что такое hub в сети
ИТ База знаний
Полезно
— Онлайн генератор устойчивых паролей
— Онлайн калькулятор подсетей
— Руководство администратора FreePBX на русском языке
— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке
— Руководство администратора по Linux/Unix
Навигация
Серверные решения
Телефония
FreePBX и Asterisk
Настройка программных телефонов
Корпоративные сети
Протоколы и стандарты
Маршрутизатор. Коммутатор. Хаб. Что это и в чем разница?
Привет, мир! Сегодня говорим про то, в чем разница между маршрутизатором, коммутатором и хабом.
Полный курс по Сетевым Технологиям
В курсе тебя ждет концентрат ТОП 15 навыков, которые обязан знать ведущий инженер или senior Network Operation Engineer
Видеопособие
Это как если бы почту вашего соседа получали все жильцы дома, открывали письмо, а если оно не для них, выкидывали бы. Не самый продуктивный и безопасный способ передачи информации. В современных сетях хабы уже не используются.
Коммутатор
Хабы и коммутаторы используются для построения своей локальной сети, например, дома или в офисе, а вот для того, чтобы соединять сети и передавать данные наружу из этой сети, как, например, в интернет, нам уже понадобятся маршрутизаторы.
Маршрутизаторы
Это самый умный девайс из нашего сегодняшнего списка, так сказать, сын маминой подруги среди активных сетевых устройств, и он знает топологию сети и куда нужно слать данные, чтобы они достигли цели.
Ну и помимо этих основных задач, маршрутизатор также может выступать в качестве DHCP и DNS сервера, иметь настройки безопасности и кучу разных дополнительных функций.
Онлайн курс по Кибербезопасности
Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии
Хаб, свитч и роутер – что это такое?
Когда мы намереваемся создать домашнюю сеть или подключить несколько компьютеров к интернету, то частенько забываем о многочисленных устройствах, призванных помочь в нашем деле. Сегодня мы решили исправить это досадное недоразумение и рассказать вам о милых железках, гордо именуемых «сетевым оборудованием», т.е., железками для компьютерных сетей. Среди великого числа подобных девайсов мы выбрали наиболее полезные для домашнего использования: хаб, свитч и роутер.
Для объединения нескольких компьютеров в одну локальную сеть можно использовать хабы и свитчи. Рассмотрим, чем же отличаются друг от друга данные устройства.
Что такое Хаб?
Хаб – от английского «hub» (центр деятельности), сетевой концентратор, который позволяет объединить компьютеры в простую сеть. В хабе имеется определённое количество разъёмов (портов), к которым подключаются все ПК сети. Обычно для этого используется кабель витая пара, обжатая определённым образом. На рисунке ниже мы изобразили схему с 6-портовым сетевым концентратором (Hub), к которому подключены три компьютера.
Количество портов зависит от модели сетевого концентратора. Их может быть 4, 6, 8, 12 и даже больше. На рисунке ниже вы можете видеть 4-х портовый хаб.
Попробуем разобраться в принципе работы сетевого концентратора. Когда какой-либо из компьютеров в сети с хабом пытается «пообщаться» с другим компьютером, он посылает сетевому концентратору определённый сигнал с данными, именуемый пакетом. Возьмём в качестве примера представленную выше схему с тремя компьютерами, пусть это будут ПК1 и ПК3. Хаб, в свою очередь, размножает пакет от ПК1, передавая его всем остальным компьютерам локальной сети, т.е., ПК2 и ПК3. Когда сигнал доходит до ПК3, которому он был предназначен, тот посылает ответ сетевому концентратору. Этот ответ хаб опять же транслирует всем компьютерам сети, пока пакет от ПК3 не дойдёт до компьютера-отправителя, т.е., ПК 1.
Примерно так выглядит схема взаимодействия компьютеров в локальной сети с хабом. И в этом основной минус таких сетей – слишком много данных передаётся туда-сюда, хаб вынужден постоянно отправлять пакеты всем компьютерам сети, даже если нам был нужен только один определённый компьютер. А компьютеры, в свою очередь, вынуждены получать совершенно ненужные им пакеты. Поэтому в настоящее время сетевые концентраторы практически не используются. На их место пришли более умные устройства – сетевые коммутаторы, именуемые в народе просто «свитчи».
