Интернет через Ethernet

         

Особенности работы концентраторов


Первое, что необходимо отметить - концентраторы работают на физическом уровне модели OSI. Поэтому для них совершенно безразлично, какие протоколы более высоких уровней используются в сети. Идеология проста и поэтому достаточно надежна. Все порты хаба равноправны, никакой логической обработке сигнал не подвергается, не буферизируется, коллизии не обрабатываются (только фиксируются их наличие на индикации некоторых моделей устройств).

Есть несколько простейших операций, которые делаются большинством концентраторов в автоматическом режиме.

  • Автосегментация (network integrity), иначе говоря, автоматическое включение или отключение порта. Порт, к которому подсоединена неисправная линия, или не подключено какое-либо активное устройство, считается свободным и находится в неактивном режиме. При обнаружении устройства работоспособность порта восстанавливается. Для этого используются служебные сигналы проверки целостности линии (link test pulses) представляющий собой периодический импульс длительностью 100 нс, посылаемый через каждые 16 мс;
  • Показывают состояние портов (или устройства в целом) на светодиодных индикаторах. Единого подхода к индикации нет, но распространены следующие: состояние портов (Port Status), наличие коллизий (Collisions), активность канала передачи (Activity) и наличие питания (Power);
  • Обнаруживают ошибку полярности (перепутаны проводники внутри пары) при использовании витопарного кабеля, и автоматически ее переключают.
  • Как повторители, так и концентраторы можно использовать в качестве отдельного устройства, или соединять друг с другом, увеличивая размер сети и усложняя топологию. Возможным вариантом будет шина, звезда, иерархическая звезда (дерево). Кольцевая топология недопустима.

    Так как логической обработки сигнала не происходит, данные передаются с использованием всей полосы пропускания. Если не учитывать задержку на хабе (по стандарту IEEE 802.3 менее 3 микросекунд, а в реальности существенно меньше), то концентратор (или повторитель) ничем не отличается по смыслу от сегмента коаксиального кабеля.


    В этом есть некоторые плюсы - полная прозрачность перед протоколами более высоких уровней и прямая доступность всех узлов. Но недостатки разделяемой среды то же видны в полной мере. Все устройства, подключенные к сети, построенной на хабах, видят весь сетевой трафик. Данные, адресованные другому узлу, принимаются, анализируются по крайней мере на уровне заголовка кадра, и только после этого отбрасываются.

    По скорости можно различить хабы 10baseT и 100baseT. Часто встречаются смешанные конструкции, которые работают на полную скорость только в том случае, если соединены только с оборудованием 100baseT. Последнее легко объяснимо - при разных скоростях на разных портах неизбежно придется каким-то образом обрабатывать данные, и накапливать их в специальном буфере. А это означает резкое усложнение конструкции (вернее так было несколько лет назад).

    Надо обратить внимание на следующий момент. В литературе часто встречается разделение повторителей на классы (I и II). И стандарт 802.3u действительно это предусматривает. Различие между ними следующее. Повторители I класса полностью декодируют входящий сигнал, преобразуют его в логическую форму, и передают на активные порты (задержка в районе 0,7 мс). При этом возможно использование нескольких технологий одновременно - например, 100BaseT4, 100BaseTX или 100BaseFX. Повторители II класса восстанавливают форму сигнала без его явного преобразования в логический вид. Соответственно, в этом случае задержка передачи заметно меньше (менее 0,46 мс по стандарту), но можно использовать только один протокол.

    Однако в реальной практике встретить концентратор I класса почти невозможно (разве что в музее). Они стали мертворожденным раритетом совместно с 100BaseT4, и ему подобными технологиями.


    Содержание раздела