Основная функция концентраторов

Практически во всех современных технологиях локальных сетей определено устройство, которое имеет несколько равноправных названий — концентратор, хаб, повторитель. В зависимости от области применения этого устройства в зна­чительной степени изменяется состав его функций и конструктивное исполне­ние. Неизменной остается только основная функция — повторение кадра либо на всех портах (как определено в стандарте Ethernet), либо только на некоторых портах, в соответствии с конкретным алгоритмом, определенным тем или иным стандартом.

Концентратор обычно имеет несколько портов, к которым с помощью отдельных физических сегментов кабеля подключаются конечные узлы сети — компьютеры. Концентратор объединяет отдельные физические сегменты сети в единую разде­ляемую среду, доступ к которой осуществляется в соответствии с одним из рас­смотренных протоколов локальных сетей — Ethernet, Token Ring и т. п. Так как логика доступа к разделяемой среде существенно зависит от технологии, то для каждого типа технологии выпускаются свои концентраторы: Ethernet, Token Ring, FDDI.

Каждый концентратор выполняет некоторую основную функцию, определенную в соответствующем стандарте той технологии, которую он поддерживает. Поми­мо основной функции концентратор может выполнять некоторое количество до­полнительных функций, которые либо вообще не определены в стандарте, либо являются факультативными. Например, концентратор Token Ring может выпол­нять функцию отключения некорректно работающих портов и перехода на ре­зервное кольцо, хотя в стандарте такие его возможности не описаны. Концентра­тор оказался удобным устройством для выполнения дополнительных функций, облегчающих контроль и эксплуатацию сети.

Рассмотрим особенности реализации основной функции концентратора на при­мере концентраторов Ethernet.

В технологии Ethernet устройства, объединяющие несколько физических сегмен­тов коаксиального кабеля в единую разделяемую среду, использовались давно и получили название «повторителей» по своей основной функции — повторению на всех своих портах сигналов, полученных на входе одного из портов. В сетях на основе коаксиального кабеля обычными являлись двухпортовые повторите­ли, соединяющие только два сегмента кабеля, поэтому термин «концентратор» к ним обычно не применялся.

ПортАШ

MDI-X

С появлением спецификации 10Base-T для витой пары повторитель стал неотъ­емлемой частью сети Ethernet, так как без него связь можно было организовать только между двумя узлами сети. Многопортовые повторители Ethernet на ви­той паре стали называть концентраторами, или хабами, так как в одном устрой­стве действительно концентрировались связи между большим количеством уз­лов сети. На рис. 14.18 показан типичный концентратор Ethernet, рассчитанный на образование небольших сегментов разделяемой среды. Он имеет 16 портов стандарта 10Base-T с разъемами RJ-45, а также один порт AUI для подключения внешнего трансивера. Обычно к порту AUI подключается трансивер, работаю­щий на коаксиал или оптоволокно. С помощью этого трансивера концентратор подключается к магистральному кабелю, соединяющему несколько концентрато­ров между собой. Таким же образом обеспечивается подключение станции, уда­ленной от концентратора более чем на 100 м.

Концентратор 10 Base-T

Витая пара

Станция Ethernet

Трансивер 10 Base-T

Станция Ethernet

Станция Ethernet

Рис. 14.18. Концентратор Ethernet

ПРИМЕЧАНИЕ -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Для соединения концентраторов 10Base-T в иерархическую систему можно применять те же порты, что и для подключения конечных станций, с учетом одного обстоятельства. Дело в том, что обычный порт RJ-45, предназначенный для подключения сетевого адаптера и называемый MDI-X (кроссированный интерфейс MDI), имеет инвертированную раз­водку контактов разъема, чтобы сетевой адаптер можно было подключить к концентратору с помощью стандартного соединительного кабеля, не кроссирующего контакты (рис. 14.19). В случае соединения концентраторов через стандартный порт MDI-X приходится исполь­зовать нестандартный кабель с перекрестным соединением пар. Поэтому некоторые изго­товители снабжают концентратор выделенным портом MDI, в котором нет кроссирования пар. Таким образом, два концентратора можно соединить обычным некроссированным ка­белем, если это делать через порт MDI-X одного концентратора и порт MDI второго. Чаще один и тот же порт концентратора может работать и как порт MDI-X, и как порт MDI, в за­висимости от положения кнопочного переключателя, как это показано в нижней части рис. 14.19.

........... -........... -1 Внутреннее кроссирование ^

Тх Передатчик^ Г^)000000000(Ш ^Передатчику

Rx Приемник g Порт MDI

Концентратор

Цепи передатчика^ и приемника меняются местами

Адаптер или [27]концентратор 3

Приемник Rx __________ i _

Тх Передатчик Концентратор Rx Приемник ^ Порт MDI

Порт MDI-X

Концентратор ^ Приемник Rx Порт MDI

Описание Данные Коллизия г 2 3 4 5 п

12 3 4

г~т

Раздел Канал

MDI-X/MDI Ц

Рис. 14.19. Соединения типа «станция-концентратор» и «концентратор-концентратор»

на витой паре

Многопортовый повторитель-концентратор Ethernet может по-разному рассмат­риваться при использовании правила 4-х хабов. В большинстве моделей все порты связаны с единственным блоком повторения, и при прохождении сигнала между двумя портами повторителя блок повторения вносит задержку всего один раз. Поэтому такой концентратор нужно считать одним повторителем с ограни­чениями, накладываемыми правилом 4-х хабов. Но существуют и другие модели повторителей, в которых на несколько портов имеется свой блок повторения. В таком случае каждый блок повторения нужно считать отдельным повторите­лем и учитывать его отдельно в правиле 4-х хабов.

Однако если существующие различия при выполнении основной функции кон­центраторов не столь велики, то их намного превосходит разброс в возможно­стях реализации концентраторами дополнительных функций.