هاب شبکه

شبکه هاب (Hub) یک دستگاه شبکه است که به عنوان یک نقطه مرکزی برای اتصال دستگاه‌های شبکه به یکدیگر استفاده می‌شود. هاب وظیفه تقویت و ارسال سیگنال‌های شبکه را بر عهده دارد و برای اشتراک گذاری اطلاعات بین دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود.

هاب معمولاً در شبکه‌های کوچک و محلی استفاده می‌شود و می‌تواند تعدادی پورت شبکه داشته باشد که به آن‌ها دستگاه‌ها متصل می‌شوند. وقتی یک دستگاه داده‌هایی را برای ارسال به دیگر دستگاه‌ها در شبکه می‌فرستد، هاب این داده‌ها را به تمام دستگاه‌های متصل به خود ارسال می‌کند.

در این مقاله در وب سایت کامیتل شاپ قصد داریم، به معرفی هاب شبکه نیز بپردازیم. پس با ما همراه باشید.

هاب چیست؟

هاب شبکه (Hub Network) یا هاب اترنت (Hub Ethernet)، جزو ارزان ترین دستگاه توسعه‌دهنده شبکه است که عملکرد کاملاٌ ساده‌اي را دارد. هر بسته‌ای که به یک پورت هاب وارد می‌شود به بقيه پورت‌ها نيز، ارسال می‌شود. براي مثال اگر قرار باشد بسته‌ای برای یک کامپیوتر ارسال شود، بدون اينكه بدانيم این کامپیوتر به چه پورتی متصل است به پورت‌های دیگر نیز، ارسال می‌شود و فقط کامپیوتری که، دارای آدرس مقصد است، بسته را دریافت می‌کند.

برعکس این مسئله، وقتي ‌که کامپیوتر A پاسخی ارسال می‌کند، پاسخ برای تمام پورت‌های موجود در هاب نيز، ارسال می‌شود تا در آخر، گره مقصد بسته را دریافت کند.

هاب، دستگاه کوچکی است که چندین پورت اترنت دارد و با استفاده از کابل اترنت، کامپیوترها و دستگاه‌ها را به آن، مي توانيم وصل می‌کنیم.

هاب شبیه به يك سوئیچ است، و گره‌های یک شبکه محلی را در یک نقطه به یکدیگر متصل می‌کند اما از تجهیزات لایه اول یا همان لایه فیزیکی است.

مقاله پیشنهادی: روش های عیب یابی مودم

کاربرد هاب

هاب مانند يك سوئیچ، گره‌های شبکه محلی را در یک نقطه به هم متصل می‌کند اما در مقایسه با دستگاه‌های پیشرفته‌تری مانند روتر و سوئیچ، عملکرد ساده‌تری دارد و به همین ترتیب قابلیت‌های کاربردی کمتری ارائه می‌کند.

در شبکه‌های کوچکی که فقط چند دستگاه در آن‌ها قرار دارد و قرار نیست گره‌های تحت شبکه حجم زیادی از بسته‌های اطلاعاتی را مبادله کنند، هاب یک گزینه مقرون به صرفه است، به دليل اينكه به نسبت سوییچ‌های مدیریتی، غیر مدیریتی یا هوشمند ارزان‌تر است و پیچیدگی‌های سوییچ‌ها را ندارد. علاوه بر آن، به دلیل ساختار ساده‌ای که دارد، برای مدت زمان بیشتری مي‌تواند خدمت رساني كند.

معایب هاب

هاب سیگنال را از پورت مبدا دریافت می‌کند، اما به دلیل عدم تشخیص دادن این موضوع که بسته باید به چه پورت انتقال داده شود از رویکرد همه‌پخشی استفاده می‌کند و بسته را برای تمامی پورت‌ها ارسال می‌کند تا در آخر گره مقصد بسته را نيز، دریافت کند.

تکثیر و ارسال كردن هر بسته اطلاعاتی به تمام پورت‌ها ترافیک زیادی را ایجاد می‌کند و براي همين نه تنها، از نظر مباحث امنیتی مشکل‌ دارد، بلکه پهنای باند شبکه را بیهوده هدر می‌دهد.

چون بسته اطلاعاتی برای تمامی پورت‌ها مي‌فرستد، پهنای باند شبکه را بیهوده مصرف می‌کند و مشکلات امنیتی مانند حمله‌های انکار سرویس (ddos) را بوجود می‌آورد.

مشکل دیگری که هاب نيز به‌وجود می‌آورد، تصادم بسته‌ها است. زیرا احتمال ارسال كردن بسته توسط چند گره به‌طور همزمان و برخورد بسته‌ها در هاب به یکدیگر، از دست بروند نیز وجود دارد.

