Switching Hub , или просто Switch (коммутатор), - это более интеллектуальное по сравнению с концентратором устройство. Коммутаторы способны делить сети на сегменты и передавать пакеты между портами на основе адреса получателя, включенного в каждый пакет. Достигается это созданием внутренней таблицы, связывающей порты с адресами подключенных к ним устройств. Эту таблицу администратор сети может создать самостоятельно или задать ее автоматическое создание средствами коммутатора. Используя таблицу адресов и содержащийся в пакете адрес получателя, коммутатор организует виртуальное соединение порта отправителя с портом получателя и передает пакет через это соединение, при этом задержка при передаче сигналов минимальна. Виртуальное соединение между портами коммутатора сохраняется в течение передачи одного пакета, т.е. для каждого пакета оно создается заново. Поскольку пакет передается только в тот порт, к которому подключен адресат, остальные пользователи не получат этот пакет, и таким образом коммутаторы снижают количество коллизий в сети и обеспечивают средства безопасности, недоступные для концентраторов. Как было замечено ранее, данные передаются напрямую из порта в порт, однако, при передаче пакетов между портами, работающими на разных скоростях, коммутацию на лету использовать невозможно, поэтому при организации виртуального соединения между портами с разной скоростью производится буферизация пакетов, что приводит к возрастанию задержки передачи пакетов до 30-40 микросекунд. К сожалению, типичные коммутаторы работают по алгоритму "устаревания адресов". Это означает, что если по истечении определенного промежутка времени не было обращений по какому либо адресу, этот адрес удаляется из адресной таблицы. При поступлении нового пакета в этот адрес будет невозможным установить прямое соединение, что вызовет такую же задержку в передаче данных, что и при соединении разноскоростных портов - 30-40 микросекунд. Такая проблема решена в сериях коммутаторов, поддерживающих технологию SNS, которая ранее называлась SFS. Одна из ее особенностей заключается в том, что коммутаторы, составляющие сеть, хранят таблицу адресов "вечно" и обмениваются этими таблицами друг с другом, а также могут выгружать их на специальный сервер. Это позволяет не только сократить время прохождения пакета по сети, но и решить ряд специфических проблем, особенно связанных с безопасностью. У многих коммутаторов имеется возможность организации одновременных соединений между любыми парами портов устройства - это значительно расширяет суммарную пропускную способность сети.
Созданием домашних или офисных компьютерных сетей сейчас никого не удивишь, однако данный процесс предполагает наличие определенных знаний об их построении у соответствующего специалиста. Также среди огромного количества специальных сетевых приборов и устройств важно выбрать самые необходимые, так как построить компьютерную сеть - это лишь полдела. Результатом должно быть решение с максимальной оптимизацией и скоростью работы при достаточной отказоустойчивости системы под нагрузкой.
Зачем пользователям компьютеров и компьютерных устройств сети? Ответ прост: для сближения, общения и обмена информацией. Век бумажных писем и телеграфных сообщений давно прошел, и настало время «жизни онлайн». Информация для учебы, рабочие графики и проекты, инженерные разработки и технологии, видеообщение с друзьями, родственниками и коллегами, общение в социальных сетях и самые разнообразные средства для хобби - это лишь малая часть того, что способен делать человек, погрузившись в компьютерную сеть как локального, так и глобального масштаба. Поэтому, чтобы быть готовым стать полноценным участником такого информационного обмена, важно не только уметь пользоваться компьютером, но и разбираться в том, что такое хаб, свитч, маршрутизатор и многое-многое другое.
Компьютерные сети
Что же собой представляют компьютерные сети? В классическом понимании это совокупность объединенных между собой компьютерных машин, оргтехники и других возможных устройств, с целью обмена и хранения информации, а также совместного доступа к различным устройствам. Такие сети могут быть самыми разнообразными - от больших до маленьких и от узких до широких.
По уровню доступа принято выделять два типа сетей: локальные и глобальные. Локальные компьютерные - это сети, построенные в пределах определенного ограниченного пространства, как, например, дом, офис, район, город. Глобальные же, в свою очередь - это сети, предоставляющие выход во все сети мира, то есть находятся в непосредственном объединении с ними. Примером глобальной сети можно назвать Интернет, ставший неотъемлемой частью жизни каждого человека на планете Земля.
