Багатьом цікавим є питання про те, що таке хаби і з чим їх їдять. Зараз розберемося в цьому питанні. Під хабом в загальному випадку розуміється сайт якої-небудь мережі. Цей термін має різне значення в різних галузях.
Використання хаба в різних галузях
Наприклад, в транспорті хаби – це вузли пересадки або перевантаження, вузлові аеропорти. В енергетичній галузі це якийсь спеціальний центр, в якому один маршрут ділиться на кілька. На позашляховиках цим словом називається муфта вільного ходу, що встановлюється на передній міст. В різних інтернет-мережах також використовують хаби. Що це таке в мережі Фідонет”? Тут хаб – вузол, який служить для передачі пошти. У мережі обміну файлами Direct Connect так називають мережевий сервер.
Але найбільш широко поняття використовується в комп’ютерній техніці та інтернеті. Конкретний комплект мережної апаратури базується на задачах, які поставлені перед проектованої мережею і витратами на впровадження конкретного рішення. Важливим елементом таких завдань вважається вибір пристроїв, серед яких головну роль грають роутери, світчі і хаби. Що це, ми і спробуємо розібратися.
Хаби в комп’ютерних мережах
Технології побудови комп’ютерних мереж постійно розвиваються. Пристрої, які лежать у їх основі, які використовуються для організації зв’язку між комп’ютерами, називаються по-різному: хаб, світч і роутер. Що це таке, ми розглянемо більш докладно.
Кожне з перерахованих пристроїв виконує свою роль в організації зв’язку між комп’ютерами мережі. Зовні вони можуть виглядати однаково: коробочки з металу невеликого розміру, мають ряд портів або з’єднувачів, куди підключається кабель Ethernet. Що стосується таких понять, як комутатор, концентратор, хаб, маршрутизатор, то вони нерідко використовуються як синоніми, проте це помилка. Все це різні пристрої.
Хаб
Одними з перших мережевих пристроїв є хаби. Що це за прилади? Термін має англійське походження. Слово hub означає центр діяльності. Хаб, або мережевий концентратор, призначений для об’єднання комп’ютерів у просту однорангову мережу. У пристрої передбачено деяке число портів, до яких можна підключити всі персональні комп’ютери мережі. Найчастіше для цієї мети використовується вита пара, яка обтиснута спеціальним чином.
Принцип роботи хаба
Розглянемо принцип функціонування мережевого концентратора. У момент спроби доступу будь-якого з комп’ютерів мережі, обладнаної хабом, до іншого ПК, першим пристроєм надсилається на адресу мережного концентратора особливий блок інформації, званий пакетом.
Спробуємо розібратися на прикладі схеми з трьома комп’ютерами. Припустимо, до пристрою приєднуються комп’ютери PC1, PC2 та PC3. Роль хаба полягає в розмноженні пакета даних від PC1 шляхом передачі його іншим пристроям, об’єднаних в локальну мережу, тобто PC2 та PC3. У момент надходження сигналу на комп’ютер PC3, для якого він і призначався, останній пересилає пакет хабу. Цей пакет мережевий концентратор знову шле всім комп’ютерів у мережі до тих пір, поки відповідь від PC3 не повернеться до комп’ютеру-відправнику PC1.
Така приблизна схема інтерфейсу комп’ютерів, об’єднаних в локальну мережу, з хабом. Основний недолік таких мереж – надто багато пересилається інформації. Мережевий концентратор безперервно відправляє пакети даних пристроїв комп’ютерної мережі, причому навіть у тому випадку, якщо адресатом є один конкретний ПК. У той же час комп’ютери отримують блоки інформації, які часто абсолютно їм не потрібні. Технологія насправді виходить дуже витратною. Ось чому зараз мережеві концентратори майже вийшли з ужитку. Натомість були розроблені більш інтелектуальні прилади – мережеві комутатори, які в побуті називають свитчами.
Світч
Термін “світч” (switch) має англійську природу і означає перемикач, або мережевий комутатор. Подібно до хабу світч потрібно для з’єднання комп’ютерів в локальній мережі. Схема з’єднання його з комп’ютерами не відрізняється від схеми з мережевим концентратором. Просто замість хабу ПК підключаються до перемикач.
Будучи зовні дуже схожим на мережевий концентратор, світч має принципові відмінності від нього, що полягають у методі, яким інформація передається між комп’ютерами локальної мережі.
Після отримання пакету інформації від комп’ютера, мережевий комутатор, на відміну від концентратора, не надсилає його всім ПК, які беруть участь у мережі, а організує направлення пакету за адресою саме того комп’ютера, для якого призначена посилка. Приміром, коли PK1 направляє пакет інформації комп’ютера PK3, світч організовує передачу саме йому, минаючи PK2. Відповідь пакет від PK3 мережевий комутатор теж повертає тільки відправникові пакета інформації – PK1.
Світч має здатність запам’ятовування адреси всіх комп’ютерів, які підключені до його портів, і завдяки цьому може працювати регулювальником, передаючи інформацію лише на ПК адресата та ігноруючи інші.
