وبلاگ فناوری واطلاعات (ساری)

رشته کامپیوتر

وبلاگ فناوری واطلاعات (ساری)

رشته کامپیوتر

هاب و نحوه عملکرد آن

هاب و نحوه عملکرد آن

هاب از جمله تجهیزات سخت افزاری است که از آن به منظور برپاسازی شبکه های کامپیوتری استفاده می شود . گرچه در اکثر شبکه هائی که امروزه ایجاد می گردد از سوئیچ در مقابل هاب استفاده می گردد، ولی ما همچنان شاهد استفاده از این نوع تجهیزات سخت افزاری در شبکه های متعددی می باشیم . در این مطلب قصد داریم به بررسی هاب و نحوه عملکرد آن اشاره نمائیم . قبل از پرداختن به اصل موضوع لازم است در ابتدا با برخی تعاریف مهم که در ادامه بدفعات به آنان مراجعه خواهیم کرد ، بیشتر آشنا شویم .

Domain : تمامی کامپیوترهای عضوء یک domain هر اتفاق و یا رویدادی را که در domain اتفاق می افتد ، مشاهده و یا خواهند شنید .
Collision Domain : در صورت بروز یک تصادم ( Collision ) بین دو کامپیوتر، سایر کامپیوترهای موجود در domain آن را شنیده و آگاهی لازم در خصوص آن چیزی که اتفاق افتاده است را پیدا خواهند کرد . کامپیوترهای فوق عضوء یک Collision Domain یکسان می باشند. تمامی کامپیوترهائی که با استفاده از هاب به یکدیگر متصل می شوند ، عضوء یک Collision Domain یکسان خواهند بود ( بر خلاف سوئیچ ) .
Broadcast Domain : در این نوع domain ، یک پیام broadcast ( یک فریم و یا داده که برای تمامی کامپیوترها ارسال می گردد) برای هر یک از کامپیوترهای موجود در doamin ارسال می گردد . هاب و سوئیچ با موضوع broadcast domain برخورد مناسبی نداشته ( ایجاد حوزه های مجزاء ) و در این رابطه به یک روتر نیاز خواهد بود .

به منظور برخورد مناسب ( ایجاد حوزه های مجزاء ) با collision domain ، broadcast domain و افزایش سرعت و کارائی یک شبکه از تجهیزات سخت افزاری متعددی استفاده می شود . سوئیچ ها collision domain مجزائی را ایجاد می نمایند ولی در خصوص broadcast doamin بدین شکل رفتار نمی نمایند . روترها ، broadcast domain و collision domain مجزائی را ایجاد نموده و در مقابل هاب ، قادر به ایجاد broadcast doamin و Collision domain جداگانه نمی باشد . شکل زیر یک نمونه هاب هشت پورت را نشان می دهد ( D-Link DE-808TP 10Mbps Ethernet 8-Port Mini-Hub ) .

منبع : سایت D-Link

آشنائی با نحوه عملکرد هاب
هاب ، یکی از تجهیزات متداول در شبکه های کامپیوتری و ارزانترین روش اتصال دو و یا چندین کامپیوتر به یکدیگر است . هاب در اولین لایه مدل مرجع OSI فعالیت می نماید . آنان فریم های داده را نمی خوانند ( کاری که سوئیچ و یا روتر انجام می دهند ) و صرفا" این اطمینان را ایجاد می نمایند که فریم های داده بر روی هر یک از پورت ها ، تکرار خواهد شد.
گره هائی که یک اترنت و یا Fast Ethernet را با استفاده از قوانین CSMA/CD به اشتراک می گذارند ، عضوء یک Collision Domain مشابه می باشند . این بدان معنی است که تمامی گره های متصل شده به هاب بخشی از Collision domain مشابه بوده و زمانی که یک collision اتفاق می افتد ، سایر گره های موجود در domain نیز آن را شنیده و از آن متاثر خواهند شد .
کامپیوترها و یا گره های متصل شده به هاب از کابل های ( UTP (Unshielded Twisted Pair ، استفاده می نمایند. صرفا" یک گره می تواند به هر پورت هاب متصل گردد. مثلا" با استفاده از یک هاب هشت پورت ، امکان اتصال هشت کامپیوتر وجود خواهد داشت .زمانی که هاب ها به متداولی امروز نبودند و قیمت آنان نیز گران بود ، در اکثر شبکه های نصب شده در ادارات و یا منازل از کابل های کواکسیال، استفاده می گردید.
نحوه کار هاب بسیار ساده است . زمانی که یکی از کامپیوترهای متصل شده به هاب اقدام به ارسال داده ئی می نماید ، سایر پورت های هاب نیز آن را دریافت خواهند کرد ( داده ارسالی تکرار و برای سایر پورت های هاب نیز فرستاده می شود ) . شکل زیر نحوه عملکرد هاب را نشان می دهد .

