Cos'è l'Ethernet? Guida per utenti VPN e cybersicurezza

Ethernet è la colonna portante delle reti cablate di oggi e serve per tutto, dagli uffici domestici alle reti aziendali. Comprendere la tecnologia Ethernet può essere utile per decidere in modo consapevole in merito alla propria presenza online e allo svolgimento di attività quali lo streaming, il gaming o l'utilizzo di una VPN per la privacy.

In questa guida verrà data una definizione della rete Ethernet, ne verrà analizzata la tecnologia e si dirà come mai sia spesso migliore del Wi-Fi in termini di velocità, stabilità e sicurezza. Alla fine, si capirà bene il funzionamento della rete Ethernet e la sua importanza per ottenere connessioni Internet più sicure e veloci.

Che cos'è l'Ethernet? Nozioni di base

L'Ethernet è una tecnologia fondamentale per le reti locali (LAN) che consente ai dispositivi di comunicare per mezzo di connessioni di rete via cavo. Alla base di questa tecnologia vi è il protocollo Ethernet, che definisce le modalità di elaborazione, di trasmissione e di ricezione dei dati all'interno della rete, allo scopo di creare una connessione veloce, stabile e continua tra i dispositivi collegati.

Anche se molti preferiscono la comodità di una connessione wireless, l'Ethernet rimane una tecnologia importante per la sicurezza delle reti, in quanto le connessioni cablate riducono il rischio tipico delle reti wireless di essere intercettate, rendono più stabile il trasferimento dei dati e sono meno soggette a interferenze da dispositivi vicini o a congestione del segnale.

Quando si svolgono attività quali la connessione tramite reti private virtuali (VPN), il banking online e la comunicazione aziendale, la connessione via Ethernet risulta più stabile e sicura rispetto alle reti wireless. Una connessione cablata riduce il rischio di incorrere nei problemi tipici delle reti Wi-Fi e garantisce prestazioni affidabili, costituendo così un pilastro fondamentale per la sicurezza e l'efficienza delle reti.

Come funziona l'Ethernet?

Come altre tecnologie di collegamento dati, l'Ethernet organizza le informazioni in unità, denominate frame, da trasmettere tramite mezzi fisici, come i cavi in rame o in fibra ottica. Ciascun frame trasporta una porzione dei dati, oltre alle informazioni di indirizzamento e di verifica degli errori, assicurandosi che il tutto giunga correttamente al dispositivo destinato.

Le periferiche di rete vengono identificate da indirizzi MAC univoci, che aiutano a consegnare i frame ai destinatari previsti, i quali vengono poi riassemblati sul dispositivo di destinazione per ricostruire i dati originali.

Un elemento ulteriore di affidabilità è rappresentato dal controllo degli errori integrato in ogni frame, il quale viene ritrasmesso qualora vengano rilevati porzioni di dati danneggiati.

Nelle prime versioni di Ethernet, lo stesso cavo veniva condiviso da più dispositivi, per cui i segnali di due dispositivi che tentavano di inviare dati contemporaneamente si sovrapponevano, rendendo illeggibile il contenuto dei dati trasmessi.

Per ovviare a questo problema, è stato introdotto il sistema CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), grazie al quale i dispositivi "interrogavano” il cavo prima di inviare i dati e aspettavano il loro turno se rilevavano un'altra trasmissione in corso. Se la collisione si verificava comunque, entrambi i dispositivi si fermavano, attendevano per un intervallo di tempo casuale e poi riprovavano. Questo sistema consentiva una comunicazione ordinata anche quando molti dispositivi condividevano lo stesso cavo.

Le reti Ethernet moderne non si affidano più a un singolo cavo condiviso, ma usano generalmente degli switch che assegnano un collegamento dedicato a ciascun dispositivo, consentendo loro di non competere per il medesimo mezzo di trasmissione ed eliminando così quasi del tutto le collisioni. Oggigiorno, le reti Ethernet operano anche in modalità full-duplex, per cui i dispositivi possono inviare e ricevere dati contemporaneamente senza interferenze.

Ethernet contro Wi-Fi: sicurezza e prestazioni delle VPN

Sia le reti Ethernet che quelle Wi-Fi presentano i loro punti di forza e punti deboli, da cui dipendono la sicurezza della rete e le prestazioni delle VPN. Ecco una panoramica delle differenze principali.

Confronto della velocità

I cavi Ethernet tradizionali assicurano connessioni veloci, anche in caso di traffico intenso e sulle lunghe distanze, mentre le prestazioni del Wi-Fi possono variare per via di vari fattori, come il numero di dispositivi collegati alla stessa rete, la distanza dal router, l'eventuale presenza di ostacoli fisici e di interferenze da altri dispositivi wireless. Per questi motivi, malgrado il Wi-Fi prometta velocità simili a quelle dell'Ethernet, nella realtà spesso risulta molto più lento.

