هاب

آشنائی با نحوه عملکرد هاب

هاب، یکی از تجهیزات متداول در شبکه‌های کامپیوتری و ارزانترین روش اتصال دو یا چندین کامپیوتر به یکدیگر است. هاب در اولین لایه مدل مرجع OSI فعالیت می‌نماید. آنان فریم‌های داده را نمی‌خوانند (کاری که سوئیچ یا روتر انجام می‌دهند) و صرفاً این اطمینان را ایجاد می‌نمایند که فریم‌های داده بر روی هر یک از پورت‌ها، تکرار خواهد شد.
گره هائی که یک اترنت یا Fast Ethernet را با استفاده از قوانین CSMA/CD به اشتراک می‌گذارند، عضو یک Collision Domain مشابه می‌باشند. این بدان معنی است که تمامی گره‌های متصل شده به هاب بخشی از Collision domain مشابه بوده و زمانی که یک collision اتفاق می‌افتد، سایر گره‌های موجود در domain نیز آن را شنیده و از آن متأثر خواهند شد.
کامپیوترها یا گره‌های متصل شده به هاب از کابل‌های (UTP (Unshielded Twisted Pair، استفاده می‌نمایند. صرفاً یک گره می‌تواند به هر پورت هاب متصل گردد. مثلاً با استفاده از یک هاب هشت پورت، امکان اتصال هشت کامپیوتر وجود خواهد داشت. زمانی که هاب‌ها به متداولی امروز نبودند و قیمت آنان نیز گران بود، در اکثر شبکه‌های نصب شده در ادارات یا منازل از کابل‌های کواکسیال، استفاده می‌گردید.
نحوه کار هاب بسیار ساده‌است. زمانی که یکی از کامپیوترهای متصل شده به هاب اقدام به ارسال داده‌هایی می‌نماید، سایر پورت‌های هاب نیز آن را دریافت خواهند کرد (داده ارسالی تکرار و برای سایر پورت‌های هاب نیز فرستاده می‌شود). شکل زیر نحوه عملکرد هاب را نشان می‌دهد.
همانگونه که در شکل فوق مشاهده می‌نمائید، گره یک داده ئی را برای گره شش ارسال می‌نماید ولی تمامی گره‌های دیگر نیز داده را دریافت خواهند کرد. در ادامه، بررسی لازم در خصوص داده ارسالی توسط هر یک از گره‌ها انجام و در صورتی که تشخیص داده شود که داده ارسالی متعلق به آنان نیست، آن را نادیده خواهند گرفت. عملیات فوق از طریق کارت شبکه موجود بر روی کامپیوتر که آدرس MAC مقصد فریم ارسالی را بررسی می‌نماید، انجام می‌شود. کارت شبکه بررسی لازم را انجام و در صورت عدم مطابقت آدرس MAC موجود در فریم، با آدرس MAC کارت شبکه، فریم ارسالی دور انداخته می‌گردد.
اکثر هاب‌ها دارای یک پورت خاص می‌باشند که می‌تواند به صورت یک پورت معمولی یا یک پورت uplink رفتار نماید. با استفاده از یک پورت uplink می‌توان یک هاب دیگر را به هاب موجود، متصل نمود. بدین ترتیب تعداد پورت‌ها افزایش یافته و امکان اتصال تعداد بیشتری کامپیوتر به شبکه فراهم می‌گردد. روش فوق گزینه‌ای ارزان قیمت به منظور افزایش تعداد گره‌ها در یک شبکه‌است ولی با انجام این کار شبکه شلوغ تر شده و همواره بر روی آن حجم بالائی داده غیرضروری در حال جابجائی است. تمامی گره‌ها، عضوء یک Broadcast domain و collision domain یکسانی می‌باشند، بنابراین تمامی آنان هر نوع collision یا Broadcast را که اتفاق خواهد افتاد، می‌شنوند.
در اکثر هاب‌ها از یک ال‌ئی‌دی به منظور نشان دادن فعال بودن ارتباط برقرار شده بین هاب و گره و از ال‌ئی‌دی دیگر به منظور نشان دادن بروز یک collision استفاده می‌گردد (دو ال‌ئی‌دی مجزا). در برخی از هاب‌ها دو ال‌ئی‌دی مربوط به فعال بودن لینک ارتباطی بین هاب و گره و فعالیت پورت با یکدیگر ترکیب و زمانی که پورت در حال فعالیت است، ال‌ئی‌دی مربوطه چشمک زن شده و زمانی که فعالیتی انجام نمی‌شود، ال‌ئی‌دی فوق به صورت پیوسته روشن خواهد بود.
ال‌ئی‌دی مربوط به Collision موجود بر روی هاب‌ها زمانی روشن می‌گردد که یک collision به وجود آید. Collision زمانی به وجود می‌آید که دو کامپیوتر یا گره سعی نمایند در یک لحظه بر روی شبکه صحبت نمایند. پس از بروز یک Collision، فریم‌های مربوط به هر یک از گره‌ها با یکدیگر برخورد نموده و خراب می‌گردند. هاب به منظور تشخیص این نوع تصادم‌ها به اندازه کافی هوشمند بوده و برای مدت زمان کوتاهی چراغ مربوط به collision روشن می‌گردد. (یک دهم ثانیه به ازای هر تصادم).
تعداد اندکی از هاب‌ها دارای یک اتصال خاص از نوع BNC بوده که می‌توان از آن به منظور اتصال یک کابل کواکسیال، استفاده نمود. پس از اتصال فوق، ال‌ئی‌دی مربوط به اتصال BNC روی هاب روشن می‌گردد.