Особенности построения компьютерных сетей
Очевидно, что большие локальные или глобальные сети - это объединение небольших локальных участков в единое целое. Поэтому, чтобы разобраться в процессе построения сетей, необходимо начать с малого - на примере небольшой домашней сети.
Она может состоять из двух и более компьютерных устройств и оргтехники. Для объединения двух компьютеров потребуется либо патч-кабель (кабель «витая пара» с краями, обжатыми коннекторами) либо два патч-кабеля и объединяющее устройство. Таким устройством может выступать локальный хаб, свитч или роутер (маршрутизатор).
Создание сети посредством только кабеля - самый простой процесс, предполагающий, что пользователи хотят связать только эти два компьютерных устройства. Это позволит передавать данные, общаться и получать доступ к подключенным устройствам одного из элементов сети. Однако доступ через сеть к устройствам типа принтера или сканера будет только при включенном втором компьютере, что не всегда удобно.
В этом случае лучше использовать хаб - устройство, выступающее посредником между компьютерами и другими сетевыми устройствами. При этом для регулярного доступа к сетевым ресурсам без необходимости включать какой-то определенный компьютер используется локальный сервер - компьютерное устройство, обеспечивающее постоянный доступ пользователей в сеть и предоставляющее дополнительные мощности для хранения и использования информации. Сервер также может осуществлять связь с внешним миром, то есть осуществлять выход локальной сети в объединения сетей либо в Интернет.
Что такое хаб?
Сетевой концентратор или хаб - это сетевое устройство для объединения компьютерных устройств и оргтехники (либо любой другой специализированной техники) в цельное образование. Главной его задачей является получение сигнала с информацией на один из портов и передача дальше на другие порты. Однако в работе хаба возможны коллизии из-за возможного столкновения пакета данных на одном из портов, что значительно замедляет процесс передачи данных.
Что же такое хаб для обычного среднестатистического пользователя? Ответ прост - это небольшая коробочка с мигающими лампочками, удлиняющая компьютерную локальную сеть либо предоставляющая доступ в существующую сеть, управляемую через сервер.
Что такое свитч?
Свитч, хаб и другие сетевые устройства имеют хоть и незначительные, но принципиально важные отличия. Свитч (или переключатель) - это устройство, позволяющее делить сеть на определенные участки, в которые могут входить отдельные концентраторы первого уровня. Являясь сетевым устройством второго уровня (т. е. находясь над хабом), переключатель может принимать сигнал на один из портов, а потом передавать его дальше уже целому сегменту сети через другой подключенный порт. В этом случае деление информации уже происходит по специальным mac-адресам сетевых устройств. При этом «переключение» сигнала может идти на отличные типы соединений, например, с Ethernet на Token Ring или 10/100Base-T и наоборот.
Использование свитча вместо хаба ускорит процесс работы сети, так как предоставит уже не узкий одинарный проход, а целый широкополосный доступ для передачи информации. Также его использование создает определенный потенциал для развития и расширения ресурсов сети.
Свитчи могут быть как 2-, так и 20-, 40-портовые и более. При этом опционально могут содержать специфические порты для принтеров, сканеров и других устройств, в зависимости от необходимости.
Что такое хаб и что такое свитч - уже понятно. Но есть один большой недостаток у них, а именно - при выходе созданной сети в глобальную сеть Интернет у пользователей не будет возможности получать равноправный по скорости доступ, так как если один из них запустит тяжелое приложение, использующее интернет, то другие получат сильное падение скорости. Эти устройства не умеют делить скорость интернета. Выходом из ситуации может стать использование маршрутизатора или специальных административных правил на центральном сервере сети, искусственно ограничивающих скорость для каждой ячейки сети.
Что такое роутер (маршрутизатор)?
