8.3.1. Введение

Классический Ethernet имеет такие серьезные недостатки, как низкий коэффициент использования пропускной способности кабеля и склонностью к коллизиям и коллапсу.

Эти недостатки с середины 90-х г.г. ХХ века в значительной мере удалось преодолеть разбиением сети на отдельные сегменты при помощи т. н. хабов (hub).

Применяется 4 типа хабов:

1. Hub Type 1;

2. Hub Type 2;

3. Hub Type 4;

4. Hub Type 4.

Хабы типа 1 и 2 на жаргоне называют Switcher (переключатель), а хабы типов 3 и 4 называют router (маршрутизатор).

8.3.2. Топология простейшей Switch Ethernet сети

Начнем с рассмотрения простейшей сети, построенной на единственном хабе типа 1.

hub

S₁

T

p₁

p₂

p_n

…

…

p₁-p_n - разъемы для подключения сегментов Ethernet, называемые портами; в различных хабах от 4-х до 32 портов;

S₁ - в качестве сегмента может быть использован сегмент с одним компьютером; такие сегменты называют выделенными;

- - второй сегмент, в котором к одному кабелю подключено m станций; такие сегменты называют коллективными.

На станциях установлены обычные Ethernet-контроллеры, такие же, как и в классическом Ethernet, и используются такие же кабельные системы.

8.3.3. Устройство и работа хаба типа 1

Устройства хаба следующее:

hub

C₁

K₁

канал 1

канал 2

канал n

…

…

ВШ

p_n

p₂

p₁

ВШ - внутренняя шина хаба;

С₁ - схема, пропускающая сигнал только с ВШ на порт;

К₁ - схема, пропускающая сигнал только с порта на ВШ; оборудована ключом, при размыкании которого информация в направлении порт  ВШ перестает проходить.

Алгоритм работы:

1. хаб постоянно прослушивает сигнал на всех портах;

2. обнаружив сигнал передачи с порта Р_i (обнаружив модуляцию), он разрывает ключи К на всех остальных портах, запрещая таким образом данным, поступающим от прочих сегментов, попадать на ВШ хаба;

3. если станция на каком-то другом канале р_j в момент, когда хаб закрыт (захвачен станцией р_i), пытается также начать передачу, то ее сигнал не распространится далее того сегмента, на котором находится станция р_j;

4. для того, чтобы станции p_j стало ясно, что захват линии не удался, хаб, транслируя специальный сигнал в сегмент со станцией p_j, создает искусственную коллизию.

В результате коллизии возможны только в следующих случаях:

1. между станциями одного сегмента;

2. между станцией активного пользователя и станциями того сегмента, где находится пассивный пользователь.

Остальные коллизии невозможны, т. к. хаб на время передачи практически отключил все остальные станции от режима передачи, разрешив работать только на прием.

8.3.4. Соединение хабов

Если портов у хаба не хватает, то несколько хабов могут быть соединены одним из трех способов.

1) Параллельное соединение двух хабов

1 hub1

n-1

n

S₁

S_n-1

1 hub2

2

m

S_n

S_n+m-2

Два порта у хабов соединены и они будут работать как 1 хаб с числом портов m + n – 2, где n – число портов хаба 1, m – число портов хаба 2.