Функції, основні характеристики та класифікація концентраторів (“хабів”)

Вступ

На сьогоднішній день науково-технічний прогрес поширюється з швидкістю світла. З кожним днем розширюються комп’ютерні мережі та, відповідно, вимоги до них. В зв’язку з цим відбуваються нововведення в будові комп’ютерних мереж. Торкнулося це явище і концентраторів (“хабів”). Спробуємо краще розібратися що представляють з себе концентратори (hub’s) і які види їх бувають.

Hub чи концентратор - багатопортовий повторювач мережі з автосигментацією. Усі порти концентратора рівноправні. Одержавши сигнал від однієї з підключених до нього станцій, концентратор транслює його на усі свої активні порти. При цьому, якщо на якому-небудь з портів виявлена несправність, те цей порт автоматично відключається (сегментується), а після її усунення знову робиться активним. Обробка колізій і поточний контроль за станом каналів зв'язку звичайно здійснюється самим концентратором. Концентратори можна використовувати як автономні чи пристрої з'єднувати один з одним, збільшуючи тим самим розмір мережі і створюючи більш складні топології. Крім того, можливо їхнє з'єднання магістральним кабелем у шинну топологію. Автосегментація необхідна для підвищення надійності мережі. Адже Hub, що змушує на практиці застосовувати зіркоподібну кабельну топологію, знаходиться в рамках стандарту IEEE 802.3 і тим самим зобов'язаний забезпечувати з'єднання типу МОНОКАНАЛ.

Призначення концентраторів - об'єднання окремих робочих місць у робочу групу в складі локальної мережі. Для робочої групи характерні наступні ознаки: визначена територіальна зосередженість; колектив користувачів робочої групи вирішує подібні задачі, використовує однотипне програмне забезпечення і загальні інформаційні бази; у межах робочої групи існують загальні вимоги по забезпеченню безпеки і надійності, відбувається однаковий вплив зовнішніх джерел збурювань (кліматичних, електромагнітних і т.п.); спільно використовуються високопродуктивні периферійні пристрої; звичайно містять свої локальні сервера, нерідко територіально розташовані на території робочої групи.

OSI. Концентратори працюють на фізичному рівні (Рівень 1 базової еталонної моделі OSI). Тому вони не чуттєві до протоколів верхніх рівнів. Результатом цього є можливість спільного використання різних операційних систем (Novell NetWare, SCO UNIX, EtherTalk, LAN Manager і ін., сумісні з мережами Ethernet чи IEEE 802.3). Є, щоправда, визначене "тиск" на хазяїна мережі при використанні програм керування мережею: керуючі програми, як правило, використовують для зв'язку з SNMP устаткуванням протокол IP. Тому в частині керування мережею приходиться використовувати тільки цей протоколи і відповідно операційні оболонки на станціях керування мережею. Але це не дуже серйозний тиск, тому що протокол IP є, напевно, самим популярної.

Усі концентратори мають наступними характерні експлуатаційні ознаки:

•оснащені світлодіодними індикаторами, що вказують стан портів (Port Status), наявність колізій (Collisions), активність каналу передачі (Activity), наявність несправності (Fault) і наявність харчування (Power), що забезпечує швидкий контроль стану всього концентратора і діагностику несправностей;

•при включенні електроживлення виконують процедуру самотестування, а в процесі роботи - функцію самодіагностики;

•мають стандартний розмір по ширині - 19'';

•забезпечують автосегментацією портів для ізоляції несправних портів і поліпшення схоронності мережі (network integrity);

•виявляють помилку полярності при використанні кабелю на кручений парі й автоматично переключають полярність для усунення помилки монтажу;

•підтримують конфігурації з застосуванням декількох концентраторів, з'єднаних один з одним або за допомогою спеціальних кабелів і stack-портів, або тонкої коаксіальної магістралі, включеної між портами BNC, або за допомогою оптоволоконного чи товстого коаксіального кабелю підключеного через відповідні трансивери до порту AUI, або за допомогою UTP кабелів, підключених між портами концентраторів;

•підтримують мовний зв'язок і передачу даних через той самий кабельний джгут;

•прозорі для програмних засобів мережної операційної системи;

•можуть бути змонтовані і введені в дію в плині декількох хвилин.

Концентратори початкового рівня - 8-ми, 5-ти, рідше 12...16-ти портові концентратори. Часто мають додатковий BNC, рідше AUI порт. Не забезпечує можливості керування ні через консольний порт (у виді його відсутності), ні по мережі (через відсутність SNMP модуля). Є простим і дешевим рішенням для організації робочої групи невеликого розміру.Концентратори середнього класу - 12-ми, 16-ти, 24-х портові концентратори. Мають консольний порт, часто додаткові BNC і AUI порти. Цей тип концентраторів надає можливості для позасмугового керування мережею (out-of-band management) через консольний порт RS232 під керуванням якої-небудь стандартної термінальної програми, що дає можливість конфігурувати інші порти і зчитувати статистичні дані концентратора. Цей тип концентраторів позиціонують для побудови мереж у діапазоні від малих до середніх, котрі надалі будуть розвиватися і зажадають уведення програмного керування.

SNMP-керовані концентратори - 12-ми, 16-ти, 24-х і 48-ми портові концентратори. Їх відрізняє не тільки наявність консольного порту RS-232 для керування, але і можливість здійснення керування і збір статистики по мережі використовуючи протоколи SNМР/ІР чи ІРХ. Власнику подібного hub-а стають доступними наступні збір статистики на вузлах мережі (концентраторах), її первинна обробка й аналіз: ідентифікуються головні джерела повідомлень /top talkers/, найбільш активні користувачі /heavy users/, джерела помилок і комунікаційні пари /communications pairs/. Ці типи концентраторів доцільно застосовувати для побудови LAN-мереж у діапазоні від середніх і вище, що безумовно будуть розвиватися. Ці мережі завжди вимагають програмного керування мережею, у тому числі вилученого.

Чи BNC-концентратори концентратори ThinLAN - багатопортові повторювачі для тонких коаксіальних кабелів, використовуваних у мережах стандартів 10Base2. Вони мають у своєму складі порти BNC і, як правило, один порт AUI, часто підтримують SNMP протоколи. Вони, як і hub-ы 10Base-T, сегментують порти (відключаючи при цьому не одну станцію, а абонентів усього лучачи) і транслюють вхідні пакети в усі порти. На кожен BNC-порт поширюються всі ті ж обмеження, що і на фрагмент мережі стандарту 10Base-2: підтримується робота сегментів тонкого коаксіального кабелю довжиною до 185 метрів на кожен порт, забезпечується до 30 мережних з'єднань на сегмент включаючи "порожні T-коннектори", якщо відбудеться порушення цілісності кабельного сегмента, цей сегмент виключається з роботи, але інша частина концентратора буде продовжувати функціонувати. Сфера застосування концентраторів даного типу - модернізація старих мереж стандарту 10Base2 з метою підвищення їхньої надійності, модернізація мереж, що досягли обмежень на застосування репітерів і не потребуючих частих змін.

10/100Hub-и з'явилися останнім часом. Якщо просто читати рекламу на них, то можна "потрапити в засідку". Справа в тім, що Hub не вміє буферузувати пакети, а тому не вміє погоджувати різні швидкості. Тому, якщо до такому hub-у підключена хоча б одна станція стандарту 10Base-T, те всі порти будуть працювати на швидкості 10. По слухах, вже існують hub-ы, що підтримують дві швидкості одночасно. Я таких не зустрічав, але вважаю, що в цьому випадку словом "hub" виробник називає деякий проміжний пристрій (щось середнє між hub-ом і switch-ом), як, наприклад, MicroLAN фірми Cabletron Systems.

Redundant link. Концентратори середнього класу і SNMP-керовані концентратори підтримують один надлишковий зв'язок (redundant link) на кожен концентратор для створення резервних зв'язок (back up link) між будь-якими двома концентраторами. Це забезпечує відказостійкість мережі на апаратному рівні. Резервний зв'язок являє собою окремий кабель, змонтований між двома концентраторами. Використовуючи консольний порт концентратора, треба просто задати конфігурацію основного каналу зв'язку і резервного каналу зв'язку одного з концентраторів. Резервний канал зв'язку автоматично деблокується при відмовленні основного каналу зв'язку двох концентраторів. Не дивлячись на те, що концентратор може контролювати тільки один резервний зв'язок, він може знаходитися на вилученому кінці одного резервного зв'язку і на контролюючому кінці резервного зв'язку з іншим концентратором! Після усунення несправності на основному кабельному сегменті, основний зв'язок автоматично не відновить роботу. Для поновлення роботи головного зв'язку прийдеться використовувати консоль чи концентратора натиснути кнопку Reset (виключити/уключити) на концентраторі.

Зв'язувальний біт у концентраторів являє собою періодичний імпульс тривалістю 100 нс, що посилається через кожні 16 мс. Він не впливає на трафік мережі. Зв'язувальний біт посилається в той період, коли мережа не передає дані. Ця функція здійснює поточний контроль схоронності UTP каналу. Дану функцію варто використовувати у всіх можливих випадках і блокувати її тільки тоді, коли до порту концентратора приєднується пристрій, що не підтримує її, наприклад, устаткування типу HP StarLAN 10.Забезпечення таємності в мережах, побудованих з використанням концентраторів, досить невдячне заняття, тому що Hub по визначенню є широкомовним пристроєм. Але, при необхідності, Вам можуть бути доступні наступні засоби: блокування невикористовуваних портів, установка пароля на консольний порт, установка шифрування інформації на кожнім з портів (деякі моделі мають цю можливість).

Висновки.

Отже, як бачимо, вибір у концентраторах досить широкий. Кожний з видів має свої позитивні сторони і недоліки. Правильний підбір концентраторів дозволяє зекономити кошти, покращити роботи мереж як локального так і регіонального характеру.

Можна прогнозувати, що вже найближчим часом концентратори будуть удосконалюватися і поєднуватися з близькими технологічними пристроями, які пропонує сучасний прогрес.

Використана література:

1.Мякішев В.С.Сучасна техніка і життя. – К., 2001.

2.Комп’ютерні технології в ХХІ столітті. – К., 2002.

3.Салащенко І.С. Інформатика і комп’ютерні технології. – К., 2002.