Eterneto šakotuvas: Kompiuterių tinklų pagrindas

Eterneto šakotuvas (angl. Ethernet hub) yra techninis terminas, dažnai vartojamas kompiuterių tinklų srityje. Jis susideda iš dviejų dalių: „ethernet“ ir „hub“. Šis žodis atspindi modernios technologijos pažangą ir tinklų kūrimo praktiką. Eterneto šakotuvas atlieka svarbų vaidmenį sujungiant kelis kompiuterius ir kitus tinklo įrenginius, leidžiant jiems bendrauti tarpusavyje. Nors šiandien jie dažnai pakeičiami sudėtingesniais įrenginiais, suprasti eterneto šakotuvų veikimo principus yra svarbu, norint suvokti tinklų evoliuciją.

Eterneto ir šakotuvo kilmė

Ethernet - tai standartizuota technologija, naudojama lokaliniuose tinkluose (LAN). Pavadinimas kilęs iš graikiško žodžio „aether“, kuris reiškia „eterys“, ir buvo pasirinktas dėl analogijos su radijo bangomis, leidžiančiomis perduoti informaciją. Ši technologija yra pagrindas daugeliui šiuolaikinių laidinių tinklų. Tinklo sąsajų pavyzdžiai yra IEEE 802.3 (eternetas) ir IEEE 802.11 (Wi-Fi). 2001 m. Europos Komisija pakvietė Europos Standartizacijos Organizacijas (ESO) sukurti suderintų Europos laidinių tinklų standartų projektą, įtraukiant skaitmeninę abonento liniją (DSL), bendraašį kabelį, vietinį tinklą (angl. Ethernet) ir ryšių elektros perdavimo linijomis tinklus.

Hub (lietuviškai - „centrinis taškas“ arba „skirstytuvas“) yra įrenginys, kuris sujungia kelis kompiuterius į tinklą, leidžiantis jiems bendrauti tarpusavyje. Šis terminas yra anglų kalbos kilmės, o jo šaknys siekia „hub“ reikšmę, kaip „centrinė dalis“ arba „centras“. Kalbant apie žodžio „ethernet-hub“ sudarymą, verta paminėti, kad jis atspindi angliškų terminų integraciją į lietuvių kalbą. Šis žodis atspindi modernios technologijos pažangą ir tinklų kūrimo praktiką.

Kompiuterių tinklo schema su šakotuvu

Eterneto šakotuvo veikimo principai

Eterneto šakotuvai, jungikliai ir maršrutizatoriai yra tiltai, jungiantys kompiuterius, tinklo įrenginius ir kitus tinklus. Duomenų tinkluose naudojami Ethernet šakotuvai, maršrutizatoriai ir komutatoriai. Tačiau svarbu suprasti jų skirtumus, nes tai gali suklaidinti dėl to, ar jie yra tas pats dalykas, ar ne. Nors šakotuvai ir komutatoriai jungia kompiuterius tinkle, jų veikimo būdai skiriasi.

Hubai yra tinklo įrenginiai, siunčiantys signalus į visus prievadus (išskyrus vieną, kuriuo gavo signalą). Hubai kiekvienai sistemai siūlo fizinį ryšį. Tai taip pat sumažina tikimybę, kad dėl vieno kompiuterio klaidos bus prarasta visų kompiuterių nuoroda. Kadangi šakotuvas vis dar yra įrenginys su bendra prieiga, ryšys yra tik pusiau dvipusis. Fizinis sluoksnis valdo centrą. Visi vienu ryšiu gauti duomenys perkeliami per visas kitas jungtis per Ethernet šakotuvus. Tai nebūtinai turi turėti tokį patį intelekto lygį kaip kiti Ethernet produktai.

Ethernet šakotuvas negali sužinoti paskirties prievado. Jis jungia LAN segmentus. Naudodamas šakotuvą, jis siunčia duomenų paketus į visus savo prievadus, neatsižvelgiant į jų galutinę paskirties vietą. Šis duomenų valdymo būdas yra paprastas ir efektyvus, tačiau dėl to gali sulėtėti tinklo atsako laikas.

Aktyvūs ir pasyvūs šakotuvai

Eterneto šakotuvai gali būti skirstomi į dvi pagrindines kategorijas: aktyvius ir pasyvius.

  • Aktyvus šakotuvas: Aktyvus šakotuvas yra šakotuvas, turintis savo maitinimo šaltinį. Kartu su tinklu jis išvalys, padidins ir perduos signalą. Jis veikia ir kaip siųstuvas, ir kaip laidų mazgas. Tokie įrenginiai yra pajėgūs atlikti daugiau tinklo funkcijų ir užtikrinti stabilesnį signalą.

  • Pasyvus šakotuvas: Pasyvus šakotuvas gauna maitinimą iš aktyvaus šakotuvo, taip pat laidus iš polių. Signalai perduodami tinkle per pasyvius šakotuvus, jų nevalydami ar nestiprindami. Jis negali veikti visiškai dvipusio spausdinimo režimu. Galima naudoti tik pusiau dvipusį režimą. Trumpai tariant, pusiau dvipusis režimas perduoda duomenis viena kryptimi.

Pusiau dvipusis režimas ir jo apribojimai

Hub negali palaikyti didelių sistemų, tokių kaip žetonų žiedas (token ring). Taip yra todėl, kad šakotuvai dažnai dalijasi duomenimis su visais tinklo kompiuteriais. Pusiau dvipusis režimas reiškia, kad duomenys gali būti perduodami tik viena kryptimi tuo pačiu metu. Tai reiškia, kad kompiuteris negali siųsti ir priimti duomenų vienu metu, o tai gali žymiai sumažinti tinklo efektyvumą, ypač kai tinklas yra intensyviai naudojamas.

