هاب(Hub) به عنوان یک دستگاه ساده و کارآمد، وظیفه اتصال چندین دستگاه به یکدیگر را در یک شبکه محلی (LAN) بر عهده دارد. این دستگاه با دریافت داده‌ها از یک دستگاه و ارسال آن به تمامی دستگاه‌های متصل، امکان تبادل اطلاعات را فراهم می‌کند. هرچند که هاب‌ها به دلیل سادگی و هزینه پایین، در شبکه‌های کوچک و خانگی محبوب هستند، اما با پیشرفت تکنولوژی و ظهور دستگاه‌های هوشمندتر مانند سوئیچ‌ها، کاربرد آنها در شبکه‌های بزرگتر کاهش یافته است. در این مقاله، به بررسی نقش و کاربردهای هاب در شبکه‌های کامپیوتری می‌پردازیم و مزایا و معایب استفاده از آن را مورد بحث قرار می‌دهیم.

 

هاب(Hub) چیست ؟

هاب(Hub)، یکی از ابزار 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 هایی 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.

در واقع هاب وسیله‌ای است که چندین رایانه را در یک شبکه‌ی محلی به یکدیگر متصل می‌کند. هر یک از اطلاعاتی که در شبکه رد و بدل می‌شود، به تمام پورت‌های هاب که سوی دیگر آن وسیله‌ای دیگر قرار دارد، ارسال می‌شود.

هاب‌ها توانایی تفکیک آدرس‌های ورودی و خروجی را نداشته و نمی‌توانند پیام‌های دریافتی را برای عضو مشخصی از شبکه ارسال کنند، از این‌رو بسته‌های دریافتی از یک پورت به تمام پورت‌های موجود ارسال می‌شود

برای مثال در صورتی در شبکه‌ی رایانه‌ای ۵ کامپیوتر وجود داشته باشد و یکی از رایانه‌ها پیامی را برای یک رایانه‌ی دیگر تحت همین شبکه که از وجود هاب بهره می‌برد، ارسال کند، تمام چهار رایانه‌ی دیگر پیام ارسال شده را دریافت خواهند کرد، هرچند نیازی به دریافت اطلاعات مورد نظر ندارند.

 

 

انواع هاب(Hub) شبکه

هاب‌های شبکه را از نظر فنی می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

  • هاب‌ منفعل یا پسیو (passive hub) :هاب‌های منفعل فقط کابل‌های منتهی به گره‌های یک شبکه محلی را به هم متصل و سیگنال‌های دریافتی روی هر یک از پورت‌های خود را تکثیر و به تمام دیگر پورت‌ها ارسال می‌کنند. هاب منفعل در مواجهه با سیگنال‌های دریافتی واکنش دیگری نشان نمی‌دهد؛ نه می‌تواند آن‌ها را بازتولید و نه تقویت کند.
  • هاب‌ فعال یا اکتیو (active hub) :هاب‌های فعال ضمن برخورداری از قابلیت‌های هاب منفعل، سیگنال‌های دریافتی را بازتولید و تقویت نیز می‌کنند. مثلا اگر سیگنال‌های واصله، آسیب دیده اما هنوز قابل خواندن باشند، هاب فعال می‌تواند سیگنال‌های معیوب را پیش از تکثیر و ارسال به دیگر پورت‌ها، بازتولید و تقویت کند تا درست به مقصد برسند. هاب‌های فعال از این نظر به تکرارگر یا ریپیتر شبکه شباهت دارند. بسیاری از هاب‌های امروزی از جمله هاب‌های اترنت در واقع هاب فعال هستند، هرچند کمتر پیش می‌آید که صراحتا عبارت «فعال» را برای آن‌ها به‌کار ببرند.
  • هاب‌ هوشمند (intelligent hub) :هاب‌ هوشمند ضمن برخورداری از قابلیت‌های هاب فعال، به برخی نرم‌افزارهای مدیریتی نیز مجهز است که کمک‌ می‌کند شماری از عیب‌های شبکه را شناسایی کنید و از برخی روی‌دادهای جاری شبکه آگاه شوید. مثلا اگر نرم‌افزار هاب هوشمند با پروتکل مدیریت آسان شبکه (SNMP) سازگار باشد می‌تواند با تجهیزات مختلف شبکه مرتبط شود و درباره ظرفیت شبکه، پهنای باند، جداول مسیریابی و… آمارهای بی‌درنگ ارائه دهد.

 

مزایای استفاده از هاب(Hub) ها

همان طور که قبلا اشاره شد هاب ها مانند سوئیچ وسیله ای برای ایجاد شبکه های کامپیوتری می باشند که گره های شبکه محلی را در یک نقطه مشترک به یکدیگر وصل می کنند.

  1. معمولا hub ها نسبت به سوئیچ ها ارزان تر و مقرون به صرفه تر هستند.
  2. کار کردن با هاب ها آسان می باشد و به تنظیمات خاصی احتیاج ندارند.

 

معایب استفاده از هاب(Hub) ها

  1. مهم ترین عیب استفاده از hub ها این است که به جای انتقال مستقیم بسته های داده از مبدا به مقصد هر بسته ای را تکثیر می کند و سپس آن را به سایر پورت های دیگر می فرستد که این امر موجب ایجاد ترافیک بیهوده و افزایش مصرف پهنای باند شبکه می شود.
  2. تکثیر سیگنال توسط گره مبدا باعث ایجاد پدیده برخورد یا تصادف سیگنال ها می شود ولی در هنگام استفاده از سوئیچ ها چنین مشکلی پیش نمی آید و احتمال بروز خطای برخورد یا تصادف در سوئیچ ها تقریبا صفر می باشد.
  3. با توجه به این که هاب سیگنال دریافتی از دستگاه مبدا را نه فقط به مقصد واقعی بلکه سایر پورت ها هم می فرستد از این رو باعث امکان بروز حملات امنیتی شبکه نیز می شود. پورت های هاب معمولا نیمه دو طرفه هستند یعنی دو پورت به صورت همزمان نمی توانند برای یکدیگر سیگنال بفرستند. زمانی که یکی از پورت ها داده ارسال می کند دیگری فقط می تواند به عنوان گیرنده باشد ولی در دستگاه سوئیچ پورت ها به صورت تمام دو طرفه هستند یعنی تمام پورت ها همزمان هم می توانند فرستنده و یا گیرنده باشند.