Per chi usa una VPN, è ancora più importante che la velocità sia sempre alta e costante perché, rispetto a una connessione diretta, le VPN apportano un carico aggiuntivo dovuto alla crittografia, che può rallentare il trasferimento dei dati: perciò, attività come videoconferenze, backup su cloud, trasferimento di file di grandi dimensioni, giochi e streaming possono risentirne in modo significativo. Una connessione Ethernet veloce e affidabile, al contrario, aiuta a garantire che queste attività procedano senza intoppi, riducendo al minimo quei problemi che possono essere amplificati dall'uso del Wi-Fi, come i ritardi, la perdita di frame e i trasferimenti incompleti.

Affidabilità e stabilità della crittografia

Le connessioni Ethernet sono altamente affidabili perché ciascun dispositivo dispone generalmente di una propria connessione dedicata tramite switch, che esclude praticamente qualsiasi collisione. Al contrario, le reti Wi-Fi sono inevitabilmente soggette a collisioni a causa del problema dei terminali nascosti, per cui i dispositivi potrebbero non "vedersi” tra loro e trasmettere inavvertitamente nello stesso momento. I protocolli wireless si avvalgono di metodi alternativi come il riconoscimento e la ritrasmissione, ma non riescono comunque ad evitare del tutto le collisioni di segnale.

Questa stabilità è molto importante per la trasmissione di dati criptati, come avviene nelle connessioni VPN, perché in caso di instabilità, congestione o interferenze nella rete Wi-Fi, la connessione alla VPN potrebbe interrompersi, con il rischio che dei pacchetti di dati vengano resi visibili all'esterno del tunnel protetto. Una VPN dotata di kill switch, può ridurre questo rischio, perché la connessione Internet viene interrotta automaticamente se la VPN smette di funzionare, evitando così eventuali perdite di dati, ma anche bloccando provvisoriamente tutte le attività online finché la VPN non si ricollega.

Limiti dell'Ethernet (cavi, versatilità)

A differenza del Wi-Fi o della connessione Internet satellitare, la rete Ethernet si sviluppa su cavi fisici, che possono ridurne la portata e la libertà di posizionamento dei dispositivi. Inoltre, potrebbe essere difficile gestire cavi molto lunghi, anche perché le reti più grandi hanno bisogno di più componenti, come switch e cavi aggiuntivi, facendo lievitare i costi dell'installazione.

I cavi possono anche subire danni dovuti all'acqua, al calore o all'usura, disturbando la connessione con i dispositivi collegati. Ad ogni modo, nonostante queste problematiche di natura materiale possano influire sulle prestazioni della rete, è bene notare che gli switch e i router di ultima generazione dispongono di vari strumenti diagnostici in grado di individuare rapidamente il problema in corso, semplificando così la risoluzione dei problemi ed evitando di dover controllare manualmente ogni singola connessione.

Per finire, l'Ethernet potrebbe essere meno adatta per quelle applicazioni che mandano piccolissime quantità di dati in tempi estremamente ridotti, come alcuni flussi in tempo reale o interattivi, a causa delle dimensioni minime dei frame.

Tipologie di cavi Ethernet e relativi requisiti

Esistono varie tipologie di cavi Ethernet, ciascuna delle quali è progettata per gestire velocità e distanze diverse. Qui di seguito è riportata una panoramica delle tipologie più diffuse e dei loro impieghi più comuni:

• Cat5: i primi modelli per Ethernet in grado di trasferire dati fino a 100 Mbps e 100 MHz. Perlopiù superati e sconsigliati per le reti moderne.
• Cat5e: Cat5 migliorato e in grado di trasferire dati fino a 1 Gbps (Gigabit Ethernet) e 100 MHz. Gestisce meglio le interferenze e si presta bene a gran parte delle reti di casa.
• Cat6: fino a 10 Gbps sulle brevi distanze (fino a 55 metri) e 250 MHz. Riduce le interferenze ed è ideale per piccoli uffici o reti molto trafficate.
• Cat7: fino a 10 Gbps per 100 metri a 600 MHz. Offre una schermatura aggiuntiva e viene usato di solito nei data center; i connettori possono essere di proprietà.
• Cat8: il più recente standard in rame, in grado di raggiungere 25-40 Gbps sulle brevi distanze (fino a 30 metri) a 2.000 MHz. In genere, viene utilizzato nei data center e nelle linee aziendali portanti ad altissima velocità.

Cavi Ethernet in fibra ottica per sicurezza e velocità

I cavi Ethernet in fibra ottica si distinguono da quelli tradizionali in rame per varie ragioni, dalla velocità all'affidabilità, passando per la sicurezza. I cavi Ethernet in rame, come quelli da Cat5 a Cat7, sono economici e facili da installare con connettori standard e, quindi, pratici per le esigenze quotidiane. Purtroppo, il rame è sensibile alle interferenze elettromagnetiche e al deterioramento del segnale sulle lunghe distanze, per cui le prestazioni possono essere inferiori rispetto ai cavi in fibra ottica.

La fibra, al contrario, riesce a trasportare dati su distanze molto più lunghe senza che la qualità del segnale ne risenta, rivelandosi così perfetta per uffici grandi o per sistemi aziendali, e non subisce interferenze elettromagnetiche, evitando che dispositivi elettronici o cavi vicini possano influire negativamente sulle prestazioni. Infine, il segnale della fibra è più difficile da intercettare, cosa che aumenta la sicurezza del transito dei dati più sensibili, connessioni VPN incluse. Per quanto detto, la fibra rappresenta la scelta migliore quando le priorità sono la velocità e la sicurezza nella trasmissione dei dati.

Dispositivi e componenti delle reti Ethernet

Le reti Ethernet si affidano a vari dispositivi che lavorano sinergicamente per trasmettere i dati in modo efficiente e sicuro. Gli elementi cardine sono switch, router, porte/adattatori e, in rari sistemi più vecchi, gli hub. Ecco una breve panoramica del ruolo svolto da ciascuno di essi.

Switch Ethernet e connessioni sicure

Gli switch ricevono i pacchetti di dati e li inviano solo al dispositivo a cui sono destinati utilizzando gli indirizzi MAC: assegnando a ciascun dispositivo una connessione dedicata, gli switch prevengono eventuali collisioni e garantiscono un flusso di dati efficiente e stabile. Una trasmissione così mirata riduce il rischio di perdita di informazioni sensibili e aumenta la sicurezza, poiché il traffico viene inviato solo al dispositivo a cui è destinato, anziché essere trasmesso su tutta la rete.

Gli switch sono di due tipi: non gestiti e gestiti. Gli switch non gestiti sono semplici e costano poco, non prevedono opzioni di configurazione e iniziano a trasmettere dati non appena vengono collegati.

Gli switch gestiti, invece, possono essere configurati in molti modi e consentono alle squadre IT di ottimizzare le prestazioni della rete e proteggere i dati sensibili. Sono fondamentali per quelle reti in cui l'affidabilità e la sicurezza sono i fattori più importanti, come uffici aziendali, università, strutture sanitarie e autorità pubbliche.

I router e il loro ruolo nelle reti compatibili con le VPN

Un router funge da ponte tra la rete locale e le reti esterne, come Internet, indirizzando i pacchetti di dati alle destinazioni corrette per garantire l'efficienza del flusso dati tra più dispositivi.

Per chi usa le VPN, i router possono avere un ruolo aggiuntivo, in quanto alcuni di essi hanno una funzione di passaggio VPN che permette al traffico VPN di attraversare il firewall del router senza essere bloccato: si tratta di una funzione molto importante per i protocolli VPN più vecchi, come PPTP, L2TP e IPSec, che altrimenti potrebbero essere bloccati dalle impostazioni Network Address Translation (NAT) del router.

Inoltre, alcuni router consentono di installare il software del client VPN direttamente sul dispositivo o sono dotati di VPN preinstallata (come i router Aircove di ExpressVPN), consentendo all'intera rete di instradare il traffico attraverso un tunnel VPN sicuro, fornendo una crittografia e una privacy costanti a tutti i dispositivi connessi.

Altri componenti essenziali (porte, adattatori, hub)

Oltre agli switch e ai router, ci sono molti altri elementi più piccoli che svolgono un ruolo importante in una rete Ethernet.

• Porte Ethernet: integrate nei computer, negli switch e nei router, le porte Ethernet costituiscono l'interfaccia fisica per il collegamento dei cavi.
• Adattatori: termine generico che indica qualsiasi strumento che consenta a un dispositivo di connettersi a una rete. Sono inclusi sia i collegamenti cablati (Ethernet) che quelli wireless (Wi-Fi).
• Hub: dispositivi meno recenti che trasmettono i dati in entrata a tutti i dispositivi collegati che, seppur ormai ampiamente superati, a volte vengono ancora usati in reti legacy o di piccole dimensioni.

Applicazioni Ethernet più frequenti nel campo della sicurezza informatica

L'Ethernet riveste una funzione fondamentale nella protezione degli ambienti di rete domestici, aziendali e imprenditoriali.

Sicurezza della rete domestica per lo streaming, i giochi e il lavoro da casa

A casa, una connessione Ethernet cablata può aiutare a mantenere una rete più sicura rispetto alle alternative wireless in quanto è molto più difficile per gli estranei accedere alla rete poiché i dati viaggiano su un cavo fisico anziché via etere: solo chi ha accesso diretto al cavo o a un dispositivo già presente nella rete può accedere al traffico, con conseguente riduzione del rischio di accessi non autorizzati o intercettazioni.

