Hub'lar Neden Geçmişte Kaldı

Birden çok cihazı bir LAN (Local Area Network) içine bağlamak için onları birbirine bağlayan merkezi bir cihaza ihtiyacınız vardır. Başlangıçta bu cihaz hub idi. Günümüzde ise anahtar kullanılmaktadır. Hub'ların neden yerini anahtarlara bıraktığını anlamak, yerel ağların gerçekte nasıl çalıştığını ve anahtarların neden çok daha iyi olduğunu ortaya koyar. Bu ders, mütevazı hub'a ve onu kullanılamaz hâle getiren sorunlara odaklanır.

Bir hub, cihazları yıldız biçiminde birbirine bağlayan, birden çok bağlantı noktasına sahip basit bir cihazdır. Ancak hub akıllı değildir: bir çerçeve (LAN üzerindeki veri birimi) bir bağlantı noktasına ulaştığında hub, çerçeveyi yalnızca diğer tüm bağlantı noktalarından dışarı tekrarlar. Adreslere bakmaz veya verilerin nereye gitmesi gerektiğine karar vermez. Bağlı her cihaz, hedef alıcı olsun ya da olmasın, her iletimi alır.

Hub, fiziksel katmanda (OSI modelinin 1. katmanı) çalışır. Yalnızca elektrik sinyallerini tekrarlar ve güçlendirir; MAC adresleri veya çerçeveler hakkında anlamlı veri olarak herhangi bir farkındalığı yoktur. Bu nedenle hub'a bazen çok bağlantı noktalı yineleyici de denir. Hedefler hakkında hiçbir zekâya sahip olmadığı için anahtarın yaptığı gibi iletme kararları veremez.

Hub her şeyi herkese tekrarladığı için bağlı tüm cihazlar tek bir çakışma etki alanını paylaşır. Bu, cihazlar aynı anda gönderim yaptığında iki iletimin çakışabileceği bir bölgedir. Herkes aynı ortamı paylaştığından çakışmalar sık görülür ve eklediğiniz cihaz sayısı arttıkça durum kötüleşir. Hub, paylaşımlı veri yolu sorununu yıldız biçiminde yeniden oluşturur.

Hub'lar yarım çift yönlü çalışmayı zorunlu kılar; yani bir cihaz aynı anda hem gönderemez hem de alamaz. Çakışmalarla başa çıkmak için cihazlar CSMA/CD (Çakışma Algılamalı Taşıyıcı Dinlemeli Çoklu Erişim) kullanır: önce dinler, ortam sakinse gönderir; çakışma olursa bekleyip yeniden dener. Bu yöntem çalışır, ancak özellikle yoğun bir hub üzerindeki trafik arttıkça zaman ve bant genişliği kaybına yol açar.

Bir hub üzerinde tüm cihazlar toplam bant genişliğini paylaşır. Bir hub 100 Mbps hızında ve on cihaz meşgulse, bu 100 Mbps'yi fiilen aralarında bölüşürler. Buna karşılık bir anahtar, her bağlantı noktasına kendi tam bant genişliğini verir. Bu ortak hat sınırlaması, hub'ların yük altında yavaşlamasına neden oldu ve ağlar büyüdükçe performanslarını koruyamamalarının başlıca sebeplerinden biriydi.

Hub'ların ayrıca bir güvenlik sorunu vardır. Her çerçeve her bağlantı noktasına gönderildiğinden, hub'a bağlı herhangi bir cihaz yalnızca dinleyerek tüm trafiği yakalayabilir; bu tekniğe trafik koklama denir. Hassas veriler, bağlı olan herkesin erişimine açılır. Anahtarlar, çerçeveleri yalnızca hedeflenen bağlantı noktasına göndererek bu riski azaltır; böylece normal bir anahtarlamalı ağda rastgele dinleme yapmak çok daha zorlaşır.

Aradaki fark oldukça belirgindir:

• Hub — tüm bağlantı noktalarına tekrarlar, tek çakışma alanı, paylaşılan bant genişliği, yarım çift yönlü iletişim, güvensiz.
• Anahtar — doğru bağlantı noktasına iletir, ