Skip to content

Хаб (концентратор)

1. Введение

1.1 Назначение документа

Настоящий документ представляет собой подробное описание сетевого устройства — хаба (концентратора). Целью данного документа является предоставление полной информации о функциональном назначении, архитектуре, принципах работы, типах, применении и основных характеристиках хабов.

1.2 Определение

Хаб (hub) — это сетевое устройство, работающее на физическом уровне модели OSI (уровень 1), предназначенное для объединения нескольких Ethernet-устройств в одну сеть. Хаб не анализирует данные и передаёт полученные кадры всем подключённым портам, кроме того, от которого они пришли.

2. Основные функции хаба

  1. Объединение сетевых устройств

  2. Позволяет соединить несколько компьютеров, принтеров, камер и других устройств в локальную сеть.

  3. Ретрансляция данных

  4. Передаёт входящие данные всем подключённым устройствам (широковещательно).

  5. Физическое соединение

  6. Обеспечивает физический интерфейс (обычно RJ-45) для подключения устройств по Ethernet.

  7. Увеличение количества портов

  8. Используется как простой способ расширения числа доступных сетевых портов.

3. Классификация хабов

3.1 По уровню управления:

  • Неуправляемые (Unmanaged Hubs)
    Простые устройства без возможности настройки. Работают «из коробки».

  • Управляемые (Managed Hubs)
    Редкость. Некоторые модели позволяют управлять питанием портов или отслеживать статус.

3.2 По способу установки:

  • Настольные (Desktop)
  • Монтажные (Rackmount) – для установки в серверные стойки.

3.3 По скорости передачи:

  • 10 Мбит/с (Ethernet)
  • 10/100 Мбит/с (Fast Ethernet)
  • Гигабитные хабы – редкость, так как обычно используются свитчи.

3.4 По типу питания:

  • Пассивные хабы – не требуют внешнего источника питания.
  • Активные хабы – имеют собственный источник питания и усиливают сигнал.

4. Архитектура хаба

Типичный хаб состоит из следующих компонентов:

Компонент Описание
Процессор / контроллер Простой чип для обработки физического уровня.
Память Очень ограниченная, используется для временного хранения пакетов.
Порты Ethernet Интерфейсы для подключения клиентских устройств.
Блок питания (для активных моделей) Для питания устройства и усиления сигнала.

5. Принцип работы хаба

  1. Получение кадра с одного из портов.
  2. Широковещательная передача этого кадра все другим портам, кроме источника.
  3. Каждое устройство в сети самостоятельно определяет, предназначено ли ему сообщение, сравнивая целевой MAC-адрес с собственным.

Примечание: Такой подход приводит к высокому уровню коллизий и снижению производительности в загруженных сетях.

6. Коллизии и ограничения

6.1 Коллизии

  • Поскольку хаб отправляет данные всем портам, возможны коллизии — ситуация, когда два устройства одновременно пытаются передать данные.
  • Это приводит к ошибкам передачи и необходимости повторной отправки.

6.2 Домен коллизии

  • Все устройства, подключённые к одному хабу, находятся в одном домене коллизии.
  • Это ограничивает масштабируемость и надёжность сети.

7. Сравнение хаба с коммутатором (свитчем)

Характеристика Хаб Свитч
Уровень OSI Физический (L1) Канальный (L2), иногда L3
Обработка кадров Широковещательная передача Передача только целевому устройству
Поддержка MAC-адресов Нет Да
Коллизии Возможны Минимизированы
Производительность Низкая Высокая
Безопасность Низкая Средняя
Цена Низкая Выше, чем у хабов

8. Современное использование хабов

  • Устаревшие технологии: большинство современных сетей используют свитчи, которые эффективнее и безопаснее.
  • Диагностические цели: иногда используются для прослушивания трафика (например, в сетевом анализе).
  • Ограниченное применение в малых офисах или старых системах.

9. Примеры популярных брендов и моделей

Бренд Примеры моделей Назначение
D-Link DH2008M, DUB-H7 USB и Ethernet хабы
TP-Link TL-WN4220, TL-SG105 Ethernet хабы и свитчи
Netgear EN108TP, U600HD Промышленные и офисные хабы
Cisco Catalyst WS-C2960-8TC-L Интегрированные решения (свитчи с хаб-подобным режимом)

10. Приложения

10.1 Глоссарий

  • Коллизия – конфликт, возникающий при одновременной передаче данных двумя устройствами.
  • Домен коллизии – сегмент сети, в котором могут происходить коллизии.
  • MAC-адрес – уникальный идентификатор сетевого устройства.
  • Ethernet – стандарт для проводных локальных сетей.
  • OSI модель – эталонная модель взаимодействия открытых систем.

10.2 Полезные ссылки