هاب و نحوه عملکرد آن

هاب از جمله تجهيزات سخت افزاری است که از آن به منظور برپاسازی شبکه های کامپيوتری استفاده می شود . گرچه در اکثر شبکه هائی که امروزه ايجاد می گردد از سوئيچ در مقابل هاب استفاده می گردد، ولی ما همچنان شاهد استفاده از اين نوع تجهيزات سخت افزاری در شبکه های متعددی می باشيم . در اين مطلب قصد داريم به بررسی هاب و نحوه عملکرد آن اشاره نمائيم . قبل از پرداختن به اصل موضوع لازم است در ابتدا با برخی تعاريف مهم که در ادامه بدفعات به آنان مراجعه خواهيم کرد ، بيشتر آشنا شويم .

• Domain : تمامی کامپيوترهای عضوء يک domain هر اتفاق و يا رويدادی را که در domain اتفاق می افتد ، مشاهده و يا خواهند شنيد .
• Collision Domain : در صورت بروز يک تصادم ( Collision ) بين دو کامپيوتر، ساير کامپيوترهای موجود در domain آن را شنيده و آگاهی لازم در خصوص آن چيزی که اتفاق افتاده است را پيدا خواهند کرد . کامپيوترهای فوق عضوء يک Collision Domain يکسان می باشند. تمامی کامپيوترهائی که با استفاده از هاب به يکديگر متصل می شوند ، عضوء يک Collision Domain يکسان خواهند بود ( بر خلاف سوئيچ ) .
• Broadcast Domain : در اين نوع domain ، يک پيام broadcast ( يک فريم و يا داده که برای تمامی کامپيوترها ارسال می گردد) برای هر يک از کامپيوترهای موجود در doamin ارسال می گردد . هاب و سوئيچ با موضوع broadcast domain برخورد مناسبی نداشته ( ايجاد حوزه های مجزاء ) و در اين رابطه به يک روتر نياز خواهد بود .

به منظور برخورد مناسب ( ايجاد حوزه های مجزاء ) با collision domain ، broadcast domain و افزايش سرعت و کارائی يک شبکه از تجهيزات سخت افزاری متعددی استفاده می شود . سوئيچ ها collision domain مجزائی را ايجاد می نمايند ولی در خصوص broadcast doamin بدين شکل رفتار نمی نمايند . روترها ، broadcast domain و collision domain مجزائی را ايجاد نموده و در مقابل هاب ، قادر به ايجاد broadcast doamin و Collision domain جداگانه نمی باشد . شکل زير يک نمونه هاب هشت پورت را نشان می دهد ( D-Link DE-808TP 10Mbps Ethernet 8-Port Mini-Hub ) .

منبع : سايت D-Link
آشنائی با نحوه عملکرد هاب
هاب ، يکی از تجهيزات متداول در شبکه های کامپيوتری و ارزانترين روش اتصال دو و يا چندين کامپيوتر به يکديگر است . هاب در اولين لايه مدل مرجع OSI فعاليت می نمايد . آنان فريم های داده را نمی خوانند ( کاری که سوئيچ و يا روتر انجام می دهند ) و صرفا” اين اطمينان را ايجاد می نمايند که فريم های داده بر روی هر يک از پورت ها ، تکرار خواهد شد.
گره هائی که يک اترنت و يا Fast Ethernet را با استفاده از قوانين CSMA/CD به اشتراک می گذارند ، عضوء يک Collision Domain مشابه می باشند . اين بدان معنی است که تمامی گره های متصل شده به هاب بخشی از Collision domain مشابه بوده و زمانی که يک collision اتفاق می افتد ، ساير گره های موجود در domain نيز آن را شنيده و از آن متاثر خواهند شد .

کامپيوترها و يا گره های متصل شده به هاب از کابل های ( UTP (Unshielded Twisted Pair ، استفاده می نمايند. صرفا” يک گره می تواند به هر پورت هاب متصل گردد. مثلا” با استفاده از يک هاب هشت پورت ، امکان اتصال هشت کامپيوتر وجود خواهد داشت .زمانی که هاب ها به متداولی امروز نبودند و قيمت آنان نيز گران بود ، در اکثر شبکه های نصب شده در ادارات و يا منازل از کابل های کواکسيال، استفاده می گرديد.
نحوه کار هاب بسيار ساده است . زمانی که يکی از کامپيوترهای متصل شده به هاب اقدام به ارسال داده ئی می نمايد ، ساير پورت های هاب نيز آن را دريافت خواهند کرد ( داده ارسالی تکرار و برای ساير پورت های هاب نيز فرستاده می شود ) . شکل زير نحوه عملکرد هاب را نشان می دهد .

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می نمائيد ، گره يک داده ئی را برای گره شش ارسال می نمايد ولی تمامی گره های ديگر نيز داده را دريافت خواهند کرد . در ادامه ، بررسی لازم در خصوص داده ارسالی توسط هر يک از گره ها انجام و در صورتی که تشخيص داده شود که داده ارسالی متعلق به آنان نيست ، آن را ناديده خواهند گرفت . عمليات فوق از طريق کارت شبکه موجود بر روی کامپيوتر که آدرس MAC مقصد فريم ارسالی را بررسی می نمايد ، انجام می شود .کارت شبکه بررسی لازم را انجام و در صورت عدم مطابقت آدرس MAC موجود در فريم ، با آدرس MAC کارت شبکه ، فريم ارسالی دور انداخته می گردد .
اکثر هاب ها دارای يک پورت خاص می باشند که می تواند به صورت يک پورت معمولی و يا يک پورت uplink رفتار نمايد . با استفاده از يک پورت uplink می توان يک هاب ديگر را به هاب موجود، متصل نمود. بدين ترتيب تعداد پورت ها افزايش يافته و امکان اتصال تعداد بيشتری کامپيوتر به شبکه فراهم می گردد .روش فوق گزينه ای ارزان قيمت به منظور افزايش تعداد گره ها در يک شبکه است ولی با انجام اين کار شبکه شلوغ تر شده و همواره بر روی آن حجم بالائی داده غير ضروری در حال جابجائی است. تمامی گره ها ، عضوء يک Broadcast domain و collision domain يکسانی می باشند ، بنابراين تمامی آنان هر نوع collision و يا Broadcast را که اتفاق خواهد افتاد ، می شنوند .

