Хабы - што гэта? прылада хабаў

Шмат каму цікавы пытанне пра тое, што такое хабы і з чым іх ўжываюць. Зараз разбярэмся ў гэтым пытанні. Пад хабам ў агульным выпадку разумеецца вузел якой-небудзь сеткі. Гэты тэрмін мае рознае значэнне ў розных галінах.

Выкарыстанне хаба ў розных галінах

Напрыклад, у транспарце хабы - гэта вузлы перасадкі або перагрузкі, вузлавыя аэрапорты. У энергетычнай галіны гэта нейкі спецыяльны цэнтр, у якім адзін маршрут дзеліцца на некалькі. На пазадарожніках гэтым словам называецца муфта вольнага ходу, якая ўсталёўваецца на пярэдні мост. У розных інтэрнэт-сетках таксама выкарыстоўваюць хабы. Што гэта такое ў сеткі "Фіданет"? Тут хаб - вузел, які служыць для перадачы пошты. У сетцы абмену файламі Direct Connect так называюць сеткавы сервер.

Але найбольш шырока паняцце выкарыстоўваецца ў кампутарнай тэхніцы і інтэрнэце. Канкрэтны камплект сеткавай апаратуры грунтуецца на задачах, якія пастаўленыя перад праектаванай сеткай і выдаткамі на ўкараненне канкрэтнага рашэння. Важным элементам такіх задач лічыцца выбар прылад, сярод якіх галоўную ролю гуляюць роутеры, світч і хабы. Што гэта, мы і паспрабуем разабрацца.

Хабы ў кампутарных сетках

Тэхналогіі пабудовы камп'ютэрных сетак ўвесь час развіваюцца. Прылады, якія ляжаць іх аснове і ўжываюцца для арганізацыі сувязі паміж кампутарамі, называюцца па-рознаму: хаб, світч і роутер. Што гэта такое, мы і разгледзім больш падрабязна.

Кожнае з пералічаных прылад выконвае сваю ролю ў арганізацыі сувязі паміж кампутарамі сеткі. Вонкава яны могуць глядзецца аднолькава: скрыначкі з металу невялікага памеру, якія маюць шэраг портаў ці злучальнікаў, куды падключаецца Ethernet-кабель. Што тычыцца такіх паняццяў, як камутатар, канцэнтратар, хаб, маршрутызатар, то яны нярэдка выкарыстоўваюцца ў якасці сінонімаў, аднак гэта памылка. Усё гэта розныя прылады.

хаб

Аднымі з першых сеткавых прылад з'яўляюцца хабы. Што гэта за прыборы? Тэрмін мае ангельскае паходжанне. Слова hub азначае цэнтр дзейнасці. Хаб, або сеткавы канцэнтратар, прызначаны для аб'яднання кампутараў у простую аднарангавыя сетку. У прыладзе прадугледжана некаторы лік партоў, да якіх можна падключыць усе персанальныя кампутары сеткі. Часцей за ўсё для гэтай мэты ўжываецца кручаная пара, якая абціснутых адмысловым чынам.

Прынцып працы хаба

Разгледзім прынцып функцыянавання сеткавага канцэнтратара. У момант спробы доступу якога-небудзь з кампутараў сеткі, абсталяванай хабам, да іншага ПК, першай прыладай пасылаецца ў адрас сеткавага концентратора асаблівы блок інфармацыі, званы пакетам.

Паспрабуем разабрацца на прыкладзе схемы з трыма кампутарамі. Дапусцім, да прылады далучаюцца кампутары PC1, PC2 і PC3. Ролю хаба заключаецца ў размнажэнні пакета дадзеных ад PC1 шляхам перадачы яго іншым прыладам, аб'яднаным у лакальную сетку, то ёсць PC2 і PC3. У момант паступлення сігналу на кампутар PC3, для якога ён і прызначаўся, апошні перасылае зваротны пакет хабу. Гэты пакет сеткавай канцэнтратар зноў шле ўсім сеткавым кампутараў да таго часу, пакуль адказ ад PC3 не вернецца да кампутара-адпраўніку PC1.

