Что такое хаб и как он работает?

назад

    Тем, кто знаком с тем, как работает сеть, в которой компьютеры подключены посредством коаксиального кабеля, много рассказывать не нужно. Достаточно сказать, что хаб реализует абсолютно тот же механизм передачи информации и работает на уровне электрических сигналов. 100-мбитный хаб просто работает в 10 раз быстрее, чем 10-мбитный. 100-мбитной коаксиальной сети (в классическом ее понимании) в природе не бывает.

    Итак, что происходит в сети (в первую очередь - на сетевых адаптерах), созданной при помощи коаксиального кабеля (либо концентратора)?

    Сетевому адаптеру необходимо передать пакет в сеть. Для начала проверяется наличие электрического сигнала на входе адаптера (можно ли передавать данные?). Если уже кто-то осуществляет передачу - стало быть канал занят и нужно малость подождать. Если опять занят - стало быть нужно подождать еще. Если занято 32 раза подряд - наверное проблемы с сетью... 
    Если  канал свободен и данные передавать можно - пакет передается в общую сеть, при этом попадая в каждый порт хаба и на каждый сетевой адаптер. У сетевого адаптера есть адрес - уникальный 6-значный номер. Если собственный адрес адаптера и адрес "кому" пакета совпадают - этот пакет принимается сетевой картой и обрабатывается компьютером. Если нет - игнорируется.

    Таким образом, в единицу времени возможна только одна акция "прием-передача пакета". На рисунке показано, что станция 1 обращается к станции 2. К остальным станциям данная информация так же попадает. 

Пакет может только приниматься, либо только передаваться (для серверного адаптера это означает: получил пакет с запросом от клиента сети, дождался пока освободится линия - передал ответный пакет). По этой причине на концентраторе (и в коаксиальной сети) невозможен режим FullDuplex (опять-таки, в классическом понимании слова HUB - некоторые производители почему-то начали выпускать "концентраторы с режимом фуллДуплекс" (?!?!?!?) - что это такое и как оно работает - пока я не смог получить вразумительного ответа ни от одного менеджера контор, поставляющих оное оборудование). Один менеджер высказал предположение что это наверноее все-таки свич, но хабом он обозван, потому как исторически хаб - это устройство для объединения конечных устройств, а свич - вроде как призван обьединять хабы... 
    Сетевой адаптер, работающий в режиме ФуллДуплекс при подключении его к "честному" концентратору - большая проблема для всей сети, ибо он будет пытаться передавать данные одновременно с приемом оных, мешая работать всем.

    Концентратор 100 мбит/с, как уже сообщалось, работает просто "с бОльшей скоростью". Еще одна модель - концентратор 10/100 мбит/с обеспечивает подключение в сеть клиентов с сетевыми адаптерами как 10, так и 100 мбит/с. Внутри себя такое устройство содержит 2-портовый коммутатор (бридж), позволяющий "собирать" на одном устройстве 2 "под-концентратора": из клиентов со скоростью работы 10 мбит/с и клиентов со скоростью работы 100 мбит/с. Благодаря наличию буфера памяти в данном 2-портовом коммутаторе сглаживаются проблемы при передаче из "под-концентратора", работающего с одной скоростью в "под-концентратор" с другой скоростью.

    Фактически, для концентратора справедливо правило: при максимальной загрузке сети скорость передачи данных делится равномерно на всех работающих клиентов. На самом деле, это не совсем верно, ибо передающий данные адаптер все равно в каждый отдельно взятый момент времени "сбрасывает данные" со скоростью 100 мбит/с. Если рассмотреть работу сети в более продолжительный интервал времени - процент истины в данном высказывании будет приближаться к 100% при увеличении оного интервала.

    При объединении концентраторов в стек (при помощи высокоскоростной шины) или при подключении  посредством портов вышеозначенное правило сохраняется: в сети из 80 портов, построенной из 4 концентраторов 24*10/100 мбит/с при условии что всем одновременно нужно принимать-передавать данные (что на практике случается довольно редко) каждый отдельно взятый адаптер сети за минуту сможет принять (передать) количество данных, примерно равное 100/80*60=75мбит, что при переводе в байты составит 9,375Мбайт... На самом деле - немного меньше, ибо в столь большой сети неизбежны ошибки, повторные передачи пакетов и проч...

    Если же компьютеров на концентраторе всего 2 (количество портов устройства не важно) - количество переданной информации в минуту может составить 100*60=6000мбит или 750Мбайт. На самом деле, данные немного неверны, ибо есть еще несколько составляющих скорости передачи данных в данной сети, но - более глубокая информация в той или иной форме может быть найдена в Сети или в учебниках... Если же 2 адаптера посредством кабеля "вывернутая пара" подключены "порт в порт" и работают в режиме FullDuplex - полученные данные можно умножить на 2 (рекламный трюк режима фуллдуплекс, ибо реально - не на 2, а на 1.2-1.5).