من و شما به‌عنوان کاربران شبکه‌های بزرگ و کوچک، کمتر به این فکر می‌کنیم که چطور به این شبکه‌ها وصل شده‌ایم؟ چه ارتباطی با سایر کامپیوترهای این شبکه‌ها داریم؟ داده‌های ارسالی ما چطور به‌دست آنها می‌رسد و داده‌هایی که دریافت می‌کنیم، همزمان به دست چند نفر رسیده است. در حالی که باید اهمیت بدهیم! هاب شبکه یکی از چندین تجهیزات شبکه است که وظیفه اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر را برعهده دارد. ساده‌ترین دستگاه توسعه‌دهنده شبکه در مقایسه با سوئیچ و روتر.
همراه ما باشید تا درباره هاب شبکه و جزئیات مربوط به آن مثل مزیت‌ها و محدودیت‌هایش صحبت کنیم.
هاب چیست؟
هاب شبکه رابطی است که تجهیزات فیزیکی مانند چاپگر، دستگاه‌های ورودی و خروجی، دسکتاپ، دستگاه‌های ذخیره‌سازی داده و تمام سرورهای دیتاسنتر را به هم وصل می‌کند. ساده‌ترین نوع سوئیچ، روتر و پل در شبکه که قادر به فیلترکردن داده‌ها نیست و از این جهت دستگاه هوشمندی محسوب نمی‌شود، اما می‌تواند بر اساس نیازها و برنامه‌ریزی‌های سازمان پیکربندی شود. معمولا از این سخت‌افزار در شبکه‌های کوچکی استفاده می‌شود که داده زیادی در آنها جریان ندارد.
در شبکه‌هایی که تجهیزات فیزیکی با هاب به هم متصل می‌شوند، اگر کامپیوتری بخواهد اطلاعاتی برای یکی از کامپیوترها بفرستد، این اطلاعات با همه کامپیوترهای متصل به شبکه در میان گذاشته می‌شود. یک نقص امنیتی فوق‌العاده مهم که کارایی این سخت‌افزار را در شبکه‌های سازمانی بزرگ پایین می‌آورد.
هاب شبکه چه ویژگی‌هایی دارد؟
بیایید نگاه دقیق‌تری به ویژگی‌های هاب شبکه بیندازیم.
- برادکست همیشگی: هاب داده‌ها را پیوسته در شبکه برادکست می‌کند. هر کامپیوتر جدیدی که به هاب متصل شود، در جریان داده‌های انتقالی قرار می‌گیرد.
- ارتباط نیمه دوطرفه (Half-duplex): هاب فقط از ارتباط نیمه دوطرفه پشتیبانی می‌کند. یعنی در هر لحظه فقط یک کامپیوتر می‌تواند داده انتقال دهد؛ اگر رایانه دیگری قصد انتقال داده داشته باشد، باید تا پایان کار کامپیوتر اول منتظر بماند.
- دامنه برخورد یک‌سویه (Single Collision Domain): هاب روی کالیژن دامین یا دامنه برخورد یک‌سویه کار می‌کند. یعنی اگر دو رایانه همزمان داده ارسال کنند، بسته‌ها با یکدیگر برخورد می‌کنند و هر دو از بین می‌رود.
- قابل استفاده فقط در شبکه‌های محلی: هاب فقط در شبکه‌های محلی قابل استفاده است و برای شبکه‌های بزرگ‌تر کاربردی ندارد. می‌توان از آن در خانه یا بخش کوچکی از یک اداره استفاده کرد.
- عدم امکان ذخیره آدرس MAC: همانطور که گفتیم، هاب دستگاه هوشمندی نیست و نمی‌تواند آدرس MAC رایانه‌ها را ذخیره کند. هیچ جدولی در این دیوایس ذخیره نمی‌شود.
چرا از هاب استفاده کنیم؟
اگرچه دستگاه هاب در شبکه‌های بزرگ محدودیت‌هایی دارد، همچنان می‌توان از مزیت‌های آن در شبکه‌های محلی کوچک بهره برد. از رایج‌ترین کاربردهای هاب می‌توان به استفاده به‌عنوان اکسس پوینت سرورها، ورک استیشن‌ها، چاپگر، اسکنر و غیره در شبکه LAN، نظارت بر شبکه، و برقراری ارتباط در سازمان اشاره کرد.
هاب چطور کار می‌کند؟
هاب یک ریپیتر است. دستگاهی که سیگنال‌های داده را از یک دستگاه (روی یک پورت) دریافت می‌کند و بعد بسته‌های داده را بی‌هیچ نظارتی روی تمام پورت‌ها (به‌جز پورت منبع) ارسال می‌کند. یعنی اگر یک هاب ۸ پورت داشته باشد، هر داده‌ای که از پورت ۱ دریافت می‌شود، روی تمام پورت‌های ۲ تا ۸ برادکست خواهد شد.