Такая прыкладная схема інтэрфейсу кампутараў, аб'яднаных у лакальную сетку, з хабам. Асноўны недахоп такіх сетак - залішне шмат перасылаецца інфармацыі. Сеткавай канцэнтратар бесперапынна адпраўляе пакеты дадзеных ўсім прыладам кампутарнай сеткі, прычым нават у тым выпадку, калі адрасатам з'яўляецца адзін канкрэтны ПК. У той жа час кампутары атрымліваюць блокі інфармацыі, якія часта абсалютна ім не патрэбныя. Тэхналогія на справе выходзіць вельмі затратнай. Вось чаму цяпер сеткавыя канцэнтратары амаль выйшлі з ужывання. Наўзамен былі распрацаваны больш інтэлектуальныя прыборы - сеткавыя камутатары, якія ва ўжытку называюць світч.

світч

Тэрмін "світч" (switch) мае ангельскую прыроду і азначае перамыкач, або сеткавай камутатар. Падобна хабу світч патрабуецца для злучэння кампутараў у адной лакальнай сеткі. Схема злучэння яго з кампутарамі не адрозніваецца ад схемы з сеткавым канцэнтратарам. Проста замест хаба ПК падключаюцца да світч.

Будучы знешне вельмі падобным на сеткавы канцэнтратар, світч мае прынцыповыя адрозненні ад яго, якія складаюцца ў метадзе, якіх інфармацыя перадаецца паміж кампутарамі лакальнай сеткі.

Пасля атрымання пакета інфармацыі ад кампутара, сеткавай камутатар, у адрозненне ад концентратора, не перасылае яго ўсім ПК, якія ўдзельнічаюць у сеткі, а арганізуе кірунак пакета па адрасе менавіта таго кампутара, для якога прызначана пасылка. Да прыкладу, калі PK1 накіроўвае пакет інфармацыі кампутара PK3, світч арганізуе перадачу менавіта яму, абыходзячы PK2. Зваротны пакет ад PK3 сеткавай камутатар таксама вяртае толькі адпраўніку пакета інфармацыі - PK1.

Світч валодае здольнасцю запамінання адрасоў ўсіх кампутараў, якія падлучаныя да яго партоў, і дзякуючы гэтаму можа працаваць рэгуліроўшчыкам, перадаючы інфармацыю толькі на ПК адрасата і ігнаруючы іншыя.

У аснову працы сеткавага камутатара легла табліца спецыяльных MAC-адрасоў сеткавага абсталявання карыстальнікаў у знешняй і ўнутранай сеткі. У выніку пакет інфармацыі, які трапляе на кожны з партоў, праходзіць параўнанне з табліцай маршрутызацыі і перасылаецца на адрас порта, дзе размешчана адпаведная апаратура.

роутер

Назва "роутер" спарадзіла англійскае router. Гэта маршрутызатар, здольны арганізаваць перадачу інфармацыі паміж двума або больш рознымі лакальнымі сеткамі. Акрамя таго, у маршрутызатары прадугледжаны парты, якія патрабуюцца, каб падключыць да яго некаторыя іншыя прылады з дапамогай кабеля.

Прынцып працы маршрутызатара

Падобна сеткаваму камутатару, які захоўвае табліцу зарэгістраваных MAC-адрасоў, маршрутызатар ў якасці табліцы маршрутызацыі захоўвае табліцу IP-адрасоў. Галоўная задача роутера складаецца ў захоўванні гэтых дадзеных і кантролі за тым, каб іншыя роутеры ведалі пра змены ў канфігурацыі сеткі. Вырашаецца яна шляхам прымянення пратаколаў маршрутызацыі для каардынацыі з іншымі роутер. Пры паступленні пакетаў у маршрутызатар апошні выкарыстоўвае розныя пратаколы і крытэрыі для вызначэння найлепшага шляху перасылкі пакета інфармацыі адрасату.

Роутер можна запраграмаваць на ўключэнне шматузроўневых правілаў, якія вызначаюцца зместам пакетаў інфармацыі, што паступаюць на яго. Маршрутызатар праграмуецца так, каб актываваць сістэму абароны сеткавага абсталявання, трансляваць сеткавыя NAT-адрасы і ўяўляць сабой сеткавыя сэрвісы DHCP.

Маючы інтэлектуальную начынне, маршрутызатары ўваходзяць у лік самых складаных сеткавых прылад. Дадаткова да магчымасці перанакіроўваць трафік інфармацыйнага пакета роутеры можна ўжываць для таго, каб вырабляць кантроль трафіку ў сеткі. Акрамя гэтага, яны валодаюць здольнасцю рэагаваць на змены ў сеткі, у дынамічным рэжыме заўважаючы іхную, вырабляць яе абарону з фільтраваннем пакетаў, вылічаючы пакеты для блакавання або пропуску.

