Hvorfor hubs hører fortiden til

For at forbinde flere enheder i et LAN (lokalt netværk) skal du bruge en central enhed, der forbinder dem. Tidligere var denne enhed en hub. I dag er det en switch. En forståelse af, hvorfor hubs blev erstattet, viser, hvordan lokale netværk faktisk fungerer, og hvorfor switches er så meget bedre. Denne lektion fokuserer på den beskedne hub og de problemer, der gjorde den forældet.

En hub er en simpel enhed med flere porte, der forbinder enheder i en stjernetopologi. Men en hub er ikke intelligent: Når en frame (en dataenhed på et LAN) ankommer på én port, videresender den den blot via alle andre porte. Den ser ikke på adresser og afgør ikke, hvor dataene skal hen. Alle tilsluttede enheder modtager alle transmissioner, uanset om de er den tilsigtede modtager eller ej.

En hub fungerer på det fysiske lag (lag 1 i OSI-modellen). Den gentager og forstærker kun elektriske signaler; den har ingen forståelse af MAC-adresser eller frames som meningsfulde data. Derfor kaldes en hub nogle gange en multiport-repeater. Fordi den ikke har viden om destinationer, kan den ikke træffe beslutninger om videresendelse på samme måde som en switch.

Fordi en hub gentager alt til alle, deler alle tilsluttede enheder ét kollisionsdomæne — et område, hvor to transmissioner kan kollidere, hvis enheder sender samtidig. Når alle deler mediet, opstår der hyppige kollisioner, og jo flere enheder du tilføjer, desto værre bliver det. En hub genskaber i praksis problemet med en delt bus i en stjernetopologi.

Hubs tvinger enheder til at fungere i halv-dupleks, hvilket betyder, at en enhed kan sende eller modtage, men ikke begge dele på samme tid. For at håndtere kollisioner brugte enheder CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection): lyt først, send hvis der er stille, og vent og prøv igen, hvis der opstår en kollision. Det fungerer, men spilder tid og båndbredde, især når trafikken vokser på en hub med meget trafik.

På en hub deler alle enheder den samlede båndbredde. Hvis en hub er angivet til 100 Mbps, og ti enheder er aktive, deler de i praksis de 100 Mbps mellem sig. En switch giver derimod hver port sin egen fulde båndbredde. Denne begrænsning ved den delte forbindelse gjorde hubs langsomme under belastning og var en væsentlig årsag til, at de ikke kunne følge med, da netværkene voksede.

Hubs har også et sikkerhedsproblem. Da hver frame sendes til hver port, kan enhver enhed på hubben opsnappe al trafikken ved blot at lytte — en teknik, der kaldes sniffing. Følsomme data bliver eksponeret for alle tilsluttede. Switches reducerer denne risiko ved kun at sende frames til den tilsigtede port, hvilket gør tilfældig aflytning meget sværere på et normalt switchet netværk.

Forskellen er markant:

• Hub — gentager til alle porte, ét kollisionsdomæne, delt båndbredde, halv-dupleks, usikker.
• Switch — videresender til den rigtige port, separate kollisionsdomæner, fuld båndbredde pr. port, fuld-dupleks, mere sikker.

Alle fordelene ligger hos switchen, og derfor forsvandt hubs fra rigtige netværk.

Ægte hubs er stort set uddøde i moderne netværk; billige switches har erstattet dem fuldstændigt. Du kan stadig høre ordet "hub" blive brugt løst om enhver central forbindelsesenhed, og hubs forekommer lejlighedsvis i laboratorier eller til bevidst sniffing af trafik under analyse. Til eksamen skal du betragte hubben som forældet teknologi, som du skal forstå historisk og kunne sammenligne med switchen.

Mellem hubs og switches kom bridgen. En bridge forbinder to netværkssegmenter og læser i modsætning til en hub MAC-adresser for at afgøre, om trafik skal krydse mellem dem, så lokal trafik filtreres fra at passere igennem. En bridge er grundlæggende en switch med meget få porte — en switch kaldes nogle gange en multiport-bridge. Bridges introducerede den intelligente, adressebevidste videresendelse, som switches senere perfektionerede.

Selvom hubs er forsvundet, er de begreber, de lærer os, centrale. Kollisionsdomæner, halv-dupleks, CSMA/CD og delt båndbredde stammer alle fra hub-æraen, og eksamen tester dem. At forstå hubbens mangler er den tydeligste måde at værdsætte, hvad switches løste — og det forbereder dig på de næste lektioner om switch-videresendelse, MAC-tabeller og forskellen på kollisions- og broadcast-domæner.

Du har lært, at en hub er en multiport-repeater på lag 1, der blindt sender hver frame til alle porte. Det opretter ét delt kollisionsdomæne, tvinger til halv-dupleks med CSMA/CD, fordeler båndbredden mellem alle enheder og lader enhver enhed sniffe al trafik. Disse mangler gjorde hubs forældede. Switches løste hvert problem ved kun at videresende frames til den rigtige port. Hubbens begreber er stadig vigtige, fordi de danner grundlaget for kollisionsdomæner og de kommende emner.