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می نمائید ، گره یک داده ئی را برای گره شش ارسال می نماید ولی تمامی گره های دیگر نیز داده را دریافت خواهند کرد . در ادامه ، بررسی لازم در خصوص داده ارسالی توسط هر یک از گره ها انجام و در صورتی که تشخیص داده شود که داده ارسالی متعلق به آنان نیست ، آن را نادیده خواهند گرفت . عملیات فوق از طریق کارت شبکه موجود بر روی کامپیوتر که آدرس MAC مقصد فریم ارسالی را بررسی می نماید ، انجام می شود .کارت شبکه بررسی لازم را انجام و در صورت عدم مطابقت آدرس MAC موجود در فریم ، با آدرس MAC کارت شبکه ، فریم ارسالی دور انداخته می گردد .
اکثر هاب ها دارای یک پورت خاص می باشند که می تواند به صورت یک پورت معمولی و یا یک پورت uplink رفتار نماید . با استفاده از یک پورت uplink می توان یک هاب دیگر را به هاب موجود، متصل نمود. بدین ترتیب تعداد پورت ها افزایش یافته و امکان اتصال تعداد بیشتری کامپیوتر به شبکه فراهم می گردد .روش فوق گزینه ای ارزان قیمت به منظور افزایش تعداد گره ها در یک شبکه است ولی با انجام این کار شبکه شلوغ تر شده و همواره بر روی آن حجم بالائی داده غیر ضروری در حال جابجائی است. تمامی گره ها ، عضوء یک Broadcast domain و collision domain یکسانی می باشند ، بنابراین تمامی آنان هر نوع collision و یا Broadcast را که اتفاق خواهد افتاد ، می شنوند .
در اکثر هاب ها از یک LED به منظور نشان دادن فعال بودن ارتباط برقرار شده بین هاب و گره و از LED دیگر به منظور نشان دادن بروز یک collision ، استفاده می گردد . ( دو LED مجزاء ) . در برخی از هاب ها دو LED مربوط به فعال بودن لینک ارتباطی بین هاب و گره و فعالیت پورت با یکدیگر ترکیب و زمانی که پورت در حال فعالیت است ، LED مربوطه چشمک زن شده و زمانی که فعالیتی انجام نمی شود، LED فوق به صورت پیوسته روشن خواهد بود .

LED مربوط به Collision موجود بر روی هاب ها زمانی روشن می گردد که یک collision بوجود آید . Collision زمانی بوجود می آید که دو کامپیوتر و یا گره سعی نمایند در یک لحظه بر روی شبکه صحبت نمایند . پس از بروز یک Collision ، فریم های مربوط به هر یک از گره ها با یکدیگر برخورد نموده و خراب می گردند . هاب به منظور تشخیص این نوع تصادم ها به اندازه کافی هوشمند بوده و برای مدت زمان کوتاهی چراغ مربوط به collision روشن می گردد . ( یک دهم ثانیه به ازای هر تصادم ) .
تعداد اندکی از هاب ها دارای یک اتصال خاص از نوع BNC بوده که می توان از آن به منظور اتصال یک کابل کواکسیال ، استفاده نمود . پس از اتصال فوق ، LED مربوط به اتصال BNC روی هاب روشن می گردد.

آشنائی با هاب و سوئیچ

سوال یک : کدامیک از عبارات زیر در رابطه با هاب درست است ؟

a. یک جعبه کوچک که دارای تعدادی پورت در قسمت پشت و یا جلو می باشد.

b. یک نوع کابل شبکه است .

c. یک کامپیوتر خاص که دارای مانیتور ، صفحه کلید و چاپگر نمی باشد .

d. یک برنامه نرم افزاری است .

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه a

توضیحات :

هاب یک جعبه کوچک سخت افزاری است که معمولا" دارای طولی به اندازه کمتر از سی سانتیمتر و ارتفاعی معادل پنج سانتی متر است . هاب ها را نمی توان مشابه یک کامپیوتر در نظر گرفت ، چراکه آنان دارای پردازنده و یا حافظه نمی باشند . هاب ها به نرم افزارهای خاصی نیز نیاز ندارند . مهمترین ویژگی یک هاب تعداد پورت هائی است که می توان از طریق آنان کامپیوتر و سایر دستگاه های مورد نیاز را به آنان متصل نمود .

پاسخ : گزینه a

سوال دوم : یکی از مهمترین ویژگی های هاب :

a. حفاظت کامپیوترها در مقابل ویروس ها و افزودن یک سطح اضافه امنیتی

b. اشتراک محیط های ذخیره سازی موجود بر روی شبکه

c. قابلیت اشتراک فایل ها بین دو و یا چندین دستگاه کامپیوتر

d. هیچکدام

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه c

توضیحات :

با استفاده از هاب ، می توان چندین کامپیوتر را به یکدیگر متصل تا امکان مبادله اطلاعات بین آنان فراهم گردد . هاب ها دارای فضای ذخیره سازی مربوط به خود نبوده و همچنین از هوشمندی لازم به منظور پیاده سازی نوع خاصی از امنیت و یا حفاظت در مقابل ویروس ها برخوردار نمی باشند .