همانطور که گفتیم، این دستگاه هیچ قابلیتی برای شناسایی مقصد فریم‌های داده ندارد. یعنی خبری از عملکرد مسیریابی یا حفظ کردن مک آدرس در این دیوایس نیست و نمی‌تواند هیچ نوع خدمات شبکه پیشرفته دیگری ارائه دهد.
دستگاه هاب روی لایه اول مدل OSI قرار می‌گیرد. اولین و پایین‌ترین لایه شبکه که لایه فیزیکی نامیده می‌شود. کابل‌هایی که برای اتصال هاب و سایر دیوایس‌های شبکه استفاده می‌شوند کابل زوج به هم تابیده هستند و معمولا از جک RJ45 برای برقراری اتصال استفاده می‌شود.
انواع هاب شبکه چیست؟
خوشبختانه اخیرا اصطلاحاتی روی هاب‌ها انجام شده تا عملکرد بهتری داشته باشند. در حال حاضر سه نوع هاب داریم که با توجه به کاربرد، روی شبکه مستقر می‌شوند.
۱. پسیو هاب (Pssive Hub)
پسیو هاب یا هاب غیرفعال یک دستگاه اتصال مرکزی است که بدون نیاز به منبع تغذیه، دستگاه‌های شبکه را در توپولوژی شبکه ستاره به یکدیگر متصل می‌کند. این دیوایس ارزان‌ترین نوع هاب شبکه محسوب می‌شود و قادر به تقویت سیگنال‌ها قبل از بازپخش آنها نیست؛ بلکه سیگنال‌ها را صرفا دریافت و فوروارد می‌کند. حتی ممکن است حداکثر فاصله انتقال رسانه را محدود کند.
۲. اکتیو هاب (Active Hub)
اکتیو هاب یا هاب فعال نسبت به پسیو هاب ویژگی‌های بیشتری دارد. مثلا اینکه داده‌های دریافتی و اولیت ارسال آنها را قبل از بازپخش، بررسی و نظارت می‌کند. حتی می‌تواند بسته‌های آسیب‌دیده را تعمیر و سیگنال‌های ضعیف را قبل از پخش روی پورت‌ها، تقویت کند. فاصله رسانه شبکه با این دیواس‌های اتصالی به حداکثر می‌رسد.
این دستگاه به منبع تغذیه نیاز دارد و در مقایسه با پسیو هاب گران‌تر است.
۳. هاب هوشمند (Intelligent Hub)
هاب هوشمند نسبت به دو دستگاه دیگر مزیت‌های بیشتری دارد. مثلا اینکه دارای قابلیت نظارت و مدیریت از راه دور با استفاده از پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP) و پایگاه اطلاعات مدیریت (MIB) هستند و سرعت بیشتری در اختیار کاربران شبکه می‌گذارد. ویژگی دیگر انعطاف‌پذیری قابل توجه این دستگاه است که نرخ انتقال بالایی در شبکه فراهم می‌کند، می‌تواند کامپیوترهای مشکل دار را ایزوله و جدا کند و هنگام وقوع تصادم‌های شدید، هشدار دهد.
چگونه چندین هاب را به هم وصل کنیم؟
یکی از رایج‌ترین سوالات کاربران تازه‌کار شبکه، امکان اتصال چندین هاب برای گسترش دامنه پوشش آن است. بله، امکان اتصال چندین هاب برای متمرکزسازی تعداد دستگاه‌های بیشتر وجود دارد. فقط باید هاب‌ها را با کابل متقاطع crossover به هم وصل کنید. این کابل پورت‌های ورودی و خروجی یک سمت را به سمت دیگر متصل می‌کند. برای اتصال هاب‌ها، روی آنها پورت خاصی به نام uplink تعبیه می‌شود. البته اگر قصد دارید دستگاه‌های زیادی را به یک شبکه وصل کنید، دیگر هاب کافی نیست و بهتر است سراغ روتر یا سوئیچ بروید.