در اکثر هاب ها از يک LED به منظور نشان دادن فعال بودن ارتباط برقرار شده بين هاب و گره و از LED ديگر به منظور نشان دادن بروز يک collision ، استفاده می گردد . ( دو LED مجزاء ) . در برخی از هاب ها دو LED مربوط به فعال بودن لينک ارتباطی بين هاب و گره و فعاليت پورت با يکديگر ترکيب و زمانی که پورت در حال فعاليت است ، LED مربوطه چشمک زن شده و زمانی که فعاليتی انجام نمی شود، LED فوق به صورت پيوسته روشن خواهد بود .

LED مربوط به Collision موجود بر روی هاب ها زمانی روشن می گردد که يک collision بوجود آيد . Collision زمانی بوجود می آيد که دو کامپيوتر و يا گره سعی نمايند در يک لحظه بر روی شبکه صحبت نمايند . پس از بروز يک Collision ، فريم های مربوط به هر يک از گره ها با يکديگر برخورد نموده و خراب می گردند . هاب به منظور تشخيص اين نوع تصادم ها به اندازه کافی هوشمند بوده و برای مدت زمان کوتاهی چراغ مربوط به collision روشن می گردد . ( يک دهم ثانيه به ازای هر تصادم ) .
تعداد اندکی از هاب ها دارای يک اتصال خاص از نوع BNC بوده که می توان از آن به منظور اتصال يک کابل کواکسيال ، استفاده نمود . پس از اتصال فوق ، LED مربوط به اتصال BNC روی هاب روشن می گردد.

آشنائی با هاب و سوئيچ
سوال يک : کداميک از عبارات زير در رابطه با هاب درست است ؟
a. يک جعبه کوچک که دارای تعدادی پورت در قسمت پشت و يا جلو می باشد.
b. يک نوع کابل شبکه است .
c. يک کامپيوتر خاص که دارای مانيتور ، صفحه کليد و چاپگر نمی باشد .
d. يک برنامه نرم افزاری است .
مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزينه a
توضيحات :
هاب يک جعبه کوچک سخت افزاری است که معمولا” دارای طولی به اندازه کمتر از سی سانتيمتر و ارتفاعی معادل پنج سانتی متر است . هاب ها را نمی توان مشابه يک کامپيوتر در نظر گرفت ، چراکه آنان دارای پردازنده و يا حافظه نمی باشند . هاب ها به نرم افزارهای خاصی نيز نياز ندارند . مهمترين ويژگی يک هاب تعداد پورت هائی است که می توان از طريق آنان کامپيوتر و ساير دستگاه های مورد نياز را به آنان متصل نمود .

سوال دوم : يکی از مهمترين ويژگی های هاب :
a. حفاظت کامپيوترها در مقابل ويروس ها و افزودن يک سطح اضافه امنيتی
b. اشتراک محيط های ذخيره سازی موجود بر روی شبکه
c. قابليت اشتراک فايل ها بين دو و يا چندين دستگاه کامپيوتر
d. هيچکدام
مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزينه c
توضيحات :
با استفاده از هاب ، می توان چندين کامپيوتر را به يکديگر متصل تا امکان مبادله اطلاعات بين آنان فراهم گردد . هاب ها دارای فضای ذخيره سازی مربوط به خود نبوده و همچنين از هوشمندی لازم به منظور پياده سازی نوع خاصی از امنيت و يا حفاظت در مقابل ويروس ها برخوردار نمی باشند .

سوال سوم:: کامپيوترها و يا ساير دستگاه های موجود در شبکه با استفاده از کداميک از امکانات زير به هاب متصل می شوند ؟
a. buse
b. Jack
c. Port
d. Socket
مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزينه c
توضيحات :
از پورت های موجود بر روی يک هاب به منظور اتصال کامپيوترها و ساير دستگاه های موجود در شبکه استفاده می گردد . از واژه سوکت معمولا” به منظور اتصالات نرم افزاری در مقابل اتصالات سخت افزاری استفاده می شود . واژه bus نيز نشاندهنده نوع توپولوژی استفاده شده در يک شبکه است .

سوال چهارم : هر هاب دارای تعداد پورت مشخصی است . هاب های موجود معمولا” دارای چه تعداد پورت می باشند؟
a. دو ، چهار ، شش ، هشت
b. سه ، پنج ، هفت ، نه
c. چهار ، پنج ، هشت ، شانزده
d. پنج ، ده ، پانزده ، بيست
مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزينه c
توضيحات :
اکثر هاب هائی که در شبکه های کوچک استفاده می شوند ، دارای چهار و يا هشت پورت می باشند. از هاب های شانزده و بيست و چهار پورت نيز در شبکه های بزرگتر استفاده می شود .برخی از هاب های جديد دارای پنج پورت می باشند که چهار پورت آنان استاندارد و از يک پورت ديگر به منظور اهداف خاصی ( uplink ) استفاده می گردد