Ethernet-концентратор

Концентратор Ethernet , активный концентратор , сетевой концентратор , концентратор-ретранслятор , многопортовый повторитель или просто концентратор. ^[а] — это сетевое аппаратное устройство, предназначенное для соединения нескольких устройств Ethernet и создания ими единого сегмента сети . Он имеет несколько портов ввода-вывода (I/O), в которых сигнал , подаваемый на вход любого порта, появляется на выходе каждого порта, кроме исходного входящего. ^[1] Хаб работает на физическом уровне . ^[2] Концентратор-ретранслятор также участвует в обнаружении коллизий, пересылая сигнал помех на все порты, если обнаруживает коллизию . В дополнение к стандартным портам 8P8C (« RJ45 ») некоторые концентраторы могут также поставляться с разъемом BNC или интерфейсом модуля подключения (AUI), позволяющим подключаться к устаревшим 10BASE2 или 10BASE5 сетевым сегментам .

Концентраторы в настоящее время в значительной степени устарели, их заменили сетевые коммутаторы, за исключением очень старых установок или специализированных приложений . С 2011 года соединение сегментов сети с помощью повторителей или концентраторов признано устаревшим стандартом IEEE 802.3. ^[3]^[4]^[5]

Функция физического уровня

Сетевое устройство уровня 1, такое как концентратор, передает данные, но не управляет проходящим через него трафиком. Любой пакет, входящий в порт, повторяется на выходе любого другого порта, кроме порта входа. В частности, каждый бит или символ повторяется по мере поступления. Таким образом, концентратор-ретранслятор может принимать и пересылать данные только с одной скоростью. Двухскоростные хабы внутренне состоят из двух хабов с мостом между ними. Поскольку каждый пакет повторяется на каждом другом порту, конфликты пакетов влияют на всю сеть, ограничивая ее общую пропускную способность.

Сетевой концентратор — это простое устройство по сравнению со свитчем . Как многопортовый репитер он работает, повторяя передачи, полученные с одного из его портов, на все остальные порты. Он осведомлен о пакетах физического уровня , то есть может обнаружить их начало ( преамбулу ), свободную линию ( межпакетный разрыв ) и обнаружить коллизию, которую он также распространяется, отправляя сигнал застревания . Концентратор не может дополнительно проверять или управлять каким-либо трафиком, проходящим через него. ^[6] Концентратор не имеет памяти для хранения данных и может обрабатывать только одну передачу за раз. Поэтому концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме. Из-за большего домена коллизий коллизии пакетов более вероятны в сетях, соединенных с помощью концентраторов, чем в сетях, подключенных с помощью более сложных устройств. ^[2]

Подключение нескольких хабов

Необходимость того, чтобы хосты могли обнаруживать коллизии, ограничивает количество концентраторов и общий размер сети, построенной с использованием концентраторов (сеть, построенная с использованием коммутаторов, не имеет этих ограничений). Для сетей 10 Мбит/с, построенных с использованием ретрансляторов-концентраторов, необходимо соблюдать правило 5-4-3 : между любыми двумя конечными станциями допускается наличие до пяти сегментов (четырех концентраторов). ^[6] Для сетей 10BASE-T между любыми двумя хостами допускается до пяти сегментов с четырьмя повторителями. ^[7] Для сетей со скоростью 100 Мбит/с лимит снижается до трех сегментов между любыми двумя конечными станциями, да и то допускается только в случае, если концентраторы относятся к классу II. Некоторые концентраторы имеют порты стека, предназначенные для конкретного производителя, что позволяет объединять их таким образом, чтобы можно было использовать больше концентраторов, чем простое соединение через кабели Ethernet, но даже в этом случае большая сеть Fast Ethernet , вероятно, потребует коммутаторов, чтобы избежать ограничений цепочки концентраторов. ^[2]

Дополнительные функции

Большинство концентраторов обнаруживают типичные проблемы, такие как чрезмерные коллизии и помехи на отдельных портах, и разделяют порт, отключая его от общей среды. на основе концентратора, Таким образом, Ethernet на основе витой пары как правило, более надежен, чем Ethernet на основе коаксиального кабеля (например, 10BASE2), где неправильно работающее устройство может отрицательно повлиять на всю область коллизий . ^[6] Даже если концентратор не разделен автоматически, он упрощает поиск и устранение неисправностей, поскольку концентраторы устраняют необходимость устранения неисправностей на длинном кабеле с несколькими ответвлениями; Индикаторы состояния на концентраторе могут указывать на возможный источник проблемы или, в крайнем случае, устройства можно отключать от концентратора по одному гораздо проще, чем от коаксиального кабеля. ^{[ нужна ссылка ]}