پاسخ : گزینه c

سوال سوم:: کامپیوترها و یا سایر دستگاه های موجود در شبکه با استفاده از کدامیک از امکانات زیر به هاب متصل می شوند ؟

a. buse

b. Jack

c. Port

d. Socket

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه c

توضیحات :

از پورت های موجود بر روی یک هاب به منظور اتصال کامپیوترها و سایر دستگاه های موجود در شبکه استفاده می گردد . از واژه سوکت معمولا" به منظور اتصالات نرم افزاری در مقابل اتصالات سخت افزاری استفاده می شود . واژه bus نیز نشاندهنده نوع توپولوژی استفاده شده در یک شبکه است .

پاسخ : گزینه c
توضیحات : واژه bus نیز

سوال چهارم : هر هاب دارای تعداد پورت مشخصی است . هاب های موجود معمولا" دارای چه تعداد پورت می باشند؟

a. دو ، چهار ، شش ، هشت

b. سه ، پنج ، هفت ، نه

c. چهار ، پنج ، هشت ، شانزده

d. پنج ، ده ، پانزده ، بیست

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه c

توضیحات :

اکثر هاب هائی که در شبکه های کوچک استفاده می شوند ، دارای چهار و یا هشت پورت می باشند. از هاب های شانزده و بیست و چهار پورت نیز در شبکه های بزرگتر استفاده می شود .برخی از هاب های جدید دارای پنج پورت می باشند که چهار پورت آنان استاندارد و از یک پورت دیگر به منظور اهداف خاصی ( uplink ) استفاده می گردد

پاسخ : گزینه c uplink ) استفاده می گردد .

سوال پنجم : هاب و سوئیچ در چه مواردی با یکدیگر مشابه هستند ؟

a. اندازه و شکل ظاهری

b. حمایت از اشتراک فایل ها

c. دارا بودن تعداد مشخصی پورت

d. تمامی موارد

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه d

توضیحات :

هاب و سوئیچ دارای پتانسیل های مشابهی نظیر اشتراک فایل ها و تعداد پورت مشخصی می باشند. یک هاب و یک سوئیچ با تعداد مشابهی پورت و از یک تولید کننده، معمولا" دارای شکل ظاهری مشابهی می باشند .

پاسخ : گزینه d

سوال ششم : تعداد زیادی از هاب ها و سوئیچ ها دارای یک پورت خاص به منظور ایجاد یک زنجیره می باشند . نام این پورت چیست ؟

a. پورت chain

b. پورت Uplink

c. پورت WAN

d. پورت موازی

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه b

توضیحات :

با این که اگر این پورت را پورت chain بنامیم ، معقول تر بنظر می آید ولی کارشناسان شبکه عموما" به آن پورت uplink می گویند . هاب ها و سوئیچ های جدید اغلب دارای یک پورت اضافه uplink می باشند که بنوعی از سایر پورت ها متمایز شده است . در برخی از هاب ها و سوئیچ ها ، پورت شماره یک بگونه ای طراحی شده است که می توان در صورت نیاز از آن به عنوان یک پورت chaining نیز استفاده نمود . روترهای broadband جدید دارای یک پورت WAN می باشند که از آن به منظور اتصال به مودم Broadband در مقابل یک سوئیچ و یا هاب استفاده می شود . از پورت های موازی نیز به منظور اتصال چاپگرها به کامپیوترها استفاده می گردد .

پاسخ : گزینه b chain uplinkuplinkchainingbroadband جدید دارای یک پورت WANBroadband

سوال هفتم :آیا علاوه بر هاب ها و سوئیچ ها ی اترنت ، نوع های دیگری از آنان نیز وجود دارد ؟

a. بلی

b. خیر

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه a

توضیحات :

با این که هاب ها و سوئیچ های اترنت متداولترین نوع موجود در شبکه های کامپیوتری می باشند ، در شبکه های بزرگ ممکن است از هاب و یا سوئیچ های ( ATM ( Asynchronous Transfer Mode و یا ( FDDI ( Fiber Distributed Data Interface استفاده گردد .

پاسخ : گزینه aATM ( Asynchronous Transfer Mode و یا ( FDDI ( Fiber Distributed Data Interface استفاده گردد .

