Концентратор Ethernet , активный концентратор , сетевой концентратор , концентратор-ретранслятор , многопортовый повторитель или просто концентратор [a] — это сетевое аппаратное устройство для соединения нескольких устройств Ethernet вместе и заставить их действовать как один сегмент сети . Он имеет несколько портов ввода-вывода (I/O), в которых сигнал , подаваемый на вход любого порта , появляется на выходе каждого порта, кроме исходного входящего. [1] Хаб работает на физическом уровне . [2] Концентратор-ретранслятор также участвует в обнаружении коллизий, пересылая сигнал помех на все порты, если он обнаруживает коллизию . В дополнение к стандартным портам 8P8C (« RJ45 ») некоторые концентраторы могут также поставляться с разъемом BNC или интерфейсом модуля подключения (AUI), позволяющим подключаться к устаревшим сетевым сегментам 10BASE2 или 10BASE5 .
Концентраторы в настоящее время в значительной степени устарели, их заменили сетевые коммутаторы , за исключением очень старых установок или специализированных приложений. С 2011 года соединение сегментов сети с помощью повторителей или концентраторов признано устаревшим стандартом IEEE 802.3. [3] [4] [5]
Сетевое устройство уровня 1, такое как концентратор, передает данные, но не управляет проходящим через него трафиком. Любой пакет, входящий в порт , повторяется на выходе любого другого порта, кроме порта входа. В частности, каждый бит или символ повторяется по мере поступления. Таким образом, концентратор-ретранслятор может принимать и пересылать данные только с одной скоростью. Двухскоростные хабы внутренне состоят из двух хабов 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 со свитчем . Как многопортовый ретранслятор он работает, повторяя передачи, полученные с одного из его портов, на все остальные порты. Он знает о пакетах физического уровня , то есть может обнаружить их начало ( преамбулу ), свободную линию ( межпакетный разрыв ) и обнаружить коллизию, которую он также распространяется, отправляя сигнал застревания . Концентратор не может дополнительно проверять или управлять каким-либо трафиком, проходящим через него. [6] Концентратор не имеет памяти для хранения данных и может обрабатывать только одну передачу за раз. Таким образом, концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме. Из-за большего домена коллизий коллизии пакетов более вероятны в сетях, соединенных с помощью концентраторов, чем в сетях, подключенных с помощью более сложных устройств. [2]
Необходимость того, чтобы хосты могли обнаруживать коллизии, 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 ретрансляторов-концентраторов, необходимо соблюдать правило 5-4-3 : между любыми двумя конечными станциями допускается наличие до пяти сегментов (четырех концентраторов). [6] Для сетей 10BASE-T между любыми двумя хостами допускается до пяти сегментов с четырьмя повторителями. [7] Для сетей со скоростью 100 Мбит/с предел снижается до трех сегментов между любыми двумя конечными станциями, и даже это допускается только в том случае, если концентраторы относятся к классу II. Некоторые концентраторы имеют порты стека, предназначенные для конкретного производителя, что позволяет их объединять таким образом, чтобы можно было использовать больше концентраторов, чем простое соединение через кабели Ethernet, но даже в этом случае большая сеть Fast Ethernet , вероятно, потребует коммутаторов, чтобы избежать ограничений цепочки концентраторов. [2]
Большинство концентраторов обнаруживают типичные проблемы, такие как чрезмерные коллизии и помехи 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 неправильно работающее устройство может отрицательно повлиять на всю область коллизий . [6] Даже если концентратор не разделен автоматически, он упрощает поиск и устранение неисправностей, 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 гораздо проще, чем от коаксиального кабеля. [ нужна цитата ]
Для удобной передачи данных через ретранслятор из одного сегмента в другой частота кадров и скорость передачи данных должны быть одинаковыми в каждом сегменте. Это означает, что репитер не может подключить сегмент 802.3 (Ethernet) и сегмент 802.5 (Token Ring) или сегмент 10 Мбит/с к Ethernet 100 Мбит/с. [ нужна цитата ]
На заре Fast Ethernet коммутаторы Ethernet были относительно дорогими устройствами. Концентраторы страдали от проблемы: если были подключены какие-либо устройства 10BASE-T , вся сеть должна была работать со скоростью 10 Мбит/с. Поэтому был разработан компромисс между концентратором и коммутатором, известный как двухскоростной концентратор . В этих устройствах используется внутренний двухпортовый коммутатор, соединяющий сегменты 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Когда сетевое устройство становится активным на любом из физических портов, оно подключает его либо к сегменту 10 Мбит/с, либо к сегменту 100 Мбит/с, в зависимости от ситуации. Это устранило необходимость перехода по принципу «все или ничего» на сети Fast Ethernet. Эти устройства считаются концентраторами, поскольку трафик между устройствами, подключенными с одинаковой скоростью, не переключается. [ нужна цитата ]
Концентраторы и повторители 100 Мбит/с делятся на два разных класса: Класс I задерживает сигнал максимум на 140 битов. Эта задержка позволяет осуществлять трансляцию/запись между 100BASE-TX, 100BASE-FX и 100BASE-T4. Концентраторы класса II задерживают сигнал максимум на 92 бита. Эта более короткая задержка позволяет установить два концентратора в одном домене коллизий. [8]
Концентраторы-ретрансляторы определены в стандартах Gigabit Ethernet [9] , но коммерческие продукты так и не появились [10] из-за перехода отрасли к коммутации.
Исторически сложилось так, что основной причиной покупки концентраторов, а не коммутаторов, была их цена. К началу 2000-х годов разница в цене между концентратором и коммутатором нижнего уровня была небольшой. [11] Хабы 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 к коммутации. [16]
Путь передачи, разрешенный между любыми двумя DTE, может состоять из пяти сегментов, четырех наборов повторителей (включая дополнительные AUI), двух MAU и двух AUI.