Маршрутизатор, или роутер (от англ. «маршрут»), - это специальное устройство для объединения компьютеров в сетевое пространство с созданием отдельных подсетей, которые, в свою очередь, могут содержать уже и свитчи, и хабы. В иерархии сетевых устройств маршрутизатор находится выше, превосходя свитч и хаб. Настройка этого устройства - это уже отдельный процесс, требующий определенных навыков, ведь в роутере уже есть специальная компьютерная логика и программная составляющая, представляющая собой прошивку. Поэтому необходимо будет внести данные локальной сети: сетевые адреса устройств, mac-адреса, маску подсети, DNS, но также и настройки WAN-порта для получения подключения к глобальной сети «интернет». Обычно в прошивке маршрутизатора предусмотрены возможности специального контроля, учета и безопасности в сети и подсетях, что значительно улучшает работоспособность всех подключений.
В наши дни роутеры можно встретить дома, в офисе или в кафе и ресторанах, так как с их помощью пользователи получают возможность подключаться к сети Интернет по беспроводной технологии передачи данных Wi-Fi.
Что такое точка доступа?
Точка доступа, в отличие от маршрутизатора, является своего рода удлинителем беспроводного/проводного сигнала и не создает подсетей, поэтому позволяет подключиться лишь одному устройству. Точка доступа не предусмотрена для получения интернета от провайдера и передачи его дальше, так как не оснащается WAN-портом и не имеет такой программной возможности.
Теперь, зная, что такое хаб, роутер, свитч и точка доступа, можно создавать компьютерные сети или оптимизировать существующие. Не стоит путать сетевой хаб с USB-хабом, так как это совершенно разные устройства.
Что такое USB-хаб?
Многие знают, как сложно бывает уместить огромное количество различных устройств, зарядок и дата-кабелей в ограниченное количество USB-портов компьютера или ноутбука. В этом случае поможет специальный разветвитель (концентратор, или хаб). Он подключается одним коннектором к USB-порту компьютерного устройства, а с другой стороны предоставляет определенное количество портов вместо одного. На случай, если напряжения для всех устройств хватать не будет, существует хаб с внешним питанием. Во всех остальных ситуациях обычно используется пассивный хаб, без дополнительного питания.
Пассивный USB-хаб
Такое устройство обычно используется для 2-7 внешних USB-устройств с низким уровнем энергопотребления. Например, флэш-память, зарядка для телефона, принтер, сканер (со своим питанием) и др. Ассортимент и разнообразие видов таких концентраторов поражает - это могут быть и фигурки животных, машинок, геометрические фигуры и многое другое в различных цветовых исполнениях.
Активный USB-хаб
USB-хаб с питанием, или просто активный, - это устройство приходит на выручку, когда стандартной мощности одного разъема USB на все подключенные внешние устройства уже не хватает. Внешне это тот же обычный концентратор, только с наличием дополнительного внешнего блока питания для подключения в электрическую розетку. С таким хабом перестанут пропадать из виду различные устройства, потребляющие большую мощность.
Добрый день уважаемые подписчики и читатели блога, сегодня мы продолжим с вами изучение сети и сетевых устройств и я хочу вас рассказать о такой теме, свитч и хаб отличия и сравнения . Думаю начинающим сетевым инженерам и системным администраторам это будет интересно, мы рассмотрим историю развития данных технологий и сможем понять, почему одна из них просто перестала существовать и почему.
Что такое концентратор hub
Концентратор hub это самая тупая сетевая железка, смысл которой заключается в том, что если к нему пришел сетевой пакет (его можно сравнить с письмом где ищется адресат), то он этот сетевой пакет отправит всем кто к нему подключен, что как можете понять не хорошо, так как данный пакет, получат те кому не нужно, где может быть и хакер. Так, что как вы поняли это тупой повторитель или репиттер в простонародье. Как работает хаб мы еще посмотрим.
Вот как выглядит концентратор хаб, 5 портов или более и up link, для соединения с таким же хабом или коммутатором.
Что такое свитч (коммутатор или swich)
Во первых свитчи бывают двух типов
- Управляемые > подразумевает некое количество мозгов и некого функционала, такого как Vlan или LACP .
- Не управляемые, без доп фишек
Свитчи пришли на замену тупым хабам, исправляющие их недостатки с пересылкой по всем клиентам. У свитчей очень простой принцип, вся адресация в них идет на основе таблицы mac адресов устройств . Каждое сетевое устройство или компьютер имеют уникальный mac адрес и свитч ведет у себя таблицу мак адресов, называется он arp таблица , где знает на каком порту сидит тот или иной мак адрес (сетевое устройство) и при виде пакета для него, отправляет не как хаб всем, а только одному адресату.В следствии чего меньше нагрузка на устройство и на саму сеть. Вот вам пример cisco свитча.
