Добрый день уважаемые подписчики и читатели блога, сегодня мы продолжим с вами изучение сети и сетевых устройств и я хочу вас рассказать о такой теме, свитч и хаб отличия и сравнения . Думаю начинающим сетевым инженерам и системным администраторам это будет интересно, мы рассмотрим историю развития данных технологий и сможем понять, почему одна из них просто перестала существовать и почему.
Что такое концентратор hub
Концентратор hub это самая тупая сетевая железка, смысл которой заключается в том, что если к нему пришел сетевой пакет (его можно сравнить с письмом где ищется адресат), то он этот сетевой пакет отправит всем кто к нему подключен, что как можете понять не хорошо, так как данный пакет, получат те кому не нужно, где может быть и хакер. Так, что как вы поняли это тупой повторитель или репиттер в простонародье. Как работает хаб мы еще посмотрим.
Вот как выглядит концентратор хаб, 5 портов или более и up link, для соединения с таким же хабом или коммутатором.
Что такое свитч (коммутатор или swich)
Во первых свитчи бывают двух типов
- Управляемые > подразумевает некое количество мозгов и некого функционала, такого как Vlan или LACP .
- Не управляемые, без доп фишек
Свитчи пришли на замену тупым хабам, исправляющие их недостатки с пересылкой по всем клиентам. У свитчей очень простой принцип, вся адресация в них идет на основе таблицы mac адресов устройств . Каждое сетевое устройство или компьютер имеют уникальный mac адрес и свитч ведет у себя таблицу мак адресов, называется он arp таблица , где знает на каком порту сидит тот или иной мак адрес (сетевое устройство) и при виде пакета для него, отправляет не как хаб всем, а только одному адресату.В следствии чего меньше нагрузка на устройство и на саму сеть. Вот вам пример cisco свитча.
Что такое роутер
Ну и напомню что такое роутер, это буржуйское слово, означающее маршрут, из за этого его еще называют маршрутизатором. Его основная задача это передача трафика за пределы локальной сети, у него есть некая карта маршрутов куда и к кому идти дальше, более подробно я об этом рассказывал в заметке статическая маршрутизация , посмотрите будет полезно. Можно из обычного компьютера делать роутер, поставив на него специальную операционную систему по типу Kerio Control или Phsense.
Я покажу вам отличие хаба от свитча, на примере симулятора cisco packet tracer 6.3. У меня есть две схемы, первая это четыре компьютера подключенных к hub и вторая, это так же четыре компьютера подключенных к коммутатору. Предположим я хочу проверить связь между первым компьютером и четвертым, для этого я воспользуюсь командой ping и мы посмотрим как ведет себя каждое сетевое устройство при пропуске пакета через себя.
Запускаем пакет от 192.168.1.2 до 192.168.1.5
сетевой пакет дошел до хаба и коммутатора, смотрим что произойдет дальше.
и вы сразу видите отличие hub от коммутатора, hub отсылает пакет во все доступные порта, а switch только нужному, тем самым делая это безопаснее и не нагружая сеть.
Если вы впервые пересели на кроссовер, вам стоит разобраться, что такое ХАБы на внедорожнике. Опытные покорители направлений уверяют, что без этой маленькой детали никак не обойтись. Сразу скажем, что устройства производителями ставятся не на все модели. В таких случаях придется покупать его самому – и не стоит экономить на этом приобретении. Еще одно замечание: приобретая внедорожник, поинтересуйтесь, привод у него постоянный или отключаемый.
Лучше немного переплатить, но купить последнюю модификацию, поскольку отключение одной оси позволяет сделать эксплуатацию кроссовера более экономичной. А если добавить и ХАБы, экономия для бюджета еще увеличится. Кстати, для тех, кто еще не в курсе: часто это устройство называется также муфтой свободного хода.
Что такое ХАБы на внедорожнике, какие они бывают и зачем нужны, мы сейчас и разберемся.
Цели и задачи ХАБов
Кроссовер, оборудованный отключаемым приводом, в городском режиме должен использоваться только с одной действующей осью. При этом очень сильно сокращается расход топлива без потери проходных качеств: в мегаполисе все четыре ведущих колеса, мягко говоря, избыточны. Однако, отключив колесную пару, водитель не в состоянии добиться того, чтобы перестали работать сопряженные механизмы. Колеса во время езды задевают ступицы, вследствие чего и кардан, и полуоси не останавливают вращения. Следовательно, топливо продолжает гореть в излишнем количестве, а работающие детали быстрее амортизируют.
