apparecchio che consente l'interconnessione fra reti, eventualmente a diversa tecnologia, curando l'instradamento dei dati dalla sorgente fino alla destinazione. Il router quindi opera al livello 3 del sistema di riferimento ISO/OSI. Esso riceve pacchetti dalle varie interconnessioni, come dicevo anche di tipo diverso fra loro, estrae l'informazione relativa all'indirizzo del destinatario in essi contenuta per dedurre i dati necessari all'instradamento e li ritrasmette verso la destinazione individuata, che può essere il nodo di destinazione finale o un router successivo.

Anche il lavoro del router si basa sulla creazione dinamica di "tabelle di routing", ma tali tabelle non possono essere create, come nel caso del bridge, analizzando i pacchetti ricevuti, in quanto questi non contengono le informazioni necessarie, e quindi vengono create mediante una diffusione delle informazioni fra tutti i router fra loro interconessi utilizzando appositi "protocolli di routing".

Nel caso del termine "gateway" la confusione deriva dal fatto che talvolta i router vengono chiamati gateway; tuttavia il termine in generale indica un dispositivo (o programma) che svolge una funzione di livello più elevato (ad esempio ai livelli 5 o 6 del modello ISO/OSI) rispetto a quella del router.

Mi spiegherò con un esempio pratico.

Supponiamo di volere scambiare un messaggio di posta elettronica fra due corrispondenti che utilizzano sistemi di posta elettronica diversi (ad esempio con sintassi di indirizzamanto diverse). Sarebbe in tal caso necessario predisporre un nodo "gateway" (solitamente un computer con apposito programma) che riceve i messaggi di posta elettronica da uno dei sistemi, li converte opportunamente e li ritrasmette al destinatario. Quindi mentre il router non modifica i dati che tratta (al massimo può cambiarne l'organizzazione suddividendoli in frammenti di lunghezza diversa per adattarsi al tipo di rete fisica su cui li trasmette), un gateway deve essere in grado di interpretare i dati ricevuti e modificarli (in parte) prima della ritrasmissione.