13 лет назад 9 ноября 2006 в 13:31 151

Поток читательских писем, так или иначе связанных со статьей “Соединяемся” (Upgrade #51), заставил меня задуматься о необходимости донесения до общественности если не технических тонкостей функционирования различных сетевых устройств, то, по крайней мере, какой-то общей информации, из которой стала бы ясна хотя бы общая схема этого процесса.
Речь идет о концентраторе, господа. Это устройство совершенно необходимо для создания практически любой локальной сети.

Вариант соединения сетевых карт напрямую тривиален и полностью исключает всякую возможность для дальнейшего расширения. Вот живой тому пример – неподалеку от моего дома, в соседней многоэтажке, процветает сеть, построенная местными энтузиастами.

Не знаю, сколько там сейчас компьютеров, но начиналось все довольно обычно – с “воздушки” (кабеля, переброшенного прямо по улице, из одного окна в другое) между двумя компьютерами, установленными на разных этажах. Машины с успехом кидались пакетами, а их владельцы вовсю использовали это дело для игр и других занятий. Однако пришло время расширяться, количество пользователей компьютеров в доме росло и всем хотелось в сеть. Вот тут-то и понадобился концентратор (hub). 

Это устройство реализует простую, но необходимую функцию – повторяет полученный с любого порта сигнал на все остальные активные порты. Допустим в нашей сети имеются рабочие станции А, В и С. Станция А посылает в сеть пакет, предназначенный для станции В. Сигнал поступает на один из портов концентратора, который дублирует его на два остальных активных порта. Рабочие станции В и С получают сигнал, отправленный станцией А, неизмененным и никак не обработанным, так, как если бы концентратора не было вовсе, а сигнал пришел по простому проводу.

То есть концентратор действует как простой повторитель сигнала. Обе станции, получившие пакет, ищут в нем свой сетевой адрес, но находит его только станция В, для которой пакет и предназначен. Станция С не находит в пакете своего адреса, и он не принимается. Так удается объединить сразу несколько компьютеров, количество которых ограниченно лишь количеством портов концентратора.

Вышеописанная система очень удобна для формирования небольших локальных сетей или их сегментов, объединенных по территориальному признаку. Однако такая система достаточно ненадежна и выход из строя хотя бы одного канала, ведущего к конкретной станции, может повлечь за собой остановку всей сети. Чтобы этого не произошло, все современные концентраторы умеют вовремя диагностировать проблемы на линии и отключать вышедший из строя канал (это называется – автосегментация).

Тогда вся сеть продолжает функционировать, а после ремонта перегрызенного домашним питомцем кабеля все возвращается на круги своя. Таким образом, резко повышается надежность функционирования сети как целого. Помимо этой полезной функции, концентратор умеет обрабатывать и коллизии. Это состояния, при которых две рабочие станции начинают транслировать пакет одновременно. Мы не будем вникать в способы решения проблемы коллизий, скажем только, что концентратор справляется и с ней.

С применением концентратора приходит и понимание сетевой топологии типа “звезда”, о которой я уже писал. Центром “звезды” является как раз сам концентратор, а ее лучами те самые каналы, которые связывают сетевые карты рабочих станций с портами концентратора. Такая топология очень удобна в небольших офисах или в домашних локальных сетях. Что особенно радует, так это возможность размещения в одной сети станций с различными операционными системами – например, Windows и Linux.

Такая возможность появляется благодаря тому, что концентратор действует на самом нижнем, физическом уровне стека сетевых протоколов (я имею в виду семиуровневую модель канала по OSI). Говоря попросту – он не понимает, какая именно информация передается через его порты, происходит простое повторение электрического сигнала и ничего более. Таким образом удается создавать неоднородные сети, главное, чтобы операционные системы поддерживали Ethernet.

Концентратор существует в нескольких вариантах. К начальному уровню принято относить устройство с небольшим количеством портов (5, 8, реже 12). Существуют, конечно, монстры, у которых портов гораздо больше, но они предназначены для больших сетей, а потому мы о них говорить не будем. Вместо этого поговорим о тех функциях, которые способны выполнять современные концентраторы. Итак, все современные модели поддерживают автосегментацию.

