Hub

Il più semplice dispositivo di relaying operante al livello 2 (data link) è l’hub, che connette più stazioni di rete secondo una topologia fisica a stella, ma realizza una topologia logia a bus: il sengale ricevuto su una porta viene semplicemente replicato su tutte le altre porte dell’hub. Dato il suo funzionamento molto semplice, gli hub possono essere assimilati a dispsitivi di livello 1 (fisico).

Un vantaggio di usare un hub, invece di realizzare direttamente una topologia anche fisica a bus, è una maggiore affidabilità: se uno dei cavi di rete si dovesse rompere, verrebbe compromesso l’accesso alla rete solo per una stazione (mentre la rottura di un bus potrebbe escludere dalla rete mobile stazione).

Tuttavia, la topologia a bus, anche se realizzata solo logicamente, mediante un hub, ha ancora uno svantaggio: siccome ogni messaggio inviato da una stazione occupa l’intero bus (nel caso di un hub, perchè viene ritrasmesso a tutte le stazioni connesse), la banda della rete è condivisa tra le stazioni collegate. Ad esempio, se la rete supporta 100 Mbps, e in un certo istante una stazione sta usando 90 Mbps, per le altre stazioni connesse all’hub rimagono solo 10 Mbps. Per questo motivo, oggi gli hub non si usano praticamente più: si preferiscono invece dispositivi più avanzati, che consentono uno sfruttamento maggiormente efficiente della banda di rete, e ormai non hanno neanche costi eccessivi.

Bridge

Un bridge è un dispositivo di relaying di livello 2 che consente di interconnettere LAN eterogenee, cioè LAN che possono utilizzare tecnologie diverse (ad esempio, si può connettere una rete Ethernet a una Token Ring).

A differenza di un hub, un bridge inoltra i frame in modo intelligente, mandandoli solo verso la porta corrispondente alla LAN nella quale si trova la stazione destinataria. Così, la banda non è più condivisa tra le stazioni collegate a tutte le porte, ma solo tra quelle collegate a una stessa porta.

In particolare, nell’ambito delle reti ad accesso casuale, un bridge isola i domini di collisione: gestendo in modo intelligente i frame, invece di ripetere semplicemente i segnali, esso fa in modo che due frame inviati contemporaneamente da stazioni collegate a porte diverse non generino mai una collisione.

MAC table

Per sapere come inoltrare i frame, un bridge mantiene una MAC table, una tabella che associa all’indirizzo MAC di ciascuna stazione il numero della porta del bridge a cui essa è collegata (inoltre, viene memorizzato anche il tempo più recente al quale la stazione ha comunicato sulla rete).

Questa tabella è inizialmente vuota, e viene riempita gradualmente in funzione dei frame in transito. Quando poi arriva un frame da inoltrare, il bridge ne legge l’indirizzo MAC di destinazione, e se quest’ultimo è presente nella MAC table, il frame viene inoltrato solo alla porta corrispondente.

Switch

Uno switch è un dispositivo di relaying di livello 2 che interconnette LAN omogenee (cioè realizzate con la stessa tecnologia), ma per il resto è simile a un bridge: in particolare, anch’esso isola i domini di collisione collegati a ciascuna della sue porte.

Uno switch può avere tre diverse modalità di funzionamento, che si differenziano per il modo in cui i frame vengono inoltrati:

Cablaggio strutturato

Quando bisogna cablare una rete di una certa dimensione, gli switch permettono di farlo in modo molto ordinato, seguendo una metodologia di cablaggio strutturato. Essa consiste nel collegare gli switch in modo gerarchico, realizzando una topologia logica a stella. Ad esempio, se la rete da cablare copre un complesso di più edifici, si potrebbero disporre gli switch come segue: