Boa pergunta.
O problema realmente existe em uma rede comutada, bem como em um ambiente de hub.
Você identificou que os Hubs são ruins. Eles são. Quando um computador envia um pacote através de um hub, todos os dispositivos conectados ao hub receberão o pacote. Isso é chamado de inundação (ou difusão). Switches foram inventados para corrigir este problema, eles pegam o pacote e o enviam apenas para a porta que ele deve ir.
Mas Switches também Flood! Vamos imaginar que acabamos de ligar. Ele não sabe nada sobre a rede e sua tabela CAM (Lista de endereços) é assim:
MAC IP Interface
FFFFFFFFFFFF 10.113.255.255 ----
ABCDEFGHIJKL 10.113.0.25 VLAN
A primeira linha representa o ID da transmissão, em outras palavras, como entrar em contato com todos na sub-rede. Se um pacote for enviado para esse MAC / IP, todos os 65534 clientes da rede receberão esse pacote. Mais sobre isso depois. 10.113.0.25 é o interruptor, ele conhece a si mesmo.
Digamos que eu conecte um PC na porta um e outro na porta dois. Quando os PCs primeiro enviarem um pacote através de uma interface, o switch dirá "ALGUÉM NOVO !!!" e adicione esse endereço mac e seu IP associado à sua tabela.
MAC IP Interface
FFFFFFFFFFFF 10.113.255.255 ----
ABCDEF123456 10.113.0.25 VLAN
123456894111 10.113.0.100 Port 0
9432721D3C83 10.113.0.101 Port 1
Agora ele sabe. Mas se ele não sabe, digamos que eu queira pingar 10.113.0.102 que está de fato ligado a outro switch, então ele deve enviar o pacote para todas as interfaces e rezar para que ele alcance o destino correto. Uma vez que ele tenha uma resposta de volta ele pode adicionar à sua tabela que 10.113.0.102 respondeu a partir de sua porta de link gigabit 24 e pode adicioná-lo à mesa. Depois disso, ele pode falar para enviar o pacote da maneira correta.
MAC IP Interface
FFFFFFFFFFFF 10.113.255.255 ----
ABCDEF123456 10.113.0.25 VLAN
123456894111 10.113.0.100 Port 0
9432721D3C83 10.113.0.101 Port 1
394822DEABD3 10.113.0.103 Port 24
Os interruptores excluirão as informações na tabela 5 minutos após a última utilização, para ajudar a garantir que as informações atualizadas sejam mantidas. Sempre que um computador perguntar "Where is 10.113.0.104" e enviar uma mensagem arp, o switch inundará a mensagem em todas as portas e cada switch fará isso. Ele chega ao seu destino e o computador responde e os switches que retornam a resposta podem adicionar às suas tabelas.
Imagine isso na escala de 65534 dispositivos, todos perguntando "Onde você está 10.113.5.194" ou enviando outras transmissões por várias razões (como jogos de maçã.) Ele vai ficar muito barulhento.
A solução é dividir em redes menores. Se dividirmos seu intervalo de 10.113 em / 24 redes (254 hosts), somente 254 hosts receberão uma transmissão. Podemos colocar roteadores ou switches da camada 3 com VLANs para garantir que possamos enviar informações pelas sub-redes, mas as transmissões serão contidas.
E é por isso que usamos sub-redes menores. Se você é seu próprio negócio e tem uma rede totalmente privada, você pode fazer o que quiser, mas você deve selecionar sua sub-rede com sabedoria e incluir espaço para crescimento. Por exemplo, um / 24 lhe daria uma sala crescente de 94 dispositivos. Você pode encontrar muitas vezes na documentação da Cicso sua recomendação de 500 hosts por sub-rede, acredito que a Microsoft tenha uma cota maior de 1000 para sua recomendação.
Observe também que problemas de desempenho só ocorrerão com clientes ativos. Ter uma sub-rede de 65534 endereços IP é diferente de ter 65534 dispositivos ativos. Se eu tiver apenas 100 dispositivos ativos, apenas 100 dispositivos enviarão e receberão transmissões, o que é gerenciável.
Uma analogia para você. Eu tenho uma sala que acomoda 200 pessoas, mas só coloco 5 pessoas nela. Todos podemos conversar e ouvir perfeitamente bem, mas se você colocar 200 pessoas naquela sala falando tudo, então há muito ruído de fundo.
Você pode encontrar este interessante.