Что такое Свитч?
Свитч – от английского «switch» (переключатель), сетевой коммутатор. Как и хаб, свитч предназначен для объединения множества компьютеров в одну локальную сеть. Подобный пример иллюстрирует схема ниже. Она ничем не отличается от предыдущей, за исключением того, что вместо хаба наши компьютеры подключены уже к сетевому коммутатору.
Сетевой коммутатор также имеет несколько разъёмов для подключение компьютеров, которые, как и у хаба, именуются портами. На следующем рисунке вы можете видеть свитч D-Link с 24-мя портами.
Хотя на первый взгляд может показаться, что свитч очень похож на сетевой концентратор, он принципиально отличается от своего предшественника способом передачи данных между компьютерами. Получив пакет от одного компьютера, сетевой коммутатор не передаёт его без разбору всем остальным ПК в сети, а направляет по адресу – именно тому компьютеру, с которым необходимо установить контакт. Например, когда ПК1 отправляет пакет ПК3, свитч передаёт его именно этому компьютеру, не нервируя лишними данными ПК2. Ответ от ПК3 свитч также транслирует исключительно отправителю, т.е., ПК1.
Таким образом, информация в сети со свитчем передаётся и получается адресно. Проще говоря, два компьютера общаются между собой практически напрямую посредством сетевого коммутатора. В сети с хабом «разговор» этих двух ПК «услышали» бы все остальные компьютеры.
Теперь надеемся, вы поняли, чем отличается сетевой концентратор от сетевого коммутатора. Но данные устройства используются лишь для объединения компьютеров в сеть. А как быть, если всем этим компьютерам требуется предоставить выход в интернет? Тут на сцену выходит роутер.
Что такое Роутер?
Роутер – от английского «router», маршрутизатор, который умеет передавать данные между различными сетями, например, сетью вашего интернет провайдера и вашей домашней локальной сетью. Маршрутизатор также имеет разъемы для подключения к нему посредством кабеля других устройств, например, компьютеров, модемов или сетевого коммутатора. Как вы, наверное, уже догадались, эти разъёмы именуются портами.
Роутер является связующим звеном между двумя различными сетями и передаёт данные, основываясь на определённом маршруте, указанном в его таблице маршрутизации. Эти таблицы позволяют роутеру определить, куда следует направлять пакеты.
Для большей ясности разберём простой пример. Представьте, что одному из компьютеров домашней сети, например, ПК1, потребовалось выйти в интернет. ПК1 может быть подключен к маршрутизатору напрямую либо через свитч. В любом случае пакет от ПК1 дойдёт до роутера, а тот уже отправит его в глобальную паутину. Ответ из интернета роутер передаст ПК1 напрямую либо через свитч. В результате этого нехитрого действа мы сможем просматривать сайты, скачивать программы, общаться в чатах и пользоваться другими сервисами глобальной сети.
Схематичное изображение двух вариантов подключения домашних компьютеров к интернету через роутер вы можете увидеть ниже.
Подключение к интернету: роутер, свитч и домашние компьютеры 
Подключение к интернету: роутер и домашние компьютеры
Поскольку количество компьютеров дома обычно невелико, то можно обойтись без сетевого коммутатора. Благо, большинство роутеров позволяют одновременно подключить 4, а то и 8 компьютеров к интернету. Чем больше портов у роутера, тем он дороже. Маршрутизатор может иметь дополнительные функции, например, межсетевого экрана, настройки шифрования трафика в беспроводных сетях и т.п..
В компьютерных магазинах вы можете найти ADSL-роутеры, Wi-Fi роутеры и множество других моделей. ADSL-роутер подходит для подключения нескольких компьютеров к глобальной сети, если у вас интернет через телефонную линию. На рисунке ниже изображено одно из таких устройств.
Wi-Fi роутер прекрасно впишется в вашу домашнюю сеть, если у вас кабельный интернет. При этом кабель от интернета подключается к роутеру, а домашние компьютеры смогут получать интернет уже по беспроводной сети. Одну из моделей Wi-Fi маршрутизаторов вы можете увидеть на следующем изображении.