ХАБы, поставленные на внедорожник, отключают ступицы переднего моста, в результате чего его составляющие перестают вращаться, их ресурс перестает впустую вырабатываться, а топливо не расходуется на поддержание жизнедеятельности не участвующих в движении деталей.
Как и за любым другим механизмом, за ХАБом нужно следить: если один из пары выйдет из строя, вы в движении внезапно выясните, что передвигаетесь не на вездеходе, которому все равно, что у него под колесами, а на беспомощной заднеприводной машине.
Виды ХАБов
На текущий момент разработаны 3 разновидности муфты свободного хода.
- Ручной ХАБ . Чтобы его задействовать, владелец внедорожника должен выйти из-за руля и повернуть устройство в нужное положение. Не всем водителям такой режим использования по душе. Однако из всех типов муфт свободного хода ручной наиболее долговечен и надежен. Производителей таких ХАБов великое множество. Особенно популярны среди покорителей бездорожья бразильский AVM и штатовский WARN . Хотя в последнее время их потихоньку начали вытеснять украинские муфты фирмы «АмисА »: они произведены по новейшей технологии и выполняют свои функции даже в супертяжелых условиях. К тому же они стоят на треть дешевле конкурентов из дальнего зарубежья;
- Автоматический ХАБ хорош тем, что для его включения не нужно покидать нагретое место. Чтобы он заработал, нужно просто включить полный привод и поехать. Чтобы муфта перестала действовать – откинуть передний привод и сдать назад приблизительно на метр. Однако он имеет пару недостатков. Во-первых, часть его деталей изнашивается слишком быстро. Во-вторых, в сложных рельефных условиях он срабатывает не всегда. К примеру, неудачный заезд на горку с предсказуемым скатом назад автоматический ХАБ отключается самопроизвольно. К тому же, если дело происходит на вязкой почве (например, на мокрой глине), у вас может просто не получиться отъехать назад для снятия блокировки;
- Вакуумными зачастую снабжают еще на заводе. С одной стороны, они более совершенны, чем ручные и автоматические. Для их включения/выключения не нужно ни покидать салон, ни сдавать вперед-назад – сигнал подается на вакуумный насос электроникой. С другой стороны, работоспособность вакуумных муфт напрямую зависит от герметичности всей системы. Износ сальников и трубок , грязи или воды снаружи. Как результат: сначала блокировка становится неполной, а со временем ХАБы и вовсе перестают работать.
Многим интересен вопрос о том, что такое хабы и с чем их употребляют. Сейчас разберемся в этом вопросе. Под хабом в общем случае понимается узел какой-либо сети. Этот термин имеет различное значение в разных отраслях.
Использование хаба в различных отраслях
Например, в транспорте хабы - это узлы пересадки или перегрузки, узловые аэропорты. В энергетической отрасли это некий специальный центр, в котором один маршрут делится на несколько. На внедорожниках этим словом называется муфта свободного хода, устанавливаемая на передний мост. В различных интернет-сетях также используют хабы. Что это такое в сети "Фидонет"? Здесь хаб - узел, который служит для передачи почты. В сети обмена файлами Direct Connect так называют сетевой сервер.
Но наиболее широко понятие используется в компьютерной технике и интернете. Конкретный комплект сетевой аппаратуры основывается на задачах, которые поставлены перед проектируемой сетью и затратами на внедрение конкретного решения. Важным элементом таких задач считается выбор устройств, среди которых главную роль играют роутеры, свитчи и хабы. Что это, мы и попробуем разобраться.
Хабы в компьютерных сетях
Технологии построения постоянно развиваются. Устройства, которые лежат их основе и применяются для организации связи между компьютерами, называются по-разному: хаб, свитч и роутер. Что это такое, мы и рассмотрим более подробно.
Каждое из перечисленных устройств исполняет свою роль в организации связи между компьютерами сети. Внешне они могут смотреться одинаково: коробочки из металла небольшого размера, имеющие ряд портов или соединителей, куда подключается Ethernet-кабель. Что касается таких понятий, как коммутатор, концентратор, хаб, маршрутизатор, то они нередко используются в качестве синонимов, однако это ошибка. Все это разные устройства.
Хаб
Одними из первых сетевых устройств являются хабы. Что это за приборы? Термин имеет английское происхождение. Слово hub означает центр деятельности. Хаб, или предназначен для объединения компьютеров в простую одноранговую сеть. В устройстве предусмотрено некоторое число портов, к которым можно подключить все персональные компьютеры сети. Чаще всего для этой цели применяется витая пара, которая обжата специальным образом.
