Cos’è un hub e come funziona?

Anche se ormai sono disponibili altre possibilità, gli hub si utilizzano tuttora per gestire una rete. Ma cos’è un hub? Come e per cosa si usa? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi, in particolare rispetto a uno switch di rete?

Definizione di hub

Un hub è un dispositivo di rete che collega diversi nodi, ad esempio in una rete ethernet, con una topologia a stella. Nel modello ISO/OSI (Open Systems Interconnections) gli hub sono classificati come dispositivi di livello 1, cioè che lavorano sul livello fisico. Il loro compito principale è quello di collegare tra loro più computer e trasmettere i dati ricevuti. Solitamente gli hub sono di plastica, con un’alimentazione elettrica esterna e contengono tra le 4 e le 16 porte, ossia punti di connessione fisici. La banda massima, in genere, va dai 10 ai 100 Mbit al secondo. Il termine “hub” proviene dall’inglese e significa “mozzo” o “centro nevralgico”.

Come funziona un hub?

L’hub riceve dati e li trasmette integralmente a tutti i dispositivi collegati (host) con una modalità di trasmissione bidirezionale alternata. Tutti i collegamenti (porte) di un hub lavorano alla stessa velocità e si trovano in un unico dominio di collisione (che coinvolge tutti i dispositivi di rete collegati).

Diversamente da altri dispositivi di rete, un hub non permette di indirizzare o escludere singoli destinatari. Per questo motivo, durante un trasferimento, tutti i pacchetti sono trasmessi sempre a tutti i computer. Perciò, ricevono i dati anche quei dispositivi che in realtà non sono stati concepiti per il pacchetto di dati interessato. Poiché tutti gli host sono occupati, gli altri dispositivi non sono in grado di inviare a loro volta dati durante questo processo. Allo stesso tempo, le richieste sono rielaborate a poco a poco.

Se avete bisogno di altri host, potete collegare un hub con un altro tramite un semplice cavo incrociato attraverso una delle porte. Il numero di host è comunque limitato automaticamente dalla regola 5/4/3 nota anche come metodo IEEE secondo la quale tra due terminali possono essere utilizzati massimo cinque segmenti con quattro ripetitori. Inoltre, tutti gli host collegati condividono la banda totale durante l’utilizzo di un hub. Perciò questo comporta inevitabilmente rallentamenti, soprattutto in caso di trasferimento di pacchetti di dati di grandi dimensioni.

I vantaggi delle reti hub

Gli hub rappresentano indubbiamente una tecnologia vulnerabile e obsoleta. Oltre ai già citati rallentamenti e alla mancanza di flessibilità per i trasferimenti di dati e la selezione dei destinatari, un sistema hub è anche vulnerabile dal punto di vista della sicurezza. Un sistema hub non può essere messo in quarantena e il traffico dati potrebbe continuare in modo non protetto. Eventuali problemi o rischi alla sicurezza relativi alla protezione dei dati coinvolgono anche tutti gli altri host collegati.

Per cosa si usano gli hub oggi?

Per tutti questi motivi gli hub si utilizzano sempre di meno. La loro mancanza di flessibilità non li rende più al passo con i tempi e la bassa velocità con quantità di dati che aumentano sempre di più rappresenta un grande ostacolo. Un possibile campo di applicazione utilizzato spesso ancora oggi è l’estensione di reti più datate oppurelo streaming su più dispositivi. Inoltre, gli hub sono utilizzati come prima per l’analisi di reti. Qui, la mancanza di flessibilità rappresenta addirittura un vantaggio: tutti i dati di una rete, infatti, si trovano su tutte le porte, per questo non è necessario un port mirroring per leggerli e analizzarli.

La differenza tra hub e switch

Eppure, l’epoca degli hub è quasi del tutto conclusa. Successivamente allo standard IEEE 802.3 (Institute of Electrical and Electronics Engineers), gli hub sono considerati obsoleti già dal 2011. Nel frattempo, il loro posto è stato preso dagli switch. I motivi sono diversi, considerando che lo switch è, in fin dei conti, uno sviluppo ulteriore del suo predecessore più vecchio. Diversamente dall’hub, uno switch permette di inviare e ricevere dati allo stesso tempo. La banda non è limitata, ma resta costante. Mentre un hub si rivolge a tutti gli host e invia tutti i dati, lo switch permette di selezionare terminali singoli.

Per questo, lo switch lavora sul livello 2 del modello ISO/OSI ed è anche in grado di creare teoricamente il proprio dominio di collisione per ciascuna porta. Per permettere un invio mirato, si valutano gli indirizzi MAC del frame e, in caso di necessità, si escludono i terminali non pensati per quel tipo di dati. In modo simile a un hub, switch come MPLS dispongono di una funzione di broadcast e possono servire contemporaneamente tutti gli host collegati. A causa di questi evidenti vantaggi gli switch sono stati a lungo molto più costosi degli hub. Nel frattempo, però, i prezzi sono notevolmente diminuiti.

Hub e switch: un confronto diretto

Per avere un quadro più chiaro, vi mostriamo un confronto diretto delle funzionalità e delle capacità di hub e switch.

 

Hub

Switch

Banda limitata

No

Invio e ricezione simultanea di dati

No

Selezione di terminali singoli

No

Broadcast

Analisi di rete senza port mirroring

No

Modello ISO/OSI

Livello 1

Livello 2

Dominio di collisione

Per tutte le porte

Per singole porte

Conclusione: l’epoca degli hub è finita

Per lungo tempo gli hub hanno rappresentato l’unica opzione possibile per configurare reti, ma oggi non è più così. Questa tecnologia si adatta ancora oggi per l’analisi di reti, per l’estensione di reti esistenti (tralasciando l’aspetto della sicurezza) o probabilmente per lo streaming di diversi media. Poiché il prezzo degli hub e degli switch è più o meno simile, vi consigliamo sicuramente di preferire la tecnologia più moderna.