تفاوت هاب و سوئیچ شبکه

هر دو دستگاه سوئیچ و هاب را برای ارتباط گره‌های شبکه به یکدیگر مي‌توان، متصل کرد اما، تفاوت‌های زیادی دارند. نکته مهمی که در اين بررسی باید به آن دقت کنید این است که در مدل مرجع OSI، هاب از تجهیزات لایه فیزیکی است، در حالی که سوئیچ در گروه تجهیزات لایه 2 پیوند داده ( لایه شبکه (Network Layer)) قرار می‌گیرد.

در همین لحظه است که تفاوت اصلی و بزرگ سوئیچ و هاب مشخص می‌شود.

هاب دستگاه ساده‌ای است که تمام ترافیک ورودی را برای پورت‌های خود ارسال می‌کند. بنابراین احتمال بروز مشکل تصادم در شبکه را زیاد می‌کند. در مقابل آن سوییچ، عملکرد متفاوتی دارد، چون اطلاعاتی در مورد دستگاه‌های متصل به خود جمع‌آوری می‌کند و ترافیک ورودی را تنها از طریق پورت‌ها و بر مبنای آدرس آی‌پی ارسال می‌کند.

هاب‌ها برای شبکه‌های کوچک ایده‌آل تر هستند، اما سوییچ‌ها برای انواع مختلفی از شبکه‌ها کوچک و بزرگ، بسيار مناسب هستند، چون به شکل هوشمندانه‌ای بر ترافیک نظارت می‌کنند. سوئیچ برعکس هاب، به‌جای ارسال بدون فکر فریم‌های دریافتی از یک پورت به تمام پورت‌های دیگر، جدولی ایجاد می‌کند تا آدرس مک یا آی‌پی مبدا را در آن درج کند.

بنابراین فریم‌ها را به پورتی ارسال می‌کند که آدرس آن، هماهنگ با آدرس مندرج شده در جدول باشد. این‌کار باعث می‌شود كه، حجم ترافیک شبکه به شکل قابل توجهی نيز، کاهش پیدا کند، زیرا بین دو دستگاه متصل شده به شبکه ارتباط مستقیمي ایجاد می‌شود و پورت‌های دیگر، بیهوده درگیر نمی‌شوند. در نتیجه در سوئیچ‌ به ندرت مشکل برخورد به‌وجود می‌آید و ضرورتی بر سوییچ، كه پهنای باند خود را با پورت‌های دیگر به اشتراک بگذارد ندارد.

مطلب پیشنهادی: راه اندازی مودم خانگی

هاب دستگاهی نیمه‌دوطرفه (half-duplex)، در حالی که سوئیچ دستگاه کاملا دوطرفه (full-duplex) است. در تجهیزات نیمه‌دوطرفه، هر دو گره می‌توانند با هم ارتباط داشته باشند، اما ارتباط‌شان هم‌زمان نیست و وقتی یکی از آن‌ها بسته‌ای ارسال می‌کند، دیگری فقط گیرنده است. در تجهیزات مبتنی بر فناوری فول داپلکس، هر دو طرف می‌توانند در هر لحظه فرستنده و گیرنده باشند.

هر چه تجهیزات بیشتری به هاب وصل شود، هاب مجبور می‌شود پهنای باند بیشتری را به اشتراک بگذارد، که باعث کندی شبکه مي‌شود. اما در سوئیچ‌، هیچ پهنای باندی به‌اشتراک گذاشته نمي‌شود و همه پورت‌ها با تمام توان کار می‌کنند.

انواع هاب

هاب‌های شبکه به سه گروه:

• هاب‌ پسیو (passive hub)
• هاب اکتیو (active hub)
• هاب هوشمند (intelligent hub)

طبقه‌بندی می‌شوند و هر کدام مزایای خاص خود را دارند. در ادامه هر کدام از این تجهیزات را توضیح می‌دهیم:

هاب‌ پسیو (passive hub)

 هاب‌های پسیو عملکرد کاملا ساده‌ای را دارند و فقط برای برقراری ارتباط گره‌های یک شبکه محلی با یکدیگر استفاده می‌شوند، به‌طوری که هر وقت یک بسته اطلاعاتی دریافت می‌کنند آن‌را برای تمامی پورت‌ها ارسال می‌کنند. هاب پسیو هیچ‌گونه کاری بر روی سیگنال‌های دریافتی انجام نمی‌دهند و قادر به تقویت و بازتولید بسته‌ها نمی‌باشد. بنابراین اگر بسته‌ای از دست رود، فرستنده باید دوباره این فرایند را تکرار کند.

