هاب چیست و چه کاربردی در شبکه دارد؟

هاب چیست و چه کاربردی در شبکه دارد ؟

هاب یکی از تجهیزات شبکه است که وظیفه دریافت و ارسال داده های شبکه را دارد. کاربرد هاب در لایه یک مدل مرجع OSI است و دیوایس های شبکه را برای اشتراک اطلاعات به هم متصل می کند. هاب در پیاده سازی توپولوژی ستاره با استفاده از پورت های مختلفی که دارد کاربرد دارد. اگر بسته ای توسط یک پورت دریافت شود، هاب آن بسته را به تمام پورت ها ارسال می کند. تمامی دیوایس ها آن بسته را دریافت می کنند اما تنها دیوایسی که مک آدرسش با مک آدرس مقصد بسته شبیه است، آن بسته را پردازش می کند.

هاب یک دیوایس لایه یک است و هیچ هوشمندی یا جدول مسیریابی ندارد. به همین دلیل استفاده از هاب در شبکه باعث افزایش broadcast domain می شود. ارسال بسته‌ی اطلاعاتی به تمام پورت ها خطرهای امنیتی در پی دارد. با وجود قیمت ارزان تر آن ها نسبت به سوییچ و روتر به دلیل مشکلاتی که در بالا ذکر شد اکثراً استفاده نمی شوند. هاب هیچ اطلاعاتی درمورد لایه های بالاتر از خود ندارد. آدرس IP را تشخیص نمی دهد و به اصطلاح یک دستگاه گنگ است.

انواع هاب

سه مدل هاب در شبکه وجود دارد که عبارت اند از:

1. هاب پسیو(غیر فعال)
2. هاب اکتیو(فعال)
3. هاب هوشمند

هاب پسیو (غیرفعال)

هاب پسیو صرفاً نقطه ی اتصال دیوایس های شبکه به هم است و به ایجاد شبکه فیزیکی کمک می کند. بسته های اطلاعاتی را از یک پورت دریافت و به همه ی پورت های دیگر ارسال می کند. هاب پسیو برای ایجاد یک شبکه LAN مناسب است. کانکتورهای هاب RJ-45 است که به تمام دیوایس های شبکه محلی متصل است. همچنین این مدل هاب دارای پورت AUI هستند.

هاب اکتیو (فعال)

در مقایسه با هاب های پسیو (غیرفعال) یکسری ویژگی های اضافه تری دارد. از جمله این ویژگی ها نظارت بر داده های ارسال شده به دیوایس های متصل به پورت های هاب است. هاب اکتیو بسته هایی که برای ارسال دارد را بررسی می کند و تصمیم می گیرد که کدام بسته را ابتدا ارسال کند.

علاوه بر این، قابلیت تعمیر بسته های آسیب دیده را هنگام ارسال دارد. زمانی که سیگنال های اطلاعات در شبکه منتقل می شوند ممکن است تضعیف شوند. از دیگر قابلیت های هاب اکتیو تقویت سیگنال های تضعیف شده است به این صورت که سیگنال تضعیف شده را دریافت، آن را تقویت می کند و به سیگنال قوی تری تبدیل می کند و بعد به سمت مقصد ارسال می کند.

هاب هوشمند

هاب هوشمند در مقایسه با دو هاب پسیو و اکتیو کمی هوشمندانه تر عمل می کند. این هاب ها دارای انواع نرم افزارهای مدیریتی هستند که به تجزیه و تحلیل مشکلات موجود در شبکه و رفع آن ها کمک می کند.

ویژگی های هاب

• با پهنای باند و پخش broadcast عمل می کند.
• دیوایس فیزیکی لایه یک مدل مرجع OSI است و از حالت انتقال half-duplex پشتیبانی می کند.
• از پروتکل VLAN پشتیبانی نمی کند.
• در هاب عمل برخورد و خرابی بسته های اطلاعاتی زیاد رخ می دهد.
• هیچ گونه نظارتی روی بسته های دریافتی و ارسالی انجام نمی دهد.

کاربرد هاب

کاربردهای مهم هاب را در این قسمت بررسی می کنیم:

• برای ایجاد شبکه های خانگی کوچک
• استفاده در شبکه هایی که تعداد دیوایس های تحت شبکه کم است
• استفاده در شبکه هایی که پیام های broadcast زیادی نداریم.

عملکرد هاب

هاب به عنوان یک اتصال مرکزی بین تمام تجهیزات شبکه کار می کنند و در لایه ی یک، فریم های شبکه را دریافت و مدیریت می کند. زمانی که هاب فریمی را دریافت می کند پس از تقویت آن را به تمام پورت ها ارسال می کند. در ارسال بسته به تمام پورت ها، در نظر گرفته نمی شوند که کدام دستگاه مقصد اصلی ما است. پس از ارسال بسته به تمامی دیوایس ها، مک آدرس مقصدی که در بسته نوشته شده با مک آدرس مقصد چک می شود و اگر دو آدرس شبیه هم بودند. دیوایس آن بسته را پردازش می کند.

این عمل باعث ترافیک بسیار بالا در شبکه می شود و می تواند عملکرد شبکه را کاهش دهد. هاب در مقایسه با سوئیچ کندتر است، زیرا قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به طور همزمان نیست ولی سوئیچ نسبت به هاب گران تر است.

USB hub connecting and sharing multiple usb devices to a computer

مزیت های هاب

• قیمت ارزان
• اتصال راحت دیوایس های مختلف به شبکه
• نیاز نداشتن به کانفیگ
• افزایش مسافت کل شبکه

معایب هاب

• توانایی انتخاب بهترین مسیر در شبکه را ندارد
• Collision (برخورد) را تشخیص نمی دهد.
• در حالت half-duplex کار می کند و نمی تواند از تمام پهنای باند شبکه استفاده کند.
• باعث افزایش ترافیک شبکه می شود.
• قادر به فیلتر کردن اطلاعات نیست.
• قادر به اتصال به توپولوژی های مختلف شبکه مانند حلقه، توکن، اترنت و غیره را ندارد.