🔀 Switch Ethernet: cos’è, come funziona e quale scegliere

Quando le porte LAN del router non bastano più, la soluzione più comune è aggiungere uno switch Ethernet.

Ma uno switch non è semplicemente una “multipresa per cavi di rete”.

Il suo compito principale è ricevere i frame Ethernet e inoltrarli verso le porte appropriate, utilizzando informazioni come gli indirizzi MAC.

🔌 A cosa serve uno switch?

Uno switch permette di aumentare il numero di dispositivi cablati che possono essere collegati alla rete locale.

Possiamo utilizzarlo per collegare:

• PC;
• NAS;
• server;
• smart TV;
• console;
• access point;
• telecamere IP;
• stampanti di rete;
• altri switch.

Switch e router sono la stessa cosa?

No.

Uno switch lavora principalmente all’interno della rete locale, mentre un router serve a collegare reti IP differenti.

In una normale rete domestica il router collega ad esempio la LAN alla connessione Internet.

Ma il router di casa ha già uno switch?

Quasi sempre sì.

Le varie porte LAN presenti sul retro di un normale router domestico sono generalmente collegate a uno switch interno.

Il dispositivo che chiamiamo “router Wi-Fi” può quindi racchiudere nello stesso apparecchio:

• router;
• switch Ethernet;
• access point Wi-Fi;
• firewall;
• server DHCP;
• altre funzioni.

🧠 Come fa lo switch a sapere dove inviare i dati?

Uno switch Ethernet impara progressivamente quali MAC address sono raggiungibili da ciascuna porta.

Costruisce quindi una tabella interna, spesso chiamata MAC address table o forwarding table.

Cosa succede se lo switch non conosce il MAC?

Se riceve un frame destinato a un MAC che non compare ancora nella propria tabella, lo switch può inoltrarlo verso più porte all’interno dello stesso dominio in cui il traffico deve essere propagato, escludendo normalmente la porta da cui è arrivato.

Quando il destinatario risponde, lo switch può imparare la sua posizione.

Approfondiremo il funzionamento della tabella MAC nella Guida 10.

Switch e hub sono differenti

Nelle vecchie reti esistevano dispositivi chiamati hub Ethernet.

Un hub ripeteva sostanzialmente il segnale verso le altre porte, senza prendere le decisioni intelligenti tipiche di uno switch.

Gli switch hanno praticamente sostituito gli hub nelle normali reti Ethernet moderne.

⚡ Quale velocità deve avere uno switch?

Dipende dalla rete.

Una rete moderna può anche utilizzare uno switch con porte a velocità differenti.

Per esempio:

• 8 porte 2.5G per i client;
• 2 uplink 10G verso NAS o altri switch.

Cos’è una porta uplink?

Il termine uplink viene spesso utilizzato per indicare una porta destinata al collegamento verso un altro apparato della rete.

Per esempio:

• switch → router;
• switch → switch principale;
• switch → backbone.

In molti switch moderni le porte Ethernet sono tecnicamente utilizzabili anche per altri collegamenti, ma alcuni modelli dispongono di uplink dedicati più veloci, ad esempio 10G SFP+.

Quante porte servono?

Prima di scegliere uno switch conviene contare non soltanto i dispositivi attuali, ma anche quelli futuri.

Se oggi servono 6 porte, acquistare uno switch con esattamente 6-8 porte potrebbe lasciare poco margine.

È comune scegliere:

• 5 porte per piccoli punti rete;
• 8 porte per una normale LAN domestica;
• 16 porte per case molto cablate o piccoli uffici;
• 24 o più porte per impianti strutturati.

📈 Cos’è la switching capacity?

Uno switch deve essere in grado di gestire il traffico che attraversa simultaneamente le sue porte.

Nelle specifiche possiamo trovare una voce chiamata switching capacity, switching fabric o termini simili.

Rappresenta la capacità interna dello switch di movimentare il traffico tra le porte.

Perché la capacità può essere superiore alla velocità di una porta?

Perché uno switch non gestisce un solo link.