La rete Ethernet può anche fornire prestazioni più stabili e una perdita di pacchetti minima per la rete domestica, garantendo sessioni di streaming, gaming e lavoro da remoto più fluide.

Reti e VPN aziendali sicure

Come nel caso delle reti domestiche, le connessioni Ethernet cablate aiutano anche le aziende a ridurre il rischio e a fornire prestazioni più stabili e affidabili rispetto alle connessioni wireless. Inoltre, rispettano le politiche di rete e il controllo dell'accesso degli utenti tramite gli switch gestiti, e garantiscono l'utilizzo delle VPN aziendali, facendo in modo che il traffico crittografato tra uffici, lavoratori remoti e servizi cloud rimanga sicuro e ininterrotto.

Centri dati, sicurezza in cloud e conformità

Le connessioni Ethernet cablate costituiscono la spina dorsale dei centri dati e dell'infrastruttura in cloud, in quanto forniscono un'elevata velocità di trasmissione e una bassa latenza, indispensabili per elaborare e archiviare grandi quantità di dati, nonché l'affidabilità necessaria per mantenere l'integrità e la disponibilità dei servizi.

La rete Ethernet contribuisce anche a mantenere i dati sensibili all'interno di ambienti sicuri e controllati, riducendo così il rischio di pericoli esterni. Inoltre, favorisce il rispetto delle normative grazie alla possibilità di tracciare e controllare i punti di accesso alla rete, che sono fondamentali per gli audit di sicurezza e per l'aderenza ai requisiti di rete come ISO 27001, HIPAA e PCI DSS.

Risoluzione dei problemi più frequenti di una connessione Ethernet

Ecco alcune delle soluzioni per risolvere i problemi di connessione Ethernet o di prestazioni legate alla VPN più frequenti:

• Controllare i collegamenti fisici: verificare che i cavi Ethernet siano ben inseriti e non danneggiati, ed eventualmente provare con un cavo diverso.
• Riavviare i dispositivi di rete: riavviare il computer, il router e il modem per ripristinare le connessioni ed eliminare eventuali piccole anomalie.
• Ridurre la congestione della rete: porre un limite alle applicazioni che richiedono molta larghezza di banda sulla rete per evitare la perdita di pacchetti e valori elevati di latenza.
• Aggiornare il firmware del router o il client VPN: assicurarsi che ogni componente dell'infrastruttura di rete e il software VPN siano aggiornati perché le prestazioni e la stabilità siano ottimali.

Se i problemi continuano e si utilizza un dispositivo Windows, è possibile provare a utilizzare lo strumento di risoluzione dei problemi di rete integrato. Per farlo:

1. Fare clic con il pulsante destro del mouse sull'icona di rete nella barra delle applicazioni e selezionare Diagnose network problems (Diagnostica problemi di rete).
   
2. Seguire le istruzioni per risolvere il problema.

Infine, se si utilizza una VPN, è bene ricordare che il passaggio da un'interfaccia di rete all'altra (ad esempio dal Wi-Fi all'Ethernet) può talvolta causare il bypass delle richieste DNS da parte della VPN, esponendole così teoricamente a vari rischi. L'uso di un DNS crittografato in combinazione con una VPN aiuta a ridurre questo pericolo, garantendo una navigazione più sicura.

Strumenti di rete per la diagnostica e il monitoraggio

Oltre alla risoluzione dei problemi di base, ci sono strumenti specializzati in grado di identificare e risolvere in modo più efficace i problemi relativi alla rete Ethernet. Questi strumenti vanno dal semplice controllo delle prestazioni al monitoraggio più avanzato, che consente di monitorare il comportamento della rete e della VPN.

• Test della velocità: eseguire un test della velocità di rete può aiutare a confermare che la connessione Ethernet stia fornendo la larghezza di banda prevista e una latenza bassa. Questo è utile soprattutto per individuare rallentamenti che potrebbero essere causati dalla rete locale piuttosto che dalla VPN stessa.
• Utilità ping e traceroute: questi strumenti aiutano a rilevare eventuali perdite di pacchetti dati, picchi di latenza e problemi di routing. Individuano con precisione in quale punto si trovano i problemi di connettività, se a livello locale, presso il proprio ISP o più avanti lungo il percorso della VPN. Su Windows, è possibile eseguire questi comandi nel prompt dei comandi utilizzando ping [address] o tracert [address]; su Linux, si può fare la stessa cosa con ping [address] o tracepath [address], mentre sul Mac si può usare Terminal and ping [address] o traceroute [address].
• Software di monitoraggio della rete: il software di monitoraggio può dare un'idea più chiara dei modelli di traffico, dei colli di bottiglia e delle anomalie di sicurezza. È utile soprattutto nelle aziende in cui la conformità e il tempo di attività sono fondamentali.