Для удобной передачи данных через ретранслятор из одного сегмента в другой частота кадров и скорость передачи данных должны быть одинаковыми в каждом сегменте. Это означает, что ретранслятор не может подключить сегмент 802.3 (Ethernet) и сегмент 802.5 (Token Ring) или сегмент 10 Мбит/с к Ethernet 100 Мбит/с. ^{[ нужна ссылка ]}

Двухскоростной концентратор

На заре Fast Ethernet коммутаторы Ethernet были относительно дорогими устройствами. Концентраторы страдали от проблемы: если были подключены какие-либо устройства 10BASE-T , вся сеть должна была работать со скоростью 10 Мбит/с. Поэтому был разработан компромисс между концентратором и коммутатором, известный как двухскоростной концентратор . В этих устройствах используется внутренний двухпортовый коммутатор, соединяющий сегменты 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Когда сетевое устройство становится активным на любом из физических портов, оно подключает его либо к сегменту 10 Мбит/с, либо к сегменту 100 Мбит/с, в зависимости от ситуации. Это устранило необходимость перехода по принципу «все или ничего» на сети Fast Ethernet. Эти устройства считаются концентраторами, поскольку трафик между устройствами, подключенными с одинаковой скоростью, не переключается. ^{[ нужна ссылка ]}

Быстрый Ethernet

Концентраторы и повторители 100 Мбит/с делятся на два разных класса: Класс I задерживает сигнал максимум на 140 битов. Эта задержка позволяет осуществлять трансляцию/запись между 100BASE-TX, 100BASE-FX и 100BASE-T4. Концентраторы класса II задерживают сигнал максимум на 92 бита. Эта более короткая задержка позволяет установить два концентратора в одном домене коллизий. ^[8]

Гигабитный Ethernet

Концентраторы повторителей определены в стандартах Gigabit Ethernet. ^[9] но коммерческие продукты так и не появились ^[10] в связи с переходом отрасли на коммутацию.

Использование

Исторически сложилось так, что основной причиной покупки концентраторов, а не коммутаторов, была их цена. К началу 2000-х годов разница в цене между концентратором и коммутатором нижнего уровня была небольшой. ^[11] Хабы все еще могут быть полезны в особых обстоятельствах:

Для включения анализатора протоколов в сетевое соединение альтернативой сетевому отводу или зеркалированию портов является концентратор . ^[12]
Концентратор с портами 10BASE-T и портом 10BASE2 можно использовать для подключения сегмента 10BASE2 к современной сети Ethernet по витой паре .
Концентратор с портами 10BASE-T и портом AUI можно использовать для подключения сегмента 10BASE5 к современной сети.
Поскольку концентраторы имеют меньшую задержку и джиттер по сравнению с коммутаторами (при отсутствии коллизий), они могут лучше подходить для сетей реального времени , например Ethernet Powerlink . ^[13]

Один из первых концентраторов Ethernet, HP Starlan для StarLAN , первый стандарт Ethernet по витой паре, был анонсирован в 1986 году. ^[14] Его преемник, Starlan 10, был анонсирован в 1987 году. ^[15] К 1994 году отрасль начала переходить к коммутации. ^[16]

См. также

Примечания

^ Сетевые коммутаторы иногда называют коммутационными концентраторами.

