Centrmezgls

Ethernet centrmezgls, aktīvais centrmezgls, tīkla centrmezgls, atkārtotāja centrmezgls, daudzportu atkārtotājs vai vienkārši centrmezgls; arī koncentrators, ir tīkla ierīce, kas savieno vairākas Ethernet ierīces un liek tām darboties kā vienam tīkla segmentam. Tam ir vairākas ieejas/izejas (I/O) pieslēgvietas, kurās signāls, kas ievadīts jebkura porta ieejā, parādās katra porta izejā, izņemot sākotnējo ienākošo portu.^[1] Centrmezgls darbojas OSI modeļa fiziskajā slānī (1. slānis).^[2] Atkārtotāja centrmezgls arī piedalās kolīziju atklāšanā, pārsūtot slāpēšanas signālu uz visiem portiem, ja tas atklāj kolīziju. Papildus standarta 8P8C ("RJ45") portiem, dažiem centrmezgliem var būt arī BNC vai pielikuma bloka saskarnes (AUI) savienotājs, lai varētu izveidot savienojumu ar novecojušiem 10BASE2 vai 10BASE5 tīkla segmentiem.

Centrmezgli lielākoties tagad ir novecojuši, un tos ir aizstājuši tīkla komutatori, izņemot ļoti vecas instalācijas vai specializētas lietojumprogrammas, kam tie jālieto. Kopš 2011. gada saskaņā ar IEEE 802.3 standartu^[3]^[4]^[5], tīkla segmentu savienošana ar atkārtotāju centrmezgliem vai centrmezgliem ir novecojusi.

Vēsture

Koncentratoru izgudroja amerikāņu inženieris Roberts Metkalfs, kurš ir arī paša Ethernet tīkla līdzdibinātājs. Pirmos koncentratorus sāka ieviest 1980. gadā. Sākotnēji to maksimālais datu pārraidīšanas ātrums bija tikai 10 Mbit/s. Bet šis skaitlis ātri vien palielinājās līdz 100 Mbit/s un pašlaik maksimums ir jau 1000 Mbit/s. Mūsdienās koncentratori ir zaudējuši savu popularitāti. To vietā tagad izmanto tiltus (angļu: bridge) un komutatorus (angļu: switch).

Tehniskā informācija

Fiziskā slāņa funkcija

Tīkla centrmezgls salīdzinājumā ar slēdzi ir sarežģīta ierīce. Kā vairāku portu atkārtotājs tas darbojas, atkārtojot datu pārraidi, kas saņemta no viena porta, uz pārējiem portiem. Tas atpazīst fiziskā slāņa paketes, tas ir, tas var noteikt to sākumu, dīkstāves rindu un uztvert kolīzijas, kur tā izplatās, nosūtot slāpēšanas signālu. Centrmezgls nevar tālāk pārbaudīt vai pārvaldīt caur to plūstošo datu plūsmu.^[6] Centrmezglam nav atmiņas datu glabāšanai, un tas vienlaikus var apstrādāt tikai vienu pārraidi. Tāpēc centrmezgli var darboties tikai pusdupleksa režīmā.

Vairāku centrmezglu savienošana

Nepieciešamība, lai resursdatori spētu atklāt kolīzijas, ierobežo centrmezglu skaitu un to tīkla kopējo lielumu, kas izveidots, izmantojot centrmezglus (tīklam, kas izveidots, izmantojot slēdžus, šie ierobežojumi nav noteikti). 10 Mbit / s tīkliem, kas izveidoti, izmantojot atkārtotāju centrmezglus, jāievēro 5-4-3 noteikums : starp jebkurām divām gala stacijām ir atļauti ne vairāk kā pieci segmenti (četri centrmezgli).^[6] 10BASE-T tīklos starp jebkuriem diviem resursdatoriem ir atļauti ne vairāk kā pieci segmenti un četri atkārtotāji.^[7] 100 Mbit / s tīkliem ierobežojums tiek samazināts līdz 3 segmentiem (2 II klases centrmezgli) starp jebkurām divām gala stacijām, un pat tas ir atļauts tikai tad, ja tie ir II. klases centrmezgli. Dažiem centrmezgliem ir ražotāju specifiski steku porti, kas ļauj tos apvienot tādā veidā, kas ļauj vairāk centrmezglu nekā vienkārša ķēžu veidošana ar Ethernet kabeļiem, taču pat ja tā, lielam Fast Ethernet tīklam, iespējams, būs nepieciešami slēdži, lai izvairītos no centrmezglu ķēdes ierobežojumiem.^[2]