هاب‌ اکتیو (active hub)

 هاب‌های اکتیو مزیت بسیار بزرگی نسبت به هاب‌های پسیو دارند و توانایی تقویت سیگنال‌ها یا بازتولید بسته‌ها را دارند. به‌ عنوان مثال، اگر سیگنال‌های دریافتی، آسیب دیده باشد، اما هنوز قابل خواندن باشند، هاب اکتیو سیگنال‌های معیوب را قبل از تکثیر و ارسال به دیگر پورت‌ها، می‌تواند بازتولید و تقویت کند تا به شکل صحيح نيز، به مقصد برسند. امروزه بیشتر هاب‌ها در گروه هاب‌های اکتیو قرار دارند.

هاب‌ هوشمند (intelligent hub)

هاب‌ هوشمند علاوه بر اینکه مزایای هاب‌های اکتیو را دارد، برخی از مکانیزم‌های کنترلی و مدیریتی در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهد. هاب‌های هوشمند، بخش عمده‌ای از مشکلات شبکه را می‌ توانند شناسایی کنند و اطلاعاتی در مورد رخدادهای شبکه به دست بیاورند.

به عنوان مثال، اگر نرم‌افزار هاب هوشمند با پروتکل مدیریت آسان شبکه (SNMP) سازگار باشد با تجهیزات مختلف شبکه می‌تواند مرتبط شود و درباره‌ی ظرفیت شبکه، پهنای باند، جداول مسیریابی و… آمارهای زیادی ارائه دهد.

مطلب پیشنهادی: انواع کابل شبکه

نکات مهم خرید هاب شبکه

خرید هاب شبکه، پیچیدگی خاصی ندارد و اگر به چند نکته زیر دقت کنید، قادر به خرید هابی متناسب با نیازهای کاری خود، خواهید بود:

نوع هاب

قبل از انجام کاری، نوع هاب را مشخص کنید و ببینید که کدام نوع فعال و غیرفعال و هوشمند هاب برای شما مناسب تر است.

پروتکل‌های قابل پشتیبانی

 همان‌طور که گفته شد، نوع هابی که قصد خرید دارید به شکل مستقیم بر روی کیفیت کار تاثیر می‌گذارد. بنابراین باید موقع خرید هاب دقت کنید که هاب، قادر به پشتیبانی از چه پروتکل‌های شبکه و امنیت است. که البته بخش دوم اهمیت بیشتری دارد، زیرا از شبکه شما در برابر تهدیدات محافظت می‌کند.

نحوه ارسال بسته‌ها

 اگر هاب به روش مستقیم بسته‌های داده را از مبدا به مقصد ارسال کند در واقع در حال تکثیر بسته‌ها است که پهنای باند شبکه را بیهوده هدر می‌دهد. با این نتیجه، هنگام خرید کردن به مشخصات هاب، حتما دقت کنید که چگونه مشکل تصادف سیگنال‌ها (signal collision) را مدیریت می‌کند.

مکانیزم‌های امنیتی

 هاب‌ها در مقایسه با سوییچ‌ها در برابر تهدیدات امنیتی آسیب‌پذیرتر هستند. با توجه به این‌که هاب سیگنال‌ دریافتی از دستگاه مبدا را نه تنها فقط به مقصد واقعی، بلکه به دیگر پورت‌ها نیز ارسال می‌کند، زمینه‌ای برای پیاده‌سازی حملات امنیتی شنود شبکه (network sniffing) را نیز فراهم می‌کند.

نوع مکانیم ارتباط پورت‌ها

 در حالت کلی، هاب بر معماری نیمه‌دوطرفه (half-duplex) است، به این معنی که دو پورت هم‌زمان برای هم نمی‌توانند سیگنال بفرستند.

زمانی که یکی از پورت‌ها فرستنده باشد، دیگری فقط گیرنده است و برعکس که درست در نقطه مقابل سوئیچ قرار دارد که تمام‌ دوطرفه (full-duplex) است و تمام پورت‌های آن هم‌زمان فرستنده و گیرنده می‌توانند باشند. البته بعضی تولیدکنندگان در این زمینه گام‌هایی برداشته‌اند تا این محدودیت هاب‌ها را برطرف کنند.

جمع بندی

شاید این مقاله هاب شبکه تموم چیزی که شما نیاز دارید رو نگفته باشد؛ ولی یک دید کلی به شما میدهد تا بتوانید بهتر تصمیم بگیرید و متوجه شوید که چه نکاتی موقع خرید اهمیت دارند و باید به آنها توجه کنیم.

سوالات متداول درباره هاب شبکه