В основу роботи мережевого комутатора лягла таблиця спеціальних MAC-адреси мережевого обладнання користувачів у зовнішній і внутрішній мережі. У результаті пакет інформації, що потрапляє на кожен з портів, проходить порівняння з таблицею маршрутизації і пересилається на адресу порту, де розташована відповідна апаратура.
Роутер
Назва “роутер” породило англійське router. Це маршрутизатор, здатний організувати передачу інформації між двома або більше різними локальними мережами. Крім того, в маршрутизаторі передбачені порти, які потрібні, щоб підключити до нього деякі інші пристрої за допомогою кабелю.
Принцип роботи маршрутизатора
Подібно мережного комутатора, зберігає таблицю зареєстрованих MAC-адрес, маршрутизатор в таблиці маршрутизації зберігає таблицю IP-адрес. Головне завдання роутера полягає в зберіганні цих даних і контроль за тим, щоб інші роутери знали про зміни в конфігурації мережі. Вирішується вона шляхом застосування протоколів маршрутизації для координації з іншими роутерами. При надходженні пакетів в останній маршрутизатор використовує різні протоколи та критерії для визначення найкращого шляху пересилання пакета інформації адресату.
Роутер можна запрограмувати на включення багаторівневих правил, які визначаються змістом пакетів інформації, що надходять на нього. Маршрутизатор програмується так, щоб активувати систему захисту мережевого обладнання, транслювати мережеві NAT-адреси і представляти собою мережеві сервіси DHCP.
Маючи інтелектуальну начинку, маршрутизатори входять в число найбільш складних мережевих пристроїв. Додатково до можливості перенаправляти трафік інформаційного пакету роутери можна застосовувати для того, щоб здійснювати контроль трафіку в мережі. Крім цього, вони мають здатність реагувати на зміни в мережі, в динамічному режимі виявляючи їх, проводити її захист з фільтрацією пакетів, обчислюючи пакети для блокування або пропуску.
USB-хаб
Крім мережевих концентраторів мережі Ethernet, термін “хаб” використовується стосовно до технологій USB. Розробки нового обладнання пред’являють підвищені вимоги до рівня розвитку користувацьких інтерфейсів комп’ютерної техніки. Дуже багато різноманітних комп’ютерних периферійних пристроїв, що підключаються за допомогою з’єднання USB, потребує спеціальному пристосуванні, що дає можливість підключати кілька пристроїв одночасно через USB. Воно називається USB-хабом. Який принцип його роботи?
USB-хаб (USB-концентратор) є пристроєм невеликого розміру, який має декілька портів. Підключають його через гніздо комп’ютера. Він дозволяє під’єднати до одного USB-порту ПК декілька пристроїв USB.
Пристрій USB-хаба
Конструкція і пристрій хабів не відрізняються великою складністю. Вони покликані комутувати сигнали і видавати напругу живлення. Крім того, вони контролюють статус периферії, підключеної до них, ставлячи хост до відома про зміни.
До складу хаба входять два модулі – контролер і повторювач. Повторювач – це керований ключ, який з’єднує вхідний і вихідний порти. Він має можливість виробляти скидання і припиняти передачу сигналу. В контролер включаються регістри, що дозволяють взаємодіяти з хостом. Управляються регістри допомогою особливих команд, що дозволяють здійснювати налаштування концентратора, контролювати стан і змінювати параметри низхідних портів. Є можливість використовувати хаб підряду, коли пристрої включаються послідовно.
Види USB-концентраторів
Один з таких видів – внутрішня карта на системній шині. Вона служить для того, щоб підключати USB-пристрої до материнської плати. Робиться це за допомогою карти PCI USB, установлюваної на вільне місце шини PCI, що знаходиться прямо на материнській платі. Цей вид USB-хаба краще всього використовувати тим, хто знайомий з пристроєм комп’ютера. Тим, хто не має досвіду, краще зупинитись на іншому вигляді.
Інший вид — це зовнішній USB-хаб без харчування. Такий пристрій є простим і відносно недорогим. Ця різновид USB-хаба з’єднується з USB-портом вашого комп’ютера. Такий прилад відмінно підходить для власників ноутбуків. Для користувачів домашніх комп’ютерів також можливе використання такого USB-хаба, однак при цьому потрібно брати до уваги, що ряд підключаються до комп’ютера пристроїв вимагає живлення подається через USB-порт. Даний вид концентраторів не здатний живити відразу кілька подібних пристроїв. У цій ситуації краще всього задіяти живляться хаби. Що це за прилади і чим вони відрізняються від пристроїв без харчування?
У питомого USB-концентратора принцип роботи такий же, як і у хаба без харчування. Відмінність полягає в тому, що він може включатися в розетку. Це дозволяє забезпечувати повноцінне харчування всіх пристроїв, які підключаються через ЮСБ. Самі великі хаби USB – семипортовые.
Ще один вид такого пристрою – комп’ютерна плата USB. Цей пристрій підійде для користувачів ноутбуків. Воно приєднується до особливого USB-порту, що знаходиться на корпусі ноутбука і дає можливість використовувати два порти замість одного.
