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Gli hub, o ripetitori, sono i dispositivi che collegano fra di loro gli utenti, il ‘punto di aggregazione’ di tutti i cavi collegati ai PC. Ogni pacchetto di dati proveniente da un computer viene ricevuto dall’hub su una porta e trasmesso a tutte le altre. Tutti gli utenti collegati a un hub o a una serie di hub connessi ‘in cascata’ si trovano nello stesso “segmento” di rete e condividono la stessa  larghezza di banda (la velocità, per così dire). Ad esempio, nel caso della comune rete Ethernet, la banda di 10 Mbps viene condivisa in modo tale per cui se un utente ne sta utilizzando il 10%, agli altri utenti rimangono 9 Mbps. È facile immaginare che questa  tipologia di connessione con banda ‘condivisa’ esaurisca rapidamente la capacità della rete di far viaggiare rapidamente il traffico delle  informazioni.

In informatica e telecomunicazioni, nella tecnologia delle reti informatiche, un hub (letteralmente in inglese fulcro, mozzo, elemento centrale) rappresenta un concentratore, ovvero un dispositivo di rete che funge da nodo di smistamento dati di una rete di  comunicazione dati organizzata con una topologia logica a bus e di topologia fisica a stella.

Attualmente la tecnologia degli hub è considerata obsoleta, poiché largamente soppiantata dall’uso degli switch di rete. Dal 2011,  l’utilizzo di hub o ripetitori per connettere reti di calcolatori è deprecato dallo standard IEEE 802.3.

L’HUB è un dispositivo che invia i pacchetti a tutti i dispositivi presenti, solo che poi i pacchetti vengono ripresi tranne quelli per il diretto  interessato; così facendo si viene a creare un traffico inutile. Nel caso diffuso delle reti Ethernet, esso inoltra i dati in arrivo da una qualsiasi delle sue porte su tutte le altre, cioè in maniera diffusiva (broadcasting).

Per questa ragione può essere definito anche come  ripetitore multiporta. Proprio per quest’ultimo motivo, attraverso l’uso di questo dispositivo di fatto si implementa una rete di  topologia logica a bus. Questo permette a due dispositivi di comunicare attraverso l’hub come se questo non ci fosse, a parte un piccolo ritardo aggiuntivo nella trasmissione oltre a quello standard di propagazione. La conseguenza del comportamento dell’hub è che la banda totale disponibile in uscita viene frazionata e ripartita tra i vari segnali portanti inviati a causa del moltiplicarsi dei dati da inviare.

Vi sono tre categorie di Hub:

Hub attivi: (ormai la grande maggioranza dei dispositivi in commercio sono di questo tipo), necessitano di alimentazione elettrica, poiché  amplificano il segnale per ridurre al minimo l’attenuato a destinazione.

Hub passivi: non hanno la funzione di “amplificazione di segnale”, quindi non necessitano di alimentazione. Si limitano solo a connettere fisicamente i cavi.

Hub ibridi: sono particolari ed avanzati hub che permettono il collegamento tra più tipologie di cavo.
Oltre a queste tre categorie, un hub può anche essere classificato come hub-root (dall’inglese root, radice) quando viene disposto in una  particolare configurazione “a centro-stella” a cui sono connessi solamente altri hub o switch. La particolarità dell’hub-root rispetto ai normali hub, consiste nel non avere legami diretti con i terminali, ed è quindi caratterizzato da una maggiore distanza dalla conoscenza.

È necessario prestare attenzione in alcuni casi particolari. Ad esempio, lo standard 10Base-T prevede che la lunghezza del cavo UTP non superi i 100 metri.

Generalmente usando un hub attivo e facendo uso dello standard 10Base-T possiamo usare una coppia di cavi entrambi lunghi sui 100 metri, interconnessi dall’hub stesso, superando quindi il limite dei 100 metri teorici secondo tale schema: “PC-hub attivo-PC” (cavi rappresentati sotto tratteggio). Questo è possibile perché l’hub attivo amplifica il segnale, portandolo a destinazione con un’intensità tutto sommato buona. Tale tipo di interconnessione non è attuabile mediante hub passivo, poiché i due spezzoni di cavo verrebbero interconnessi senza amplificazione, ed il risultato finale sarebbe non diverso dall’avere un cavo lungo il doppio del massimo previsto dallo standard, connettente PC e PC: il segnale potrebbe arrivare troppo debole o non arrivare proprio.

Il ritardo introdotto da un hub è generalmente di pochi microsecondi, quindi quasi trascurabile e ininfluente.

La semplicità del comportamento di un hub ne fa uno dei componenti più economici per costruire una rete. Uno switch, che si comporta  in modo simile ad un hub, ma con una maggiore “intelligenza”, in modo da non sprecare gran parte della banda, è leggermente più  complicato e costoso.

Un hub non ha bisogno di riconoscere i confini dei dati che lo attraversano, quindi è considerato un dispositivo di livello 1 (fisico) nel modello ISO/OSI in quanto ritrasmette semplicemente i segnali elettrici e non entra nel merito dei dati.

Nel gergo delle reti Ethernet, un hub crea un unico dominio di collisione unendo tutti i calcolatori o le reti connessi alle sue porte, ovvero  se due calcolatori collegati a porte diverse trasmettono contemporaneamente si verifica una collisione di pacchetti in ricezione e la  trasmissione deve essere ripetuta. Infatti l’hub non distingue i segmenti di LAN e ritrasmette tutti i segnali che riceve. Ciò crea anche  delle limitazioni al numero di nodi che si possono connettere nella LAN vista nella sua complessità. Inoltre, a causa di questa sua  semplice funzione, non è possibile connettere segmenti Ethernet di tipologia e di velocità diversa in quanto l’hub non è neanche fornito  di buffer. In pratica dunque la LAN nel suo complesso va vista come un’unica rete.

La maggior parte degli hub rileva problemi tipici, come collisioni eccessive e jabbering su singole porte, e partiziona la porta,  scollegandola dal supporto condiviso. Pertanto, l’Ethernet a doppino intrecciato basato su hub è generalmente più robusto rispetto  all’Ethernet basato su cavo coassiale (ad esempio 10BASE2), in cui un dispositivo malfunzionante può influire negativamente sull’intero  dominio di collisione.Anche se non partizionato automaticamente, un hub semplifica la risoluzione dei problemi in quanto gli hub  rimuovono la necessità di risolvere i guasti su un cavo lungo con più prese; le spie di stato sull’hub possono indicare la possibile fonte di  problemi o, in ultima istanza, i dispositivi possono essere scollegati da un hub uno alla volta molto più facilmente che da un cavo
coassiale.

Per trasmettere i dati attraverso il ripetitore in modo utilizzabile da un segmento all’altro, l’incorniciatura e la velocità dei dati devono  essere gli stessi su ciascun segmento. Ciò significa che un ripetitore non può collegare un segmento 802.3 (Ethernet) e un segmento  802.5 (token ring) o un segmento da 10 Mbit/s a 100 Mbit/s Ethernet.

By Officine Informatiche Roma

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