Что такое роутер
Ну и напомню что такое роутер, это буржуйское слово, означающее маршрут, из за этого его еще называют маршрутизатором. Его основная задача это передача трафика за пределы локальной сети, у него есть некая карта маршрутов куда и к кому идти дальше, более подробно я об этом рассказывал в заметке статическая маршрутизация , посмотрите будет полезно. Можно из обычного компьютера делать роутер, поставив на него специальную операционную систему по типу Kerio Control или Phsense.
Я покажу вам отличие хаба от свитча, на примере симулятора cisco packet tracer 6.3. У меня есть две схемы, первая это четыре компьютера подключенных к hub и вторая, это так же четыре компьютера подключенных к коммутатору. Предположим я хочу проверить связь между первым компьютером и четвертым, для этого я воспользуюсь командой ping и мы посмотрим как ведет себя каждое сетевое устройство при пропуске пакета через себя.
Запускаем пакет от 192.168.1.2 до 192.168.1.5
сетевой пакет дошел до хаба и коммутатора, смотрим что произойдет дальше.
и вы сразу видите отличие hub от коммутатора, hub отсылает пакет во все доступные порта, а switch только нужному, тем самым делая это безопаснее и не нагружая сеть.
Самостоятельный сетевой хаб — вещь почти архаичная, и на смену ему давно пришел коммутатор-свитч. Но чтобы оценить его возможности, иметь представление о работе хаба все же приходится, особенно учитывая, что сегодня он часто бывает составной частью другого оборудования.
Определение
Хаб — сетевой концентратор, обеспечивающий объединение нескольких компьютеров в единую локальную сеть и обмен данными между ее узлами на первом уровне сетевой модели OSI.
Коммутатор — сетевое устройство, обеспечивающее объединение нескольких компьютеров в локальную сеть на втором уровне сетевой модели OSI.
Сравнение
Разница между сетевым концетратором-хабом и сетевым коммутатором заключается в способе передачи данных. Хаб бездумно расшвыривает пакеты всем участникам сети, которые самостоятельно разбираются, кто адресат. Те, кому полученный пакет не предназначен, от него отказываются. Коммутатор — устройство избирательное. Пакеты он распределяет в соответствии с указанными в заголовках пакетов MAC-адресами, избавляя участников сети от необходимости определять, им ли предназначены запросы. По сути, хаб работает аналогично электрическому тройнику, к которому подключены несколько устройств, а коммутатор — распределительному щитку.
Из-за особенности распределения трафика хабы имеют пропускную способность гораздо ниже, чем коммутаторы. Скорость передачи данных будет зависеть и от самих участников сети, причем одного медленного узла будет достаточно, чтобы вся сеть сравнялась с ним по показателям скорости. Естественно, уровень безопасности в сети, организованной посредством сетевого хаба, будет снижен: как минимум, такие сети становятся желанной средой для перехватчиков данных.
Сегодня хабы практически не используются, их функции выполняют коммутаторы. В первое время появления сетей Ethernet в преимущества концентраторов была записана низкая стоимость, но с течением времени коммутаторы эту разницу сгладили. В настоящий момент стоят они очень мало, а более высокая скорость обмена данными ставит их впереди концентраторов на целый корпус.
Выводы сайт
- Хаб работает на физическом, а коммутатор на канальном уровне модели OSI.
- Хаб направляет пакеты данных всем участникам, коммутатор — только адресатам.
- Скорость передачи данных в сети, организованной коммутатором, выше.
- Сети, организованные с помощью коммутаторов, безопаснее.
- Хабы сегодня практически не применяются.
В случае, когда в вашем доме находится несколько устройств (компьютер, планшет, смартфоны, ноутбук), нуждающихся в подключении к глобальной сети, возникает вопрос, каким образом лучше организовать общий доступ к интернету нескольким устройствам. В данной статье рассмотрим оборудование, предназначенное для организации домашней сети и совместного использования единого канала доступа к интернету для нескольких устройств. Для этого используются хабы, свитчи и роутеры, о которых и пойдет речь.
