Koncentrator sieciowy Prosty koncentrator z czterema

Koncentrator sieciowy
Prosty koncentrator z czterema portami
Koncentrator sieciowy (także z ang. hub) – urządzenie łączące wiele urządzeń sieciowych w
sieci komputerowej o topologii gwiazdy. HUB jest urządzeniem które odbiera sygnał z
jednego portu i wysyła go na wszystkie pozostałe oprócz portu źródłowego (tego na który
nadawca wysłał sygnał). W czasie kiedy jedna stacja nadaje pozostałe muszą słuchać.
Istnieją 2 rodzaje HUBów, starszego typu 10Mbit/s i nowsze 100Mbit/s.
Działanie
Koncentrator pracuje w warstwie pierwszej modelu ISO/OSI (warstwie fizycznej), przesyłając
sygnał z jednego portu (gniazda) na wszystkie pozostałe. Nie analizuje ramki pod kątem
adresu MAC oraz IP. Ponieważ koncentrator powtarza każdy sygnał elektroniczny, tworzy
jedną domenę kolizyjną.
Koncentrator najczęściej podłączany jest do routera jako rozgałęziacz, do niego zaś dopiero
podłączane są pozostałe urządzenia sieciowe: komputery pełniące rolę stacji roboczych,
serwerów, drukarki sieciowe i inne.
Koncentrator a przełącznik
Koncentrator przenosi sygnał z portu wejściowego na wszystkie porty wyjściowe bit po bicie,
przełącznik natomiast ramka po ramce, co jest powodem wprowadzania opóźnień (także
dodatkowych, zmiennych, w zależności od długości ramki).
Przełącznik sieciowy
Przełącznik (komutator, także z ang. switch) – urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej
pracujące głównie w drugiej warstwie modelu ISO/OSI (łącza danych), jego zadaniem jest
przekazywanie ramki między segmentami sieci z doborem portu przełącznika, na który jest
przekazywana.
Pierwszy przełącznik ethernetowy został wprowadzony przez firmę Kalpana w 1990 roku.
Działanie
Przełącznik w sieci Ethernet analizuje adresy MAC nadawcy i odbiorcy przychodzącej ramki.
Adres MAC nadawcy jest wykorzystywany do prowadzenia tablicy skojarzeń, zawierającej
adresy MAC i odpowiadające im porty przełącznika, tablica ta może zawierać 4096, 8192 a
nawet 16384 wpisów.
Po otrzymaniu ramki przełącznik szuka adresu MAC odbiorcy w tablicy skojarzeń, jeżeli adres
nie występuje w niej, to ramka wysyłana jest na wszystkie porty z wyjątkiem źródłowego, gdy
jest znany, to tylko na port określony w tablicy skojarzeń.
Przez przesyłanie ramki tylko na jeden port przełączniki ograniczają domenę kolizyjną do
pojedynczego portu, dzięki czemu są w stanie zapewnić każdemu hostowi podłączonemu do
portu osobny kanał transmisyjno-nadawczy, nie zaś współdzielony, jak to jest w przypadku
koncentratora.
Tryby przekazywania ramek
Przekazywanie ramek przez przełącznik może się odbywać w różnych trybach. W
przełącznikach zarządzalnych istnieje możliwość wyboru odpowiedniego trybu. Wśród
dostępnych trybów znajdują się:
• cut-through – najmniejsze opóźnienie, przesyła ramki bezzwłocznie bez sprawdzania
ich poprawności
• store and forward – największe opóźnienie, przed przesłaniem sprawdza sumy
kontrolne nadesłanych ramek
• fragment free – rozwiązanie pośrednie, sprawdza wyłącznie poprawność nagłówka
ramki,
• przełączanie adaptacyjne – na podstawie obciążenia wybierany jest jeden z
powyższych wariantów.
• SWITCH pozwala na równoczesną komunikację w dwóch kierunkach - pracę w
fullduplex. SWITCH ma jeszcze jedną przewagę nad HUBem - uniemożliwia lub
skutecznie utrudnia podsłuchiwanie transmisji innych samoczynnie rozpoznaje i
dopasowuje się do rodzaju połączenia (10Mbit/s albo 100Mbit/s), potrafi też często
samoczynnie rozpoznać czy dołączone kable są wykonane w standardzie krosowanym
czy niekrosowanym.
Sieci wirtualne
Przełączniki zarządzalne umożliwiają również wydzielanie sieci wirtualnych (VLAN). Przełącznik
przekazuje ruch z portu przypisanego do danej sieci VLAN tylko do portów należących do tej sieci oraz
portów określonych jako wspólne (trunk). Porty mogą być przypisane do VLAN statycznie lub na
podstawie adresu MAC podłączonego urządzenia. Sieci wirtualne między dwoma podłączonymi do
siebie przełącznikami obsługiwane są za pomocą specjalnego rodzaju połączenia nazywanego trunk.
Wielowarstwowość
Obecnie na rynku są również przełączniki trzeciej warstwy modelu ISO/OSI, czyli tzw. przełączniki
rutujące oraz inne modele pracujące w wyższych jeszcze warstwach wspomnianego modelu OSI.