Potrebbe avere, ad esempio, diverse coppie di dispositivi che comunicano simultaneamente.

Un buon progetto deve permettere allo switch di gestire questi flussi senza che il backplane diventi un collo di bottiglia.

Forwarding rate

Un’altra specifica che può comparire nelle schede tecniche è il forwarding rate, spesso espresso in pacchetti al secondo.

Questa misura indica quanti pacchetti lo switch può elaborare in determinate condizioni.

Per una semplice rete domestica non è sempre la specifica principale, ma diventa interessante quando si confrontano apparati destinati a carichi più elevati.

Switch fanless o con ventola?

Molti switch Gigabit e 2.5G domestici sono fanless, cioè senza ventola.

Questo li rende completamente silenziosi.

Switch 10G, PoE ad alta potenza o modelli con molte porte possono invece richiedere ventilazione attiva.

Serve uno switch PoE?

Dipende dai dispositivi che vuoi alimentare.

Uno switch PoE può fornire alimentazione attraverso lo stesso cavo Ethernet utilizzato per i dati.

È particolarmente utile per:

• access point;
• telecamere IP;
• telefoni VoIP;
• dispositivi IoT e di rete compatibili.

PoE, PoE+ e PoE++ verranno approfonditi nella Guida 12.

🛠️ Switch unmanaged o managed?

Questa è una delle scelte più importanti.

Uno switch unmanaged è generalmente plug-and-play: si collegano i cavi e inizia a funzionare.

Uno switch managed può invece offrire funzioni come:

• VLAN;
• Link Aggregation;
• STP/RSTP;
• QoS;
• monitoraggio delle porte;
• port mirroring;
• controlli di sicurezza;
• gestione remota.

Tra i due esistono anche categorie commerciali come smart switch o web-managed switch.

Nella prossima guida vedremo proprio le differenze tra unmanaged, smart e managed.

Quando basta uno switch unmanaged?

È spesso perfetto quando devi semplicemente:

• aggiungere porte Ethernet;
• collegare TV, PC e console;
• espandere una LAN semplice;
• non utilizzare VLAN o funzioni avanzate.

In una rete domestica molto semplice, può essere la scelta migliore.

Quando serve uno switch gestibile?

Diventa molto interessante quando vuoi:

• separare IoT e rete principale;
• creare VLAN;
• realizzare trunk;
• aggregare più link;
• monitorare il traffico;
• usare più access point con VLAN;
• costruire una rete domestica avanzata.

Posso collegare uno switch a un altro switch?

Sì.

È una configurazione molto comune.

Ad esempio, potresti avere:

• switch principale nello studio;
• secondo switch in soggiorno;
• terzo switch in un altro piano.

Bisogna però progettare bene gli uplink per evitare che collegamenti troppo lenti diventino colli di bottiglia.

Posso creare un loop collegando gli switch male?

Sì.

Collegare più switch creando percorsi Ethernet circolari può generare loop molto problematici se la rete non utilizza meccanismi adeguati per gestirli.

In reti gestite, protocolli come STP possono essere utilizzati per prevenire questi problemi.

Come scegliere uno switch Ethernet

Prima dell’acquisto controllerei almeno:

Che switch sceglierei per una rete Gigabit?

Per una LAN semplice con PC, console, TV e altri dispositivi da 1 Gbps, uno switch Gigabit fanless unmanaged può essere più che sufficiente.

Se prevedi VLAN o configurazioni future, può però essere intelligente partire direttamente da un modello gestibile.

Che switch scegliere per una rete 2.5G?

Per una rete moderna con:

• PC 2.5G;
• NAS;
• FTTH Multi-Gigabit;
• access point Wi-Fi 6E o Wi-Fi 7;

uno switch 2.5G può essere un ottimo compromesso.

Ancora meglio se dispone di uno o più uplink 10G.

E per una rete 10G?

Non sempre serve uno switch con tutte le porte 10G.

Una soluzione ibrida può essere molto più razionale:

• 10G per PC principale;
• 10G per NAS;
• 10G per backbone;
• 2.5G per access point;
• 1G per TV e console.