هاب و انواع آن

دستگاه هاب (Hub) یکی از تجهیزات شبکه‌ای پایه است که برای اتصال چندین دستگاه به یکدیگر در یک شبکه محلی (LAN) استفاده می‌شود. این دستگاه به‌عنوان نقطه مرکزی عمل می‌کند که داده‌ها را از یک دستگاه دریافت کرده و آن را به تمام دستگاه‌های متصل به خود ارسال می‌کند. این عملکرد ساده باعث می‌شود که هاب بیشتر در شبکه‌های کوچک و ساده کاربرد داشته باشد. در این متن به معرفی هاب و انواع آن می‌‌پردازیم.

Hub چیست

همانطور که در بالا اشاره کردیم هاب دستگاهی است که چندین کامپیوتر و دستگاه را به یکدیگر متصل می‌کند. هاب‌ها به‌عنوان تکرارکننده (Repeater) یا متمرکزکننده (Concentrator) هم شناخته می‌شوند و به‌عنوان مرکز یک شبکه محلی (LAN) عمل می‌کنند. در یک هاب، هر دستگاه متصل در یک زیرشبکه (Subnet) قرار دارد و تمام داده‌هایی که به هاب ارسال می‌شوند، توسط آن دریافت می‌شوند. سپس هاب این داده‌ها را به تمام دستگاه‌های متصل دیگر ارسال می‌کند و به این ترتیب سیستمی کارآمد برای اشتراک‌گذاری داده‌ها بین کاربران ایجاد می‌شود.

هاب چگونه عمل می‌کند؟

زمانی که شما یک شبکه‌ی کوچک و دستگاه‌های کمتری دارید؛ همچنین الزامی ندارید تا nodeهای شبکه حجم بسیار زیادی از اطلاعات را انتقال دهند، هاب یک گزینه‌ی بسیار مناسب و مقرن به‌صرفه می‌باشد چرا که نسبت به سوئیچ‌های managed و unmanaged ارزان تر هستند و پیچیدگی‌های switch را ندارند.

شبکه‌های هاب نوعی از شبکه‌های کامپیوتری هستند که چندین دستگاه یا Node را برای اشتراک‌گذاری منابع، اطلاعات و خدمات به یکدیگر متصل می‌کنند. هاب به‌عنوان یک نقطه مرکزی در شبکه عمل می‌کند که تمام دستگاه‌های متصل داده‌های خود را از طریق آن ارسال و دریافت می‌کنند. هر دستگاه در شبکه می‌تواند به هاب متصل شود و داده‌های دریافتی را به تمام دستگاه‌های دیگر ارسال ‌کند. این ساختار به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا به‌راحتی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و منابعی مانند چاپگرها، فایل‌ها یا اتصال به اینترنت را به اشتراک بگذارند. با این حال، از آنجا که هاب داده‌ها را به تمام دستگاه‌ها ارسال می‌کند، پهنای باند شبکه بین تمام دستگاه‌های متصل تقسیم می‌شود. این موضوع می‌تواند باعث کاهش سرعت انتقال داده‌ها در صورت افزایش تعداد دستگاه‌ها یا حجم داده‌ها شود.

همانطور که گفتیم در یک شبکه هاب، تمام دستگاه‌ها پهنای باند را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند، به این معنا که همه منابع در هر زمان برای هر دستگاه متصل در دسترس هستند. به عنوان مثال اگر اطلاعات به یک سیستم ارسال شود بدون توجه به اینکه سیستم به چه port متصل باشد آن را به تمامی portها ارسال می‌کند اما تنها، سیستمی که آدرس مقصد را دارد اطلاعات را دریافت می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که ظرفیت کلی شبکه کاهش یابد، زیرا هر گره باید برای دسترسی به منابع مشترک رقابت کند. بنابراین، مهم است که اطمینان حاصل شود شبکه ظرفیت کافی برای عملکرد بهینه را دارد. 

معایب دستگاه Hub

دستگاه HUB سیگنال‌ها را از Port مبدا دریافت می‌کند اما چون نمی‌داند که این اطلاعات به کدام پورت باید منتقل شود از سازوکار همه پخشی استفاده می‌کند و اطلاعات را برای تمامی پورت‌ها ارسال می‌کند تا در نهایت node مقصد اطلاعات را دریافت نماید. همانطور که می‌دانید ارسال بسته‌های اطلاعاتی به تمامی پورت‌ها ترافیک زیادی را ایجاد می‌کند و به طبع پهنای باند بیشتری استفاده می‌شود و در نهایت مشکلات امنیتی همانند Ddos را پدید می‌آورد.

از دیگر مشکلات Hub می‌توان به از دست رفتن اطلاعات و داده‌ها اشاره نمود به این صورت که در برخی مواقع ارسال همزمان اطلاعات توسط چندین node وجود دارد؛ در این صورت بسته های اطلاعاتی به یک دیگر برخورد کرده و از دست می روند.

Collision domain، سگمنتی از شبکه می‌باشد که دو و یا چندین node در آن سگمنت همزمان بسته‌ی اطلاعاتی را ارسال کرده و داده‌های آن با یک دیگر برخورد می‌کنند. برخی اوقات Networkها به چندین segment تقسیم شده و هر کدام از آن‌ها دامنه‌ی برخوردی جداگانه دارد تا خطاها و مشکلات به حداقل برسد. این اتفاق زمانی می‌افتد که از Hub به جای سوئیچ استفاده می‌شود.

معرفی انواع Hub

1. Passive Hub

هاب پسیو هیچ عملیاتی بر روی سیگنال‌های دریافتی خود انجام نمی‌دهد به این معنا که نمی تواند آن‌ها را تقویت و یا بازتولید نماید و چنانچه بسته اطلاعاتی از دست برود فرستنده می‌بایست دوباره فرایند ارسال را تکرار کند.

2. Active Hub

بزرگ ترین برتری Active Hub در مقایسه با Passive Hub در تقویت signalها و بازتولید بسته‌های اطلاعاتی است؛ به عنوان مثال زمانی که Signalهای دریافتی به هر نحوی دچار آسیب شوند اما همچنان قابلیت خواندن را داشته باشند hub active سیگنال‌های معیوب را قبل از ارسال به پورت‌های دیگر آن‌ها را بازتولید و تقویت می‌کند تا به درستی به مقصد منتقل شوند.

3. Intelligent Hub

Intelligent hub علاوه بر دارا بودن ویژگی‌های Active Hub برخی امکانات مدیریتی و کنترلی را هم دارد؛ همچنین این نوع از Hubها می‌توانند بخش عمده‌ای از مشکلات را شناسایی و اطلاعاتی را به دست آورند؛ به طور مثال اگر intelligent hub با پروتکل SNMP سازگار باشد می‌تواند با تجهیزات مختلف شبکه ارتباط برقرار کند و اطلاعاتی همچون ظرفیت شبکه، پهنای باند و... را ارائه دهد.