Принцип работы хаба
Рассмотрим принцип функционирования сетевого концентратора. В момент попытки доступа какого-либо из компьютеров сети, оборудованной хабом, к другому ПК, первым устройством посылается в адрес сетевого концентратора особый блок информации, называемый пакетом.
Попробуем разобраться на примере схемы с тремя компьютерами. Допустим, к устройству присоединяются компьютеры PC1, PC2 и PC3. Роль хаба заключается в размножении пакета данных от PC1 путем передачи его прочим устройствам, объединенным в локальную сеть, то есть PC2 и PC3. В момент поступления сигнала на компьютер PC3, для которого он и предназначался, последний пересылает ответный пакет хабу. Этот пакет сетевой концентратор снова шлет всем сетевым компьютерам до тех пор, пока ответ от PC3 не вернется к компьютеру-отправителю PC1.
Такова примерная схема интерфейса компьютеров, объединенных в локальную сеть, с хабом. Основной недостаток таких сетей - чересчур много пересылается информации. Сетевой концентратор непрерывно отправляет пакеты данных всем устройствам компьютерной сети, причем даже в том случае, если адресатом является один конкретный ПК. В то же время компьютеры получают блоки информации, которые зачастую абсолютно им не нужны. Технология на поверку выходит очень затратной. Вот почему сейчас сетевые концентраторы почти вышли из употребления. Взамен были разработаны более интеллектуальные приборы - сетевые коммутаторы, которые в обиходе именуют свитчами.
Свитч
Термин имеет английскую природу и означает переключатель, или сетевой коммутатор. Подобно хабу свитч требуется для соединения компьютеров в одной локальной сети. Схема соединения его с компьютерами не отличается от схемы с сетевым концентратором. Просто вместо хаба ПК подключаются к свитчу.
Будучи внешне очень похожим на сетевой концентратор, свитч имеет принципиальные отличия от него, заключающиеся в методе, которым информация передается между компьютерами локальной сети.
После получения пакета информации от компьютера, сетевой коммутатор, в отличие от концентратора, не пересылает его всем ПК, участвующим в сети, а организует направление пакета по адресу именно того компьютера, для которого предназначена посылка. К примеру, когда PK1 направляет пакет информации компьютеру PK3, свитч организует передачу именно ему, минуя PK2. Ответный пакет от PK3 сетевой коммутатор тоже возвращает только отправителю пакета информации - PK1.
Свитч обладает способностью запоминания адресов всех компьютеров, которые подключены к его портам, и благодаря этому может работать регулировщиком, передавая информацию лишь на ПК адресата и игнорируя другие.
В основу работы сетевого коммутатора легла таблица специальных MAC-адресов сетевого оборудования пользователей во внешней и внутренней сети. В результате пакет информации, попадающий на каждый из портов, проходит сравнение с таблицей маршрутизации и пересылается на адрес порта, где расположена соответствующая аппаратура.
Роутер
Название "роутер" породило английское router. Это маршрутизатор, способный организовать передачу информации между двумя или более разными локальными сетями. Кроме того, в маршрутизаторе предусмотрены порты, которые требуются, чтобы подключить к нему некоторые другие устройства с помощью кабеля.
Принцип работы маршрутизатора
Подобно сетевому коммутатору, сохраняющему таблицу зарегистрированных MAC-адресов, маршрутизатор в качестве таблицы маршрутизации хранит таблицу IP-адресов. Главная задача роутера состоит в хранении этих данных и контроле за тем, чтобы прочие роутеры знали о переменах в конфигурации сети. Решается она путем применения для координации с прочими роутерами. При поступлении пакетов в маршрутизатор последний использует разные протоколы и критерии для определения наилучшего пути пересылки пакета информации адресату.
Роутер можно запрограммировать на включение многоуровневых правил, которые определяются содержанием пакетов информации, что поступают на него. Маршрутизатор программируется так, чтобы активировать систему защиты сетевого оборудования, транслировать сетевые NAT-адреса и представлять собой сетевые сервисы DHCP.
Имея интеллектуальную начинку, маршрутизаторы входят в число самых сложных сетевых устройств. Дополнительно к возможности перенаправлять трафик информационного пакета роутеры можно применять для того, чтобы производить контроль трафика в сети. Помимо этого, они обладают способностью реагировать на изменения в сети, в динамическом режиме обнаруживая их, производить ее защиту с фильтрацией пакетов, вычисляя пакеты для блокировки или пропуска.