USB-хаб

Акрамя сеткавых канцэнтратараў сеткі Ethernet, тэрмін "хаб" выкарыстоўваецца ў дачыненні да тэхналогій USB. Распрацоўкі новага абсталявання прад'яўляюць павышаныя патрабаванні да ўзроўню развіцця карыстацкіх інтэрфейсаў кампутарнай тэхнікі. Вельмі шмат разнастайных кампутарных перыферыйных прылад, якія падключаюцца пры пасродку злучэння USB, мае патрэбу ў адмысловай прынадзе, давальным магчымасць падключаць некалькі прылад адначасова праз USB. Яно называецца USB-хабам. Які прынцып яго працы?

USB-хаб (USB-канцэнтратар) з'яўляецца прыладай невялікага памеру, якія маюць некалькі партоў. Падключаюць яго праз гняздо кампутара. Ён дазваляе падлучыць да аднаго USB-порту ПК некалькі прылад USB.

Прылада USB-хаба

Канструкцыя і прылада хабаў не адрозніваюцца вялікай складанасцю. Яны закліканы коммутировать сігналы і выдаваць сілкавальная напруга. Акрамя таго, яны кантралююць статус перыферыі, падлучанай да іх, ставячы хост ў вядомасць пра змены.

У склад хаба ўваходзяць два модуля - кантролер і паўторнік. Паўторнік - гэта кіраваны ключ, які злучае ўваходны і выходны парты. Ён мае магчымасць вырабляць скід і прыпыняць перадачу сігналу. У кантролер ўключаюцца рэгістры, якія дазваляюць ўзаемадзейнічаць з хастом. Кіруюцца рэгістры пасродкам адмысловых каманд, якія дазваляюць вырабляць наладу концентратора, кантраляваць стан і змяняць параметры сыходзяць партоў. Ёсць магчымасць выкарыстоўваць хаб падраду, калі прылады ўключаюцца паслядоўна.

Віды USB-канцэнтратараў

Адзін з такіх відаў - унутраная карта на сістэмнай шыне. Яна служыць для таго, каб падключаць USB-прылады да мацярынскай плаце. Робіцца гэта з дапамогай карты USB PCI, якая ўстанаўліваецца на вольнае месца шыны PCI, якая знаходзіцца прама на матчынай плаце. Гэты від USB-хаба лепш за ўсё выкарыстоўваць тым, хто знаёмы з прыладай кампутара. Тым, хто не мае досведу, лепш спыніцца на іншым выглядзе.

Іншы выгляд - гэта знешні USB-хаб без харчавання. Такая прылада з'яўляецца простым і адносна недарагім. Гэтая разнавіднасць USB-хаба злучаецца з USB-портам вашага кампутара. Такі прыбор выдатна падыходзіць для ўладальнікаў ноўтбукаў. Для карыстальнікаў хатніх кампутараў таксама магчыма выкарыстанне такога USB-хаба, аднак пры гэтым трэба браць пад увагу, што шэраг падключаюцца да кампутара прылад патрабуе харчавання, які падаецца праз USB-порт. Дадзены выгляд канцэнтратараў не здольны запитать адразу некалькі падобных прылад. У гэтай сітуацыі лепш за ўсё задзейнічаць Беручы сілы хабы. Што гэта за прыборы і чым яны адрозніваюцца ад прылад без харчавання?

У тым, што кормяць USB-концентратора прынцып працы сапраўды такі ж, як і ў хаба без харчавання. Адрозненне заключаецца ў тым, што ён можа ўключацца ў разетку. Гэта дазваляе забяспечваць паўнавартаснае харчаванне ўсіх прылад, якія падключаюцца праз ЮСБ. Самыя вялікія хабы USB - семипортовые.

Яшчэ адзін выгляд такога прылады - кампутарная плата USB. Дадзеная прылада падыдзе для карыстальнікаў ноўтбукаў. Яно падлучаецца да асаблівага USB-порту, які знаходзіцца на корпусе ноўтбука і дае магчымасць выкарыстоўваць два порта замест аднаго.