Papildus funkcionalitāte

Lielākā daļa centrmezglu spēj atklāt tipiskas problēmas, piemēram, pārmērīgas kolīzijas un slāpēšanu uz atsevišķiem portiem, un porta sadalīšanu, atvienojot to no koplietojamās vides. Tādējādi, centrmezgla vītā pāra Ethernet parasti ir robustāks nekā koaksiālā kabeļa Ethernet (piemēram, 10BASE2), kur nepareizi darbojoša ierīce var nelabvēlīgi ietekmēt visu kolīziju domēnu.^[6] Pat ja tas netiek sadalīts automātiski, centrmezgls vienkāršo traucējummeklēšanu, jo centrmezgli novērš nepieciešamību novērst traucējumus garā kabeli ar vairākiem mezgliem; stāvokļa indikatorlampiņas uz centrmezgla paneļa var norādīt uz iespējamo problēmas avotu vai, kā pēdējo iespēju, ierīces var atvienot no centrmezgla pa vienam daudz vienkāršāk nekā no koaksiālā kabeļa.^{[nepieciešama atsauce]}

Lai pārsūtītu datus caur atkārtotāju izmantojamā veidā no viena segmenta uz otru, kadrēšanai un datu pārraides ātrumam jābūt vienādam katrā segmentā. Tas nozīmē, ka atkārtotājs nevar savienot 802.3 segmentu (Ethernet) un 802.5 segmentu (Token Ring) vai 10 Mbit / s segmentu ar 100 Mbit / s Ethernet.^{[nepieciešama atsauce]}

Fast Ethernet klases

100 Mbit / s centrmezgliem un atkārtotājiem ir divu dažādu ātrumu pakāpēs: I klasei signāls kavējas ne vairāk kā 140 bitu reizes, un II klasei centrmezglu aizkave signālam — ne vairāk kā 92 bitu reizes.^[8]

Dubultā ātruma centrmezgls

Fast Ethernet pirmsākumos, Ethernet slēdži bija salīdzinoši dārgas ierīces. Viena no centrmezglu problēmām bija tāda, ka, ja tīklā bija pieslēgtas kādas 10BASE-T ierīces, tad visam tīklam vajadzēja darboties ar ātrumu 10 Mbit / s. Tāpēc tika izstrādāts kompromiss starp centrmezglu un slēdzi, kas pazīstams kā divu ātrumu centrmezgls. Šīs ierīces izmanto iekšēju divu portu slēdzi, savienojot 10 Mbit / s un 100 Mbit / s segmentus. Kad tīkla ierīce kļūst aktīva kādā no fiziskajiem portiem, ierīce to attiecīgi piesaista vai nu 10 Mbit / s segmentam, vai 100 Mbit / s segmentam. Tas ļāva neveikt uzlabojumus uz ātrāku Ethernet tīklu.^{[nepieciešama atsauce]}

Gigabit Ethernet hub

Gigabitu Ethernet^[9] tīklā ir definēti atkārtotāju centrmezgli, taču komerciālie produkti nav parādījušies, jo nozare pāriet uz slēdžiem.

Izmantošana

Vēsturiski, galvenā priekšroka centrmezgla pirkšanas izvēlei pār slēdzi, bija to cena. Šis motivācija lielā mērā ir beigusies, jo ir samazinājušās slēdžu cenas, taču centrmezgli joprojām var būt noderīgi īpašos apstākļos:

Protokola analizatora ievietošanai tīkla savienojumā, centrmezgls ir alternatīva tīkla nozarojumam vai porta spoguļošanai.^[10]
Centrmezglu ar 10BASE-T un 10BASE2 portiem var izmantot, lai 10BASE2 segmentu savienotu ar modernu Ethernet-pāri vītajma pārim tīklu.
Centrmezglu ar 10BASE-T un AUI portu var izmantot, lai 10BASE5 segmentu savienotu ar modernu tīklu.
Tā kā centrmezgli, salīdzinot ar slēdžiem, ir ar zemāku latentumu, tie ir labāk piemēroti reālā laika tīkliem, piem. Ethernet Powerlink.^[11]

Trūkumi

Sākotnēji centrmezglus izmantoja, jo tie bija krietni vien lētāki pat tiltiem un komutatoriem. Bet tagad cenas ir izlīdzinājušās un tie ir zaudējuši savu popularitāti, lielo trūkumu dēļ.