 

آشنائى با نحوه عملکرد هاب

هاب(Hub)، یکى از تجهیزات متداول در شبکه هاى کامپیوترى و ارزانترین روش اتصال دو و یا چندین کامپیوتر به یکدیگر است . هاب در اولین لایه مدل مرجع OSI فعالیت مى نماید . آنان فریم هاى داده را نمى خوانند ( کارى که سوئیچ و یا روتر انجام مى دهند ) و صرفا” این اطمینان را ایجاد مى نمایند که فریم هاى داده بر روى هر یک از پورت ها ، تکرار خواهد شد. گره هائى که یک اترنت و یا Fast Ethernet را با استفاده از قوانین CSMA/CD به اشتراک مى گذارند ، عضوء یک Collision Domain مشابه مى باشند . این بدان معنى است که تمامى گره هاى متصل شده به هاب بخشى از Collision domain مشابه بوده و زمانى که یک collision اتفاق مى افتد ، سایر گره هاى موجود در domain نیز آن را شنیده و از آن متاثر خواهند شد . کامپیوترها و یا گره هاى متصل شده به هاب از کابل هاى ( UTP (Unshielded Twisted Pair ، استفاده مى نمایند. صرفا” یک گره مى تواند به هر پورت هاب متصل گردد. مثلا” با استفاده از یک هاب هشت پورت ، امکان اتصال هشت کامپیوتر وجود خواهد داشت .زمانى که هاب ها به متداولى امروز نبودند و قیمت آنان نیز گران بود ، در اکثر شبکه هاى نصب شده در ادارات و یا منازل از کابل هاى کواکسیال، استفاده مى گردید. نحوه کار هاب بسیار ساده است . زمانى که یکى از کامپیوترهاى متصل شده به هاب اقدام به ارسال داده ئى مى نماید ، سایر پورت هاى هاب نیز آن را دریافت خواهند کرد ( داده ارسالى تکرار و براى سایر پورت هاى هاب نیز فرستاده مى شود ) . شکل زیر نحوه عملکرد هاب را نشان مى دهد.

 

تفاوت بین سوئیچ و هاب(Hub) چیست؟

هر دو وسیله هاب و سوئیچ برای ارتباط و اتصال اجزای شبکه مورد استفاده قرار میگیرند. با این تفاوت که سوئیچ برعکس هاب این امکان را فراهم میکند که اطلاعات را فقط به سیستم مورد نظر ارسال کند. همچنین در سوئیچ این امکان وجود دارد که سیستمی به طور همزمان هم گیرنده باشد و هم  فرستنده.
در نهایت لازم به ذکر است که هاب برای شبکه های کوچک مناسب است و سوئیچ برای شبکه های بزرگ.

 

سوالات متداول

 هاب چیست و چه کاربردی دارد؟
هاب یک دستگاه شبکه‌ای است که برای اتصال چندین دستگاه در یک شبکه محلی (LAN) استفاده می‌شود. این دستگاه داده‌ها را از یک پورت دریافت کرده و به تمام پورت‌های دیگر ارسال می‌کند، بدون اینکه داده‌ها را فیلتر یا مدیریت کند.

 تفاوت بین هاب و سوئیچ چیست؟
هاب و سوئیچ هر دو برای اتصال دستگاه‌ها در یک شبکه استفاده می‌شوند، اما سوئیچ‌ها هوشمندتر هستند. سوئیچ‌ها می‌توانند داده‌ها را به صورت مستقیم به دستگاه مقصد ارسال کنند، در حالی که هاب‌ها داده‌ها را به همه دستگاه‌ها ارسال می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که سوئیچ‌ها کارایی و امنیت بیشتری نسبت به هاب‌ها داشته باشند.

آیا استفاده از هاب باعث کاهش سرعت شبکه می‌شود؟
بله، استفاده از هاب می‌تواند باعث کاهش سرعت شبکه شود، زیرا هاب‌ها داده‌ها را به همه دستگاه‌ها ارسال می‌کنند و این می‌تواند باعث ایجاد ترافیک غیرضروری در شبکه شود. به همین دلیل، در شبکه‌های مدرن بیشتر از سوئیچ‌ها استفاده می‌شود.

هاب‌ها در چه مواردی کاربرد دارند؟
هاب‌ها معمولاً در شبکه‌های کوچک و ساده که نیاز به مدیریت پیچیده‌ای ندارند، استفاده می‌شوند. آنها برای اتصال دستگاه‌های قدیمی یا در محیط‌هایی که هزینه مهم‌تر از کارایی است، مناسب هستند.

آیا هاب‌ها هنوز در شبکه‌های مدرن استفاده می‌شوند؟
با پیشرفت تکنولوژی و ظهور سوئیچ‌ها و روترهای پیشرفته، استفاده از هاب‌ها کاهش یافته است. با این حال، در برخی موارد خاص و شبکه‌های کوچک، هاب‌ها همچنان ممکن است مورد استفاده قرار گیرند.