Помимо этого, многие концентраторы могут распознавать ошибки монтажа витой пары (нарушение полярности) и устранять их автоматически (конечно устройство не обжимает заново провода, вместо этого ошибка монтажа исправляется логическим образом). Помимо этого, большинство концентраторов способно проводить самодиагностику в процессе работы (не считая теста, который прогоняется каждый раз, когда на устройство поступает питание). Это нужно все для того же определения проходимости каналов и отключения неисправных сегментов в случае необходимости.

Теперь несколько слов о возможности расширения. Часто в процессе естественного роста сети количество свободных портов становится равным нулю. Для продолжения роста сети необходимо купить второй концентратор и просто соединить их друг с другом. Вариантов соединения много и зависят они от конкретного устройства. Например, некоторые модели нуждаются в специальном кабеле, который следует подключать к порту stack, в других случаях это может быть тонкий коаксиальный кабель между портами BNC.

Самым распространенным способом на сегодняшний день является простое соединение двух хабов посредством кабеля UTP. Таким образом можно конструировать целые гирлянды концентраторов, правда, трудно себе представить необходимость такого радикального шага, особенно когда можно сразу приобрести хаб с нужным количеством портов.

Исключением является ситуация, когда требуется развернуть сеть в двух соседних домах, тогда очень удобно иметь именно два концентратора: между домами будет висеть только кабель, соединяющий два хаба, а не по проводу на каждую рабочую станцию. Небольшое дополнение: число концентраторов в линии не должно быть больше четырех.

При выборе модели надо быть внимательным. Концентраторы бывают разные, одни из них предназначены для работы в сетях с магистралями, выполненными из тонкого коаксиального кабеля (такие устройства имеют в названии индекс BNC). Другие предназначены для работы в сетях из витой пары. Лично я рекомендую как раз вторые, так как они являются более современным решением, да и сетевых карт под витую пару явно больше, чем под коаксиал.

Концентраторы BNC предназначены для модернизации старых сетей, когда нежелательна прокладка новых магистралей и хочется обойтись тем, что уже есть.
Будьте внимательны при покупке хаба с индексом 10/100. Хотя эти устройства могут работать как со скоростью 10 Мб/сек., так и со скоростью 100 Мб/сек., однако тут есть небольшая проблема. Она заключается в том, что не все сетевые карты поддерживают скорость 100 Мб/сек. При наличии в сети хотя бы одной такой медленной сетевухи, вся сеть будет работать со скоростью 10 Мб/сек, даже если все остальные карты хоть в сто раз быстрее. Это вызвано тем, что концентратор, к сожалению, не обладает способностью накапливать (буферизовать) пакеты. 

Если не отказаться от использования в сети карт, способных работать только на скорости 10 Мб/сек, то нет никакого резона приобретать хаб, предназначенный для работы на больших скоростях: разницы все равно не будет, а стоит он дороже.

Ну вот. Надеюсь, хотя бы часть вопросов удалось снять. Вообще же планирование и создание локальной сети – процесс увлекательный и познавательный. Что-то обязательно не получится, а что-то окажется проще, чем вы предполагали. Но в конце при должном упорстве все заработает (и еще как). Вы и ваши друзья, которые теперь смогут посмотреть фильм с вашего жесткого диска или просто разорвать вас на ластики в любимой игре, будете счастливы на все сто. 

A еще надо обязательно провести торжественные выборы админа свежесобранной сетки, который с этого момента будет бит за все без разбора неполадки и глюки, без которых вообще ничего не бывает. Со временем обязательно возникнет вопрос об организации выделенного доступа в сеть, прокладке “последней мили” и прочих прелестях. Но это уже, как говорится, совсем другая сказка. Вперед, и удачи! 

Николай Барсуков

Никто не прокомментировал материал. Есть мысли?