سوال هشتم : یک هاب و یا سوئیچ autosensing دارای چه ویژگی مهمی است ؟

a. تنظیم پهنای باند متناسب با سیاست های مشخص شده توسط مدیر سیستم

b. standby نمودن power زمانی که از دستگاه استفاده نمی گردد .

c. تشخیص اتوماتیک سرعت شبکه

d. تمامی موارد

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه c

توضیحات :

autosensing ، یک ویژگی از قبل تعبیه شده در هاب ها و سوئیچ ها است که از آن به منظور تشخیص اتوماتیک سرعت دستگاه های موجود در یک شبکه استفاده می گردد. یک هاب با ویژگی فوق، حداکثر سرعت اتصال هر دستگاه را بدست آورده و متناسب با آن نرخ انتقال داده خود را تنظیم می نماید .

پاسخ : گزینه c
توضیحات : autosensing

سوال نهم: از واژه chaining در هاب ها و سوئیچ ها به چه منظوری استفاده می شود ؟

a. نشان دادن قابلیت اتصال هاب ها و سوئیچ ها به یکدیگر به منظور افزایش اندازه شبکه

b. ایمن سازی یک هاب و یا سوئیچ

c. اتصال بیش از یک کامپیوتر به هاب و یا سوئیچ مشابه

d. هیچکدام

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه a

توضیحات :

اتصال یک هاب و یا سوئیچ به هاب و سوئیچ دیگر ، chaining نامیده شده و مهمترین هدف آن افزایش ظرفیت شبکه است.(تعداد دستگاه هائی که با استفاده از یک هاب و یا سوئیچ به یکدیگر مرتبط می گردند ). از chaining در سوئیچ ها به منظور بهبود کارآئی شبکه استفاده می گردد ( ایزوله کردن کامپیوترها از یکدیگر و ایجاد collision domain جداگانه ) .

پاسخ : گزینه achainingchaining کارآئی شبکه collision domain جداگانه ) .

سوال دهم : آیا به منظور اتصال کامپیوترها به یک هاب و یا سوئیچ حتما" می بایست از کابل استفاده گردد ؟

a. بلی

b. خیر

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه b

توضیحات :

در هاب های قدیمی به ازای هر کارت شبکه می بایست از یک کابل و به منظور اتصال کامپیوتر به هاب استفاده نمود ( مثلا" کابل های CAT5 ) . در مدل های جدید هاب و سوئیچ از پورت های wireless نیز استفاده شده که می توان یک کامپیوتر را که دارای اینترفیس مربوطه است به آنان متصل نمود .

پاسخ : گزینه b CAT5 wireless .

سوال یازدهم : چرا در یک شبکه ترجیح داده می شود که از سوئیچ در مقابل هاب استفاده گردد ؟

a. استفاده از سوئیچ باعث افزایش کارائی شبکه می گردد .

b. می توان کامپیوترهای بیشتری را در مقایسه با هاب به آنان متصل نمود .

c. سوئیچ دارای قیمت کمتری نسبت به هاب است .

d. تمامی موارد

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه a

توضیحات :

سوئیچ پردازش ها و عملیات مورد نیاز در یک شبکه را با هوشمندی بیشتری نسبت به هاب انجام می دهد. با استفاده از سوئیچ ترافیک یک شبکه کاهش پیدا کرده و بسته های اطلاعاتی موجود بر روی شبکه صرفا" برای کامپیوترهای مورد نیاز ، ارسال می گردند . این وضعیت در هاب وچود نداشته و بسته های اطلاعاتی موجود در شبکه برای هر کامپیوتری که به هاب متصل شده است ، ارسال می گردد. در یک شبکه شلوغ که سرویس های متعددی بر روی آن اجراء می گردد ، بخوبی می توان تفاوت عملکرد سوئیچ و هاب را مشاهده نمود .

پاسخ : گزینه a

سوال دوازدهم : چرا در یک شبکه ترجیح داده می شود که از هاب در مقابل سوئیچ استفاده گردد ؟

a. استفاده از هاب باعث افزایش کارائی شبکه می گردد .

b. می توان کامپیوترهای بیشتری را در مقایسه با سوئیچ به آنان متصل نمود .

c. هاب دارای قیمت کمتری نسبت به هاب است .

d. تمامی موارد

مشاهده پاسخ :

پاسخ : گزینه c

توضیحات :

در صورتی که یک هاب و یک سوئیچ را که دارای تعداد پورت مشابهی بوده و توسط یک تولید کننده ، تولید شده اند را با یکدیگر مقایسه نمائیم ، قطعا" قیمت هاب پائین تر خواهد بود .با این که تفاوت قیمت نسبت به گذشته کم رنگ تر شده است ولی هنوز در شبکه های کوچک که بر روی آنان برنامه ها و یا سرویس هائی اجراء می گردد که نیازمند استفاده از پهنای باند بالا نمی باشند ، از هاب استفاده می گردد .

پاسخ : گزینه c