USB-хаб
Кроме сетевых концентраторов сети Ethernet, термин "хаб" используется применительно к технологиям USB. Разработки нового оборудования предъявляют повышенные требования к уровню развития пользовательских интерфейсов компьютерной техники. Очень много разнообразных компьютерных периферийных устройств, подключаемых при посредстве соединения USB, нуждается в специальном приспособлении, дающем возможность подключать несколько устройств одновременно через USB. Оно называется USB-хабом. Каков принцип его работы?
Является устройством небольшого размера, имеющим несколько портов. Подключают его через гнездо компьютера. Он позволяет подсоединить к одному USB-порту ПК несколько устройств USB.
Устройство USB-хаба
Конструкция и устройство хабов не отличаются большой сложностью. Они призваны коммутировать сигналы и выдавать питающее напряжение. Кроме того, они контролируют статус периферии, подключенной к ним, ставя хост в известность об изменениях.
В состав хаба входят два модуля - контроллер и повторитель. Повторитель - это управляемый ключ, который соединяет входной и выходной порты. Он имеет возможность производить сброс и приостанавливать передачу сигнала. В контроллер включаются регистры, позволяющие взаимодействовать с хостом. Управляются регистры посредством особых команд, позволяющих производить настройку концентратора, контролировать состояние и менять параметры нисходящих портов. Есть возможность использовать хаб подряда, когда устройства включаются последовательно.
Виды USB-концентраторов
Один из таких видов - внутренняя карта на системной шине. Она служит для того, чтобы подключать USB-устройства к материнской плате. Делается это с помощью карты USB PCI, устанавливаемой на свободное место шины PCI, находящейся прямо на материнской плате. Этот вид USB-хаба лучше всего использовать тем, кто знаком с устройством компьютера. Тем, кто не имеет опыта, лучше остановиться на другом виде.
Другой вид — это внешний USB-хаб без питания. Такое устройство является простым и относительно недорогим. Эта разновидность USB-хаба соединяется с USB-портом вашего компьютера. Такой прибор отлично подходит для владельцев ноутбуков. Для пользователей домашних компьютеров также возможно использование такого USB-хаба, однако при этом нужно принимать во внимание, что ряд подключаемых к компьютеру устройств требует питания, подаваемого через USB-порт. Данный вид концентраторов не способен запитать сразу несколько подобных устройств. В этой ситуации лучше всего задействовать питаемые хабы. Что это за приборы и чем они отличаются от устройств без питания?
У питаемого USB-концентратора принцип работы точно такой же, как и у хаба без питания. Отличие заключается в том, что он может включаться в розетку. Это позволяет обеспечивать полноценное питание всех устройств, которые подключаются через ЮСБ. Самые большие хабы USB - семипортовые.
Еще один вид такого устройства - компьютерная плата USB. Данное устройство подойдет для пользователей ноутбуков. Оно подсоединяется к особому USB-порту, находящемуся на корпусе ноутбука и дает возможность использовать два порта вместо одного.
Сетевой концентратор или хаб представляет собой сетевое устройство, необходимое для объединения узлов локальной сети в единый сегмент сети. Узлы подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.
В настоящее время хабы почти не выпускаются - им на смену пришли (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в
отдельный сегмент. Сетевые коммутаторы иногда называют «интеллектуальными концентраторами».
Принцип работы хаба
Концентратор работает по нехитрому принципу – перенаправляет полученные пакеты во все остальные порты. В процессе могут возникать коллизии – когда по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Еще одна проблема – безопасность – все пакеты доходят до всех компьютеров сети и при желании злоумышленник может собрать частную информацию, пароли от соцсетей. Еще один недостаток хабов – копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причём весьма существенно – по сути весь трафик сегмента сети достаётся каждому из компьютеров и загружает каждый миллиметр провода.
Типичный концентратор
В отличие от хаба, более “умный” свитч запоминает MAC-адреса компьютеров в специальной таблице и пересылает пакеты только в тот порт, который сответствует адресу получателя. Кроме того, пакеты буферизуются, что исключает коллизии. За счёт этого посылки данных идут только по нужным портам – нет проблем с безопасностью и с чрезмерной нагрузкой не нуждающихся в соответствующих пакетах проводов и компьютеров.
На сегодняшний день хабы практически отсутствуют в продаже, а дешёвые свитчи, они же коммутаторы для домашнего пользования стоят совсем недорого.