Роутер (router)
Название устройства переводится с английского как маршрутизатор. Он используется как связующий элемент между несколькими различными компьютерными сетями. Как правило, это сеть провайдера и организованная с помощью роутера ваша домашняя сеть. Маршрутизатор снабжается разъемами, как правило, четырьмя, для подключения клиентских устройств и одним портом для подключения к сети провайдера посредством витой пары. Также роутер имеет встроенный Wi-Fi-модуль для подключения к сети большого числа мобильных устройств, оснащенных этим интерфейсом.
Схема работы маршрутизатора
К роутеру подключается сетевой кабель, входящий в вашу квартиру. Далее устройство распределяет интернет-трафик между всеми устройствами. Для оптимизации процесса распределения входящего трафика устройства оснащаются удобной программной оболочкой, где можно ограничить скорость для каждого подключённого клиента.
Основываясь на таблице маршрутизации, роутер безошибочно направляет пакеты входящего трафика по нужному каналу, и они доходят до устройства, которому были адресованы. То же самое происходит и с исходящим траффиком.
Порой маршрутизаторы оснащаются дополнительными функциями, например, аппаратным файрволом и возможностью шифрования трафика в Wi-Fi-сетях.
Особенности маршрутизатора:
Защищенность беспроводного канала связи;
Возможность подключить до 4-х устройство посредством витой пары и до 99 и более через Wi-Fi;
Позволяет получить доступ к интернету с любого места квартиры или дома;
Отрицательно влияющее на организм электромагнитное излучение, исходящее от интегрированного Wi-Fi-модуля;
Огромное количество настроек для распределения нагрузки и обеспечения безопасности домашней сети.
Хаб (hub)
Хаб или сетевой концентратор представляет собой устройство, разработанное для объединения небольшого количества компьютеров в локальную сеть и предоставления им общего доступа к интернету.
Устройство оснащено несколькими портами (4, 8, 16, 24 и т. д.) для подключения рабочих станций посредством обжатой витой пары и одним разъемом для подключения сетевого кабеля для подсоединения сегмента сети к провайдеру.
Принцип функционирования концентратора
При подключении нескольких компьютеров к сети, они смогут «общаться» друг с другом. Когда пользователь одного ПК хочет обратиться к другому, последний посылает запрос в виде пакета данных хабу. В пакете содержится информация об адресате сообщения. Хаб транслирует данные всем компьютерам, пока пакет не достигнет адресата. Устройство, которому он предназначался, посылает сигнал концентратору о том, что данные получены.
Такой способ взаимодействия компьютеров в локальной сети является нецелесообразным – большое количество ненужной информации многократно передается по сети, а компьютеры должны принимать эти, адресованные не им, пакеты. Из-за этого хабы в последние годы начали вытесняться свитчами.
Свитч (switch)
Switch переводится как коммутатор или сетевой коммутатор.
Как и хаб, он служит для объединения компьютеров в сеть или подключения сегментов локальной сети к интернету, но в отличие от первого, пакеты данных передаются непосредственно адресату. Такой способ функционирования сети обладает несколькими преимуществами:
Повышенная, по сравнению с хабом, производительность сети;
Высокий уровень безопасности сегмента сети.
Свитч оснащён несколькими (4, 16, 24 и т. д.) портами для подключения рабочих станций и портом (или портами) для подключения сетевого кабеля.
Принцип действия свитча
Он хранит в себе таблицу MAC-адресов, где указывается их соответствие портам, к которым подключены компьютеры. Сначала эта таблица пуста и свитч работает в режиме обучения, который очень схож с принципом функционирования хаба. После построения полной таблицы устройство начинает работать более эффективно, посылая пакеты данных только указанным адресатам.
Работает коммутатор на канальном уровне OSI.
В заключение стоит определиться со сферами применения сетевого оборудования. Роутер будет целесообразно применять для обеспечения нескольких устройств, в том числе по беспроводному каналу связи, доступом к интернету. Свитч стоит использовать для объединения нескольких рабочих станций в локальную сеть посредством правильно обжатой витой пары, как интерфейса передачи данных. Хаб же очень редко используется в последнее время из-за низкой эффективности его работы.