Ссылки

^ IEEE 802.3-2012, пункт 9.1.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дин, Тамара (2010). Network+ Руководство по сетям . Дельмар. стр. 256–257.
^ IEEE 802.3 9. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 10 Мбит / с.
^ IEEE 802.3 27. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 100 Мбит / с.
^ IEEE 802.3 41. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 1000 Мбит / с.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Халлберг, Брюс (2010). Сеть: Руководство для начинающих, пятое издание . МакГроу Хилл. стр. 68–69.
^ Чарльз Сперджен (16 февраля 2000 г.). «Глава 13: Рекомендации по многосегментной конфигурации». Ethernet: Полное руководство . ISBN 978-1-56592-660-8 . Проверено 8 января 2012 г. Путь передачи, разрешенный между любыми двумя DTE, может состоять из пяти сегментов, четырех наборов повторителей (включая дополнительные AUI), двух MAU и двух AUI.
^ «В чем разница между концентраторами класса I и класса II?» Интел. Проверено 16 марта 2011 г.
^ IEEE 802.3, пункт 41.
^ Нил Аллен (18 октября 2009 г.). Руководство по обслуживанию сети и устранению неполадок . Флюк Сети . ISBN 9780321647627 .
^ Мэтью Глидден (октябрь 2001 г.). «Свитчи и концентраторы» . Об этом конкретном блоге Macintosh . Проверено 9 июня 2011 г.
^ «Учебное пособие по сниффингу, часть 1 — Перехват сетевого трафика» . Блог сетевой безопасности NETRESEC. 11 марта 2011 г. Проверено 13 марта 2011 г.
^ Группа по стандартизации Ethernet Powerlink (2018 г.), Спецификация профиля связи Ethernet POWERLINK. Версия 1.4.0 (PDF) , стр. 35 , получено 6 мая 2019 г.
^ «HP принимает план Starlan» . Сетевой мир . 06.11.1986. п. 6.
^ «Локальная сеть HP со скоростью 10 Мбит/с не требует специальной проводки» . Компьютерный мир . 31 августа 1987 г.
^ «Стратегия переключения будет иметь решающее значение в условиях коллизии интернет-рынков» . Сетевой мир . 21 февраля 1994 г.

Внешние ссылки

«Справочник по хабу» . ГитЛаб . Проверено 1 декабря 2021 г.

[1] Сетевые коммутаторы иногда называют коммутационными концентраторами.

[2] IEEE 802.3-2012, пункт 9.1.

[networkingtext-3] Jump up to: ^а ^б ^с Дин, Тамара (2010). Network+ Руководство по сетям . Дельмар. стр. 256–257.

[4] IEEE 802.3 9. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 10 Мбит / с.

[5] IEEE 802.3 27. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 100 Мбит / с.

[6] IEEE 802.3 41. Ретранслятор для сетей основной полосы пропускания 1000 Мбит / с.

[networking-7] Jump up to: ^а ^б ^с Халлберг, Брюс (2010). Сеть: Руководство для начинающих, пятое издание . МакГроу Хилл. стр. 68–69.

[8] Чарльз Сперджен (16 февраля 2000 г.). «Глава 13: Рекомендации по многосегментной конфигурации». Ethernet: Полное руководство . ISBN 978-1-56592-660-8 . Проверено 8 января 2012 г. Путь передачи, разрешенный между любыми двумя DTE, может состоять из пяти сегментов, четырех наборов повторителей (включая дополнительные AUI), двух MAU и двух AUI.

[9] «В чем разница между концентраторами класса I и класса II?» Интел. Проверено 16 марта 2011 г.

[10] IEEE 802.3, пункт 41.

[11] Нил Аллен (18 октября 2009 г.). Руководство по обслуживанию сети и устранению неполадок . Флюк Сети . ISBN 9780321647627 .

[12] Мэтью Глидден (октябрь 2001 г.). «Свитчи и концентраторы» . Об этом конкретном блоге Macintosh . Проверено 9 июня 2011 г.

[13] «Учебное пособие по сниффингу, часть 1 — Перехват сетевого трафика» . Блог сетевой безопасности NETRESEC. 11 марта 2011 г. Проверено 13 марта 2011 г.

[14] Группа по стандартизации Ethernet Powerlink (2018 г.), Спецификация профиля связи Ethernet POWERLINK. Версия 1.4.0 (PDF) , стр. 35 , получено 6 мая 2019 г.

[15] «HP принимает план Starlan» . Сетевой мир . 06.11.1986. п. 6.

[16] «Локальная сеть HP со скоростью 10 Мбит/с не требует специальной проводки» . Компьютерный мир . 31 августа 1987 г.

[17] «Стратегия переключения будет иметь решающее значение в условиях коллизии интернет-рынков» . Сетевой мир . 21 февраля 1994 г.

[а]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]