Выпускаются и ADSL роутеры с поддержкой беспроводных сетей. Это означает, что кабель от телефонной розетки подключается к маршрутизатору, а он уже «раздаёт» интернет вашим домашним компьютерам посредством технологии Wi-Fi. Пример такого продвинутого устройства вы можете увидеть на следующем рисунке.
Общее подключение к интернету через роутер имеет ряд неоспоримых преимуществ:
Подводя итоги, определимся, какое же оборудование следует приобретать для домашних сетей. Если вы просто хотите объединить несколько компьютеров в одну локальную сеть, вам понадобится сетевой коммутатор (свитч). Если вы хотите подключить все домашние компьютеры к интернету, то задумайтесь о приобретении роутера, имеющего несколько портов для подключения к ним ваших ПК. При этом свитч будет уже не нужен. Если же у вас компьютеры с беспроводными адаптерами или ноутбуки со встроенной поддержкой Wi-Fi, ваш выбор – Wi-Fi маршрутизатор.
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
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 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.
Что такое хаб для интернета
Современные проводные и беспроводные сети в крупных городах в большинстве случаев организуются по стандартной схеме с использованием роутеров и свитчей. А вот для подключения интернета на дачах, в поселках и деревнях ситуация совсем другая, и в сетях продолжают использоваться достаточно экзотические образцы техники. И если перед вами стоит задача разобраться со старой локальной сетью «родом из девяностых» или создать с нуля максимально дешевую и надежную LAN, то вам не обойтись без знаний о некоторых ныне устаревших классах сетевой техники. Поэтому стоит выяснить, что такое хаб для локальной сети, чем он отличается от других классов сетевых устройств, какие виды хабов бывают и как подключать их к другим девайсам.
Особенности сетевого хаба
Само определение «хаб» имеет такую расшифровку, как «центр», поскольку это устройство играет роль своеобразного центра локальной сети, к которому стекаются сигналы со всех входящих в нее рабочих компьютеров. Иногда встречается запись этого слова в виде аббревиатуры HUB, но это является грамматической ошибкой. Хабом или сетевым концентратором называют один из самых примитивных (и считающихся в наши дни морально устаревшим) видов специального сетевого оборудования, который позволяет объединить в одну сеть несколько подсетей. Технически хаб представляет собой корпус с несколькими LAN-разъемами, которые объединены между собой физически. Проходящий через хаб сигнал не претерпевает почти никакой программной обработки – имеющаяся «на борту» электроника «умеет» только обнаруживать и предотвращать коллизии между сигналами, поступающими с разных портов.
Алгоритм работы концентратора в упрощенном виде выглядит так:
Несложно заметить, что такая схема изначально не отличается высокой скоростью – во-первых, в каждый момент времени сигнал по сети передает только одно из входящих в нее устройств, а во-вторых, по такой сети курсирует большое количество «лишней» информации, которая не нужна всем входящим в нее клиентам.
Рассмотрим хаб с позиции «что это значит в сетевой топологии». Фактически этот девайс можно рассматривать как разветвитель, который хоть и выглядит как типичная точка в топологии «звезда», но логически обеспечивает работу сети в режиме «общей шины», в котором сеть делится поровну между всеми входящими в нее конечными устройствами.
Основная разница между хабом и свитчем состоит в том, что первый девайс работает с сигналами на физическом уровне и не содержит сложной электроники, тогда как второй работает уже с кадрами и пакетами данных, которые обрабатываются программно. Таким образом, все подключенные к хабу девайсы обмениваются данными друг между другом независимо от того, кому из них предназначены передаваемые данные, тогда как свитч уже умеет определять адресата каждого из сигналов и переключать каналы соединения так, чтобы между устройствами не циркулировали «лишние» сигналы. Отличия между концентратором и маршрутизатором еще существенней – роутеры работают на сетевом уровне и позволяют управлять всеми аспектами соединения входящих в сеть устройств, а не просто обеспечивать прямой обмен данными между ними.
В сравнении с другими типами сетевых коммутаторов (а именно маршрутизаторами и свитчами), можно выделить такие основные достоинства хабов:
Также некоторые модели концентраторов позволяют реализовать мало востребованные в реалиях мегаполисов, но все еще актуальные для провинции экзотические функции вроде объединения подсетей разной природы (например, с помощью некоторых моделей можно объединить в одну сеть ПК, подключаемые витой парой, с техникой, подключаемой по коаксиальным проводам).
