Повторители и
концентраторы | «« Назад |
Оглавление
Повторители и
концентраторы.
Одной из первых задач, которая стоит перед
любой технологией транспортировки данных, является возможность их передачи на
максимально большое расстояние.
Физическая среда накладывает на этот процесс
свое ограничение - рано или поздно мощность сигнала падает, и прием становится
невозможным. При этом не имеет значения абсолютное значение амплитуды - для
распознавания важно соотношение сигнал/шум.
Привычное для аналоговых систем усиление не
годится для высокочастотных цифровых сигналов. Разумеется, при его
использовании какой-то небольшой эффект может быть достигнут, но с увеличением
расстояния искажения быстро нарушат целостность данных.
В
таких ситуациях применяют не усиление, а повторение сигнала. При этом
устройство на входе должно принимать сигнал, далее распознавать его
первоначальный вид, и генерировать на выходе его точное подобие. Такая схема в
теории может передавать данные на сколь угодно большие расстояния (если не
учитывать особенности разделения физической среды в Ethernet).
Первоначально в Ethernet использовался
коаксиальный кабель с топологией "шина", и нужно было соединять между
собой всего несколько протяженных сегментов. Для этого обычно использовались
повторители (repeater), имевшие два порта. Несколько позже появились
многопортовые устройства, называемые концентраторами (concentrator). Их
физический смысл был точно такой же, но восстановленный сигнал транслировался
на все активные порты, кроме того, с которого пришел сигнал.
Рисунок 1. Схематическое
изображение активных устройств
С
появлением протокола 10baseT (витой пары) для избежания терминологической
путаницы многопортовые повторители для витой пары стали называться хабами
(hub), а коаксиальные - репитерами (по крайней мере в русскоязычной
литературе). Эти названия хорошо прижились, и используется в настоящее время
очень широко.
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.
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
концентраторах, 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 концентраторы 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.
Повторители и
концентраторы | «« Назад |
Оглавление