Концентратор Ethernet , активный концентратор , сетевой концентратор , повторитель-концентратор , многопортовый повторитель или просто концентратор [a] — это сетевое аппаратное устройство для соединения нескольких устройств Ethernet вместе и обеспечения их работы в качестве единого сегмента сети . Он имеет несколько портов ввода-вывода (I/O), в которых сигнал, введенный на входе любого порта, появляется на выходе каждого порта, за исключением исходного входящего. [1] Концентратор работает на физическом уровне . [2] Концентратор-повторитель также участвует в обнаружении коллизий, пересылая сигнал о заторе на все порты, если он обнаруживает столкновение . В дополнение к стандартным портам 8P8C (« RJ45 ») некоторые концентраторы могут также поставляться с разъемом BNC или интерфейсом блока подключения (AUI), что позволяет подключаться к устаревшим сегментам сети 10BASE2 или 10BASE5 .
Концентраторы в настоящее время в значительной степени устарели, будучи заменены сетевыми коммутаторами, за исключением очень старых установок или специализированных приложений. С 2011 года соединение сегментов сети с помощью повторителей или концентраторов устарело в соответствии с IEEE 802.3. [3] [4] [5]
Сетевое устройство уровня 1, такое как концентратор, передает данные, но не управляет трафиком, проходящим через него. Любой пакет, входящий в порт, повторяется на выходе каждого другого порта, за исключением порта входа. В частности, каждый бит или символ повторяется по мере поступления. Поэтому концентратор-повторитель может принимать и пересылать данные только на одной скорости. Двухскоростные концентраторы внутри состоят из двух концентраторов с мостом между ними. Поскольку каждый пакет повторяется на каждом другом порту, конфликты пакетов влияют на всю сеть, ограничивая ее общую пропускную способность.
Сетевой концентратор — это простое устройство по сравнению с коммутатором . Как многопортовый повторитель он работает, повторяя передачи, полученные с одного из его портов, на все другие порты. Он знает о пакетах физического уровня , то есть может обнаружить их начало ( преамбулу ), свободную линию ( межпакетный промежуток ) и обнаружить столкновение, которое он также распространяет, отправляя сигнал заторов . Концентратор не может дополнительно исследовать или управлять любым трафиком, который через него проходит. [6] Концентратор не имеет памяти для хранения данных и может обрабатывать только одну передачу за раз. Поэтому концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме. Из-за большего домена столкновений коллизии пакетов более вероятны в сетях, подключенных с использованием концентраторов, чем в сетях, подключенных с использованием более сложных устройств. [2]
Необходимость обнаружения коллизий хостами ограничивает количество концентраторов и общий размер сети, построенной с использованием концентраторов (сеть, построенная с использованием коммутаторов, не имеет этих ограничений). Для сетей 10 Мбит/с, построенных с использованием концентраторов-повторителей, необходимо соблюдать правило 5-4-3 : между любыми двумя конечными станциями допускается до пяти сегментов (четыре концентратора). [6] Для сетей 10BASE-T допускается до пяти сегментов с четырьмя повторителями между любыми двумя хостами. [7] Для сетей 100 Мбит/с ограничение уменьшается до трех сегментов между любыми двумя конечными станциями, и даже это допускается только в том случае, если концентраторы имеют класс II. Некоторые концентраторы имеют порты стека, специфичные для производителя, что позволяет объединять их таким образом, чтобы допускалось больше концентраторов, чем простое объединение в цепочку через кабели Ethernet, но даже в этом случае для большой сети Fast Ethernet , скорее всего, потребуются коммутаторы, чтобы избежать ограничений на объединение в цепочку, присущих концентраторам. [2]
Большинство концентраторов обнаруживают типичные проблемы, такие как чрезмерные коллизии и бессвязность на отдельных портах, и разделяют порт, отключая его от общей среды. Таким образом, Ethernet на основе витой пары на основе концентратора , как правило, более надежен, чем Ethernet на основе коаксиального кабеля (например, 10BASE2), где неисправное устройство может негативно повлиять на весь домен коллизий . [6] Даже если концентратор не разделен автоматически, он упрощает устранение неполадок, поскольку концентраторы устраняют необходимость устранения неисправностей на длинном кабеле с несколькими ответвлениями; индикаторы состояния на концентраторе могут указывать на возможный источник проблемы или, в крайнем случае, устройства можно отключать от концентратора по одному за раз гораздо проще, чем от коаксиального кабеля. [ требуется цитата ]
Чтобы передавать данные через повторитель в пригодном для использования виде из одного сегмента в другой, кадрирование и скорость передачи данных должны быть одинаковыми в каждом сегменте. Это означает, что повторитель не может подключить сегмент 802.3 (Ethernet) и сегмент 802.5 (Token Ring) или сегмент 10 Мбит/с к 100 Мбит/с Ethernet. [ необходима цитата ]
На заре Fast Ethernet коммутаторы Ethernet были относительно дорогими устройствами. Концентраторы страдали от проблемы, заключающейся в том, что если были подключены какие-либо устройства 10BASE-T , то вся сеть должна была работать на скорости 10 Мбит/с. Поэтому был разработан компромисс между концентратором и коммутатором, известный как двухскоростной концентратор . Эти устройства используют внутренний двухпортовый коммутатор, соединяющий сегменты 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Когда сетевое устройство становится активным на любом из физических портов, устройство подключает его либо к сегменту 10 Мбит/с, либо к сегменту 100 Мбит/с, в зависимости от ситуации. Это устраняло необходимость перехода по принципу «все или ничего» на сети Fast Ethernet. Эти устройства считаются концентраторами, поскольку трафик между устройствами, подключенными на одной скорости, не коммутируется. [ необходима цитата ]
Концентраторы и повторители 100 Мбит/с делятся на два разных класса: Класс I задерживает сигнал максимум на 140 битовых времен. Эта задержка позволяет выполнять трансляцию/перекодирование между 100BASE-TX, 100BASE-FX и 100BASE-T4. Концентраторы класса II задерживают сигнал максимум на 92 битовых времени. Эта более короткая задержка позволяет устанавливать два концентратора в одном домене коллизий. [8]
Концентраторы-повторители определены в стандартах Gigabit Ethernet [9], но коммерческие продукты так и не появились [10] из-за перехода отрасли на коммутацию.
Исторически, основной причиной покупки концентраторов, а не коммутаторов, была их цена. К началу 2000-х годов разница в цене между концентратором и недорогим коммутатором была незначительной. [11] Концентраторы все еще могут быть полезны в особых обстоятельствах:
Один из первых концентраторов Ethernet, HP Starlan для StarLAN , первого стандарта Ethernet по витой паре, был анонсирован в 1986 году. [14] Его преемник, Starlan 10, был анонсирован в 1987 году. [15] К 1994 году отрасль начала переходить на коммутацию. [16]
Разрешенный путь передачи между любыми двумя DTE может состоять из пяти сегментов, четырех наборов ретрансляторов (включая дополнительные AUI), двух MAU и двух AUI.