Не лишены сетевые концентраторы и недостатков, самые важные из которых:
Таким образом, хаб – это хорошее решение для создания небольшой, надежной и дешевой локальной сети из небольшого количества компьютеров и ноутбуков, для которой долговечность гораздо важнее скорости. Применять такие девайсы есть смысл в условиях, когда входящий интернет-канал и так не отличается высокими показателями, так что использование более дорогих современных коммутаторов не даст заметного выигрыша в скорости.
Виды концентраторов
Поскольку сетевой хаб представляет собой устройство с минимальной электронной начинкой, то основные различия между такими девайсами сводятся к формату и количеству портов. Главная характеристика хаба – скорость работы его портов. В настоящее время наиболее распространены девайсы со скоростью до 100 Мбит/с, иногда можно найти раритетные варианты с портами на 10 Мбит/с, а вот более современные гигабайтные хабы поставляются в основном крупными партиями для интернет-провайдеров и практически не встречаются на розничном рынке. По количеству портов наиболее распространены такие виды этой техники:
Также эти девайсы разделяют на активные и пассивные. Единственное различие между ними состоит в том, что активные концентраторы усиливают входящий в них сигнал, тогда как пассивные только обеспечивают его коммутацию. Благодаря усилению сигнала активные концентраторы могут использоваться для организации сетей, в которых рабочие станции находятся друг от друга на большом расстоянии. В условиях дачного кооператива или деревни сочетание активных хабов и нескольких сотен метров витой пары может послужить «дешевой и сердитой» заменой прокладыванию оптоволоконных линий между домами, особенно актуально для подключения интернета в частном секторе.
Подключение
Прежде чем разбираться с нюансами подключения вашего хаба к роутеру, свитчу или другой технике, стоит выяснить, поддерживает ли девайс технологию Auto MDI-X. Именно от этого будет зависеть, сможете ли вы просто соединить сетевые точки с помощью доступных кусков витой пары, либо вам придется выяснять режимы работы портов и разбираться, использовалась ли в ваших проводах прямая или обратная обжимка. Именно эта технология позволяет сетевым устройствам самостоятельно переключать режим работы портов в зависимости от того, какое именно устройство к ним подключено через сигнальный шнур. Технология Auto MDI-X поддерживается абсолютно всеми хабами, роутерами и свитчами с гигабитными портами, а также большинством устройств с портами на 100 Мбит/с. Но на всякий случай, перед подключением концентратора к локальной сети стоит найти инструкцию по его эксплуатации и убедиться, что технология Auto MDI-X им действительно поддерживается.
Если ваш девайс умеет самостоятельно переключать режим работы, то дальнейшие ваши действия сведутся к простому подключению Ethernet кабелей к портам ваших коммутаторов, а также к сетевым картам входящих в вашу LAN ПК и ноутбуков. Все входящие в сеть устройства самостоятельно установят связь друг с другом и автоматически подберут правильный режим работы. Но если на вашем хабе есть порт с обозначением Link или Uplink, то желательно подключать Switch или роутер именно к этому порту. То же касается и случаев, когда вы подключаете к хабу свитч, имеющий отдельный VIP-разъем – концентратор нужно включать именно в этот порт.
Если же ваш девайс не поддерживает Auto MDI-X, то подключаться к другим сетевым коммутаторам и локальным ПК вам придется кабелем с разной обжимкой.
Здесь нужно запомнить такой принцип:
В настоящее время приняты два стандарта обжимки жил витой пары в коннекторах, а именно T568A и T568B.
Чтобы реализовать первый вариант, нужно обжать провода на контактах в такой последовательности:
Для обжима по стандарту T568B используют следующую последовательность:
Для того чтобы ваш кабель имел прямой обжим, оба его коннектора должны быть обжаты по одной схеме (все равно, будет это T568A или же T568B). А для создания кросс-кабеля нужно обжать коннекторы по разным схемам, то есть один по T568A, а другой по T568B.
Чтобы не перепутать «прямые» и «обратные» шнуры, изготовьте для них разные бирки из разноцветной изоленты или заламинированных скотчем кусочков бумаги и пометьте их возле коннекторов.