تفاوت هاب و سوئیچ
در جدول زیر مهم‌ترین تفاوت‌های هاب و سوئیچ را با هم مرور می‌کنیم.
| هاب | سوئیچ |
| در لایه فیزیکی مدل OSI کار می‌کند. | در لایه پیوند داده مدل OSI کار می‌کند. |
| یک دامنه برخورد تک‌سویه دارد. | چندین پورت با دامنه‌های برخورد مجزا دارد. |
| frame flooding اجرا می‌کند که می‌تواند پخش، تک‌پخشی یا چندپخشی داده‌ها را اجرا کند. | عمدتا عملیات پخش را انجام می‌دهد. در صورت لزوم تک‌پخشی و چندپخشی هم دارد. |
| حالت انتقال نیمه دوطرفه است | حالت انتقال تمام دوطرفه است. |
| از مدارهای سیگنال الکتریکی استفاده می‌کند. | از قاب و بسته استفاده می‌کند. |
| از پروتکل Spanning-Tree را پشتیبانی نمی‌کند. | از پروتکل Multiple Spanning-Tree پشتیبانی می‌کند. |
| بیشتر تصادم‌ها در مرحله راه‌اندازی شبکه رخ می‌دهند. | برخوردی رخ نمی‌دهد. |
| قادر به ذخیره آدرس‌های MAC نیست. | از حافظه محتوای قابل دسترسی استفاده می‌کند و آدرس MAC دستگاه‌ها را به‌خاطر می‌سپارد. |
| این دستگاه هوشمند نیست. | یک دستگاه هوشمند است. |
| سرعت شبکه هاب تا ۱۰ مگابایت بر ثانیه است. | سرعت سوئیچ می‌تواند ۱۰۰ مگابیت در ثانیه، ۱ گیگابیت در ثانیه و ۱۰ گیگابیت در ثانیه باشد. |
فواید هاب شبکه چیست؟
برخی از مهم‌ترین مزیت‌های هاب شبکه عبارت‌اند از:
- هاب می‌تواند با تقویت سیگنال داده به گسترش شبکه کمک کند.
- نسبت به سایر دستگاه‌های شبکه ارزان‌تر است.
- از انواع مختلف دستگاه‌های شبکه پشتیبانی می‌کند.
- به کمک آن به‌راحتی می‌توان یک شبکه خانگی کوچک ایجاد کرد.
- در مقایسه با سایر دستگاه‌های توسعه‌دهنده شبکه به مراتب ارزان‌تر است.
- عملکرد شبکه را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد.
- نصب هاب در شبکه راحت است و تاخیر بسیار کمی دارد.
معایب و محدودیت‌های هاب شبکه
در متن مقاله کم‌و‌بیش به محدودیت‌ها و معایب هاب در برابر سایر تجهیزات شبکه اشاره کردیم، اما بد نیست در پایان مقاله، محدودیت‌های این دستگاه اتصال‌کننده را یک بار دیگر مرور کنیم.
- شبکه‌ای که با هاب پیکربندی می‌شود، هیچ امنیتی ندارد. چون پیام‌ها در کل شبکه پخش می‌شوند و همه دستگاه‌ها به آنها دسترسی دارند.
- هاب در حالت نیمه دوطرفه کار می‌کند. یعنی در آن واحد فقط یک دستگاه می‌تواند با دستگاه دیگر ارتباط برقرار کند.
- اگر دو یا چند دستگاه بخواهند همزمان داده ارسال کنند، بسته‌های داده در یک دامنه برخورد یک‌سویه، با یکدیگر برخورد می‌کنند.
- امکان ارسال مجدد داده وجود ندارد. گر پیامی به هر دلیلی حین ارسال از بین برود، دیگر ارسال نخواهد شد.
- هاب نمی‌تواند آدرس MAC دستگاه‌های شبکه را ذخیره کند؛ چون هیچ نوع جدولی در آن حفظ و نگهداری نمی‌شود.
- قادر به کاهش ترافیک شبکه نیست.
کلام آخر
امیدواریم اکنون بعد از مطالعه این مقاله به‌طور کامل با زیروبم شبکه‌های مبتنی بر هاب آشنا شده و مزایا و معایب این نقطه اتصال مشترک را شناخته باشید. واقعیتش این است که اگرچه هنوز دلایل بساری برای استقرار هاب در شبکه‌های کوچک خانگی یا محیط اداره وجود دارد، ظهور سوئیچ‌ها و روترها فناوری اتصال تجهیزات شبکه را یک پله بالاتر برده‌اند. به‌گونه‌ای که ضعف‌های هاب بیش از پیش برای کاربران محرز است.
در دنیای امروز بهترین گزینه برای شبکه‌های سازمانی و بزرگ، فناوری هوشمند و کارآمد سوئیچینگ است که در بسیاری از موارد، مقرون‌به‌صرفه‌ترین انتخاب ممکن محسوب می‌شوند.
شما چه اطلاعات دیگری درباره هاب شبکه دارید؟ به نظرتان استفاده از این دیوایس در شبکه چقدر منطقی است؟ خواهشمندیم نظرات‌تان را با ما و همراهان عزیز تسکا در میان بگذارید.
دیدگاهتان را بنویسید