Назначение и классификация концентраторов

Основное назначение концентраторов (хабов) - это объединение территориально сосредоточенных рабочих мест в рабочую группу. Но вполне возможно использование хабов в качестве ретрансляторов между удаленными сетями или связи нескольких рабочих групп.

Рис. 10.2. Схема применения хабов

Из-за отсутствия в концентраторах каких либо механизмов обеспечения безопасности, гарантированной скорости, их применение рационально только в части сети, где существуют общие требования по этим важным параметрам. Например, неправильным будет соединение при помощи хабов нескольких фирм, или бухгалтерии с отделом нелинейного видеомонтажа.

В каком-то плане хабы можно отнести к устаревшему оборудованию. Действительно, практически по всем техническим показателям они серьезно уступают коммутаторам, и очень близки по цене (дешевле всего на 30-40%). Поэтому, их применение в локальной сети предприятия не имеет смысла - при незначительном увеличении затрат можно получить в десятки (!) раз большую скорость.

Но в домашних или территориальных сетях дело обстоит несколько сложнее. Хабы более надежны в тяжелых условиях эксплуатации, и способны передавать данные на большие расстояния (или по кабелю худшего качества). Поэтому в данной нише им предстоит еще весьма долгая жизнь, окончательно их вытеснит только широкое распространение оптики.

По сложности, можно разделить коцентраторы на следующие классы:

• Начальный уровень. 5-ти или 8-ми портовые концентраторы. Часто имеют порт для подсоединения коаксиального кабеля (BNC), реже - порт AUI. При небольшой стоимости ($30-50) являются простым и дешевым решением для сети небольшого размера.
• Средний уровень. Это 12-ми, 16-ти и 24-х портовые устройства. Имеют 19-ти дюймовое исполнение, BNC или AUI порты. Такое решение позиционируют для построения средних и малых сетей. Однако, в связи с стремительным снижением цен на коммутаторы, вытеснение хабов из этой технической ниши можно считать завершившимся делом.
• Управляемые концентраторы. Их отличает наличие консольного порта RS-232 для управления или сбора статистики с использованием протоколов SNMР/IР или IРХ. В настоящее время практически не применяются.
• Хабы 10/100. Обычный хаб может связывать рабочие станции только на одной скорости. Так, стоит в сети, построенной на 100-мегабитных хабах появиться всего одной 10-ти мегабитной сетевой карте, вся сеть начнет работать с этой пониженной скоростью. Это крайне неудобно. Поэтому появились хабы, содержащие коммутатор между 10 и 100 мегабитными шинами. Получилось достаточно удобная и не дорогая конструкция. Но широкого распространения она просто не успела получить, так как была полностью вытеснена дешевыми неуправляемыми свитчами.

Мосты.

В предыдущем параграфе было показано, что для соединения двух соседних сегментов Ethernet можно применять повторители или концентраторы. Но что делать, если две (или более) сети уже слишком велики для объединения в один коллизионный домен, или, вдобавок, территориально удаленны друг от друга?

Для решения этой задачи применяют мосты (Bridge). Как и повторители, они принимают данные на входящий порт, и передают на исходящий с восстановленными уровнем и формой сигнала. Но на этом сходство заканчивается, и начинаются различия.

Рис. 10.3. Схема типичного варианта применения моста

Мост принимает входящий кадр в свой буфер, определяет его целостность и адрес (МАС) назначения. При этом каждая половина моста, анализируя поле адреса отправителя, ведет таблицу Ethernet-адресов узлов, находящихся на своей стороне. На другую сторону моста передаются только кадры широковещательной рассылки (Broadcast), и кадры, не имеющие получателя на своей стороне. Таким образом, коллизии не транслируются (как это происходит в повторителях).

Буферизация данных перед их отправкой (store-and-forward) приводит к возникновению большей по сравнению с концентраторами задержки, что несколько снижает скорость работы сети. С другой стороны, количество устройств, которые разделяю между собой физическую среду, снижается. В результате обычно реальная скорость передачи данных возрастает.

Первые мосты были, подобно повторителям, двухпортовыми. Но распространение получила технология 10baseT, построенная на многопортовых хабах, и следовательно, популярность получили многопортовые мосты. Последние приобрели специальное название - коммутатор (switch), которое полностью вытеснило старый термин.

Тем не менее, совсем из сетевого лексикона мосты не исчезли. Так часто стали называть устройства, предназначенные для связи ЛВС по отличной от Ethernet физической среде. Например, по радиоканалу, xDSL, модемной связи, или другими способами. При этом с одной стороны моста кадры Ethernet будут инкапсулированы в какой-либо иной протокол канального уровня, а с другой - восстановлены обратно.

В свете такого использования, надо отметить следующий момент. Мосты не могут выполнять фрагментацию и повторную сборку пакетов более высокого (сетевого) уровня. Это свойство вызывает важное, но не заметное на первый взгляд следствие. Многие модели мостов имеют ограничение по размеру передаваемого кадра, слишком большой может быть отброшен как поврежденный.

Иногда приходится искусственно снижать посредством параметра MTU (Maximum Transmission Unit) размер дейтаграммы IP перед его инкапсуляцией в кадр Ethernet, что бы не превысить допустимый итоговый размер.