Šakotuvų palyginimas su jungikliais

Komutatorius (angl. switch) yra tinklo įrenginys, leidžiantis užmegzti ir nutraukti ryšius, atsižvelgiant į poreikį. Duomenų ryšio sluoksnis naudojamas jungikliui valdyti. Esant tokiai situacijai, reikia filtruoti paketus. Jungikliai yra būtini norint perkelti duomenis iš vieno kompiuterio į kitą. Jungikliai yra pusiau intelektualios mašinos. Jie gali aptikti įvairius prie jo prijungtus įrenginius.

Ethernet jungiklio schema

Ethernet jungiklis filtruoja ir persiunčia duomenų paketus tarp LAN segmentų arba vietinių tinklų. Naudodamas šią informaciją, jis gali atpažinti kompiuterius ar kitus įrenginius kiekviename savo prievade. Be to, Ethernet jungiklis gali priskirti plačiajuostį ryšį kiekvienam savo prievadui. Tai rodo, kad žmonės vis tiek turės prieigą prie viso tinklo pralaidumo, atsižvelgiant į naudojamų įrenginių skaičių. Eterneto jungikliai yra valdomi ir nevaldomi nustatymus. Populiariausi tinklo jungikliai yra nevaldomi tinklo jungikliai.

  • Nevaldomi jungikliai: Neįmanoma valdyti nevaldomu jungikliu. Jie padeda sumažinti atskirų pagrindinių stalinių kompiuterių darbo krūvį.

Skirtingai nuo šakotuvų, kurie siunčia duomenis visiems prievadams, jungikliai siunčia duomenis tik į konkretų prievadą, į kurį jie yra skirti. Tai žymiai pagerina tinklo našumą ir sumažina nereikalingą srautą.

Eterneto sąsajos ir jų vaidmuo

Eternetas yra ne tik tinklo technologija, bet ir sąsaja, leidžianti įrenginiams prisijungti prie tinklo. Įrenginys gali būti prijungtas prie interneto per eterneto sąsają. Sąsajų pavyzdžiai yra POTS (2), ISDN, Ethernet, nuoseklusis ir lygiagretusis prievadas. Kompiuteriai su Ethernet galimybe turi turėti galimybę įjungti ir išjungti WOL (Wake on LAN) funkciją miego režimui.

Wake on LAN (WOL) yra funkcija, dėl kurios miego režimu ar išjungties režimu veikiantis kompiuteris gali „pabusti“ eternetu gavęs tinklo užklausą. Kompiuteriai, kuriuos galima prijungti prie eterneto, turi gebėti ir nuotolinio valdymo būdu (iš tinklo), ir iš anksto nustačius paleisties įvykį (pvz., pagal tikrojo laiko laikrodį) persijungti iš pristabdytosios veiksenos į aktyvųjį režimą. Be to, pradedant veikti miego arba išjungties režimu, kompiuteriai sumažina visų aktyvių 1 Gb/s eterneto tinklo ryšių spartą.

Eterneto technologijos plėtra ir ateitis

Eterneto technologijos nuolat tobulėja. Pavyzdžiui, „Essent“ tikrina simetrinį „Ethernet-to-the-Home“ sprendimą, kurio sparta - 100 Mbit/s, UPC rengiasi Nyderlanduose išleisti naują produktą, kurio sparta - 50 Mbit/s, ir KPN tobulina VDSL ryšio paslaugas, kurių sparta siekia iki 50 Mbit/s. Tai rodo, kad nors šakotuvai gali būti laikomi pasenusia technologija, pats eterneto standartas ir jo taikymo sritys plečiasi.

Varinių laidų dalinės linijos prieigos atsiejimo padėties ištaisymo priemonės turėtų būti papildomos tarpinės ryšio linijos priemonėmis, įskaitant, kai tinka, šviesolaidinį ryšį ir eterneto tarpinę ryšio liniją, ir pagalbinėmis padėties ištaisymo priemonėmis, kuriomis užtikrinamas jo veiksmingumas ir funkcionalumas. Norintys gauti prieigą subjektai turėtų galėti pasirinkti jų poreikiams geriausiai tinkantį sprendimą: nenaudojamas šviesolaidines skaidulas (ir, kai tinka, varinius laidus), eterneto tarpinę ryšio liniją arba kabelių kanalų prieigą.

Tokių aparatų pavyzdžiai - ISDN-, WLAN- arba Ethernet įrenginiai. Sąvoka „modemas“ tik 8528 71 15 ir 8528 71 91 subpozicijose reiškia įtaisus arba įrangą, kuri moduliuoja ir demoduliuoja priimamus ir siunčiamus signalus, pavyzdžiui, V.90 modemus ar kabelinius modemus, taip pat kitus įtaisus, naudojančius WLAN, ISDN, eterneto ir panašias technologijas, prieigai prie interneto užtikrinti.

Ethernet

Šiuo metu negalime pateikti kontekstinių pavyzdžių žodžiui "Ethernet hub" anglų kalboje. Tačiau svarbu suprasti, kad eterneto šakotuvas, nors ir yra pamatinis tinklo komponentas, šiuolaikiniuose tinkluose dažnai pakeičiamas efektyvesniais jungikliais.

tags: #ethernet #hub #lietuviskai