Koncentratori nespēj noteikt ienākošā kadra avotu un galamērķi, tāpēc pārsūta to uz visām pieslēgvietām. Rezultātā kadrs sasniedz visu pieslēgto aprīkojumu, pat ja kadrs bijis paredzēts tikai vienam konkrētam mērķim.
Tās ir pusdupleksas iekārtas, proti, var gan nosūtīt, gan saņemt signālus, bet nespēj to darīt vienlaicīgi, tas ir, reizē sūtīt un saņemt.
Koncentratori kadrus nebuferē un neinterpretē, līdz ar to nevar darboties starp dažādiem signālu formātiem vai ātrumiem. Piemēram, nevar saslēgt kopā 10 Mbit/s ethernet tīklu ar 100 Mbit/s. Kā arī, nevar savienot vītā pāra tīklu ar optisko tīklu.

Skatīt arī

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Ethernet hubs

Atsauces

↑ IEEE 802.3-2012 Clause 9.1
↑ ^2,0 ^2,1 Tamara Dean. Network+ Guide to Networks. Delmar, 2010. 256–257. lpp.
↑ IEEE 802.3 9. Repeater unit for 10 Mb/s baseband networks
↑ IEEE 802.3 27. Repeater unit for 100 Mb/s baseband networks
↑ IEEE 802.3 41. Repeater unit for 1000 Mb/s baseband networks
↑ ^6,0 ^6,1 ^6,2 Bruce Hallberg. Networking: A Beginner's Guide, Fifth Edition. McGraw Hill, 2010. 68–69. lpp.
↑ Charles Spurgeon. «Chapter 13: Multi-Segment Configuration Guidelines». Ethernet: The Definitive Guide, 2000-02-16. ISBN 978-1-56592-660-8. Skatīts: 2012-01-08. The transmission path permitted between any two DTEs may consist of up to five segments, four repeater sets (including optional AUIs), two MAUs, and two AUIs.
↑ "What is the difference between Class I and Class II hubs?" Intel. Retrieved 2011-03-16.
↑ IEEE 802.3 Clause 41
↑ «Sniffing Tutorial part 1 - Intercepting Network Traffic». NETRESEC Network Security Blog. 2011-03-11. Skatīts: 2011-03-13.
↑ Ethernet Powerlink Standardization Group (2018), Ethernet POWERLINK Communication Profile Specification. Version 1.4.0, p. 35. Atjaunināts: 2019-05-06

Ārējās vietnes

«Hub Reference». wiki.wireshark.org.

[1] IEEE 802.3-2012 Clause 9.1

[networkingtext-2] 2,0 ^2,1 Tamara Dean. Network+ Guide to Networks. Delmar, 2010. 256–257. lpp.

[3] IEEE 802.3 9. Repeater unit for 10 Mb/s baseband networks

[4] IEEE 802.3 27. Repeater unit for 100 Mb/s baseband networks

[5] IEEE 802.3 41. Repeater unit for 1000 Mb/s baseband networks

[networking-6] 6,0 ^6,1 ^6,2 Bruce Hallberg. Networking: A Beginner's Guide, Fifth Edition. McGraw Hill, 2010. 68–69. lpp.

[7] Charles Spurgeon. «Chapter 13: Multi-Segment Configuration Guidelines». Ethernet: The Definitive Guide, 2000-02-16. ISBN 978-1-56592-660-8. Skatīts: 2012-01-08. The transmission path permitted between any two DTEs may consist of up to five segments, four repeater sets (including optional AUIs), two MAUs, and two AUIs.

[8] "What is the difference between Class I and Class II hubs?" Intel. Retrieved 2011-03-16.

[9] IEEE 802.3 Clause 41

[10] «Sniffing Tutorial part 1 - Intercepting Network Traffic». NETRESEC Network Security Blog. 2011-03-11. Skatīts: 2011-03-13.

[11] Ethernet Powerlink Standardization Group (2018), Ethernet POWERLINK Communication Profile Specification. Version 1.4.0, p. 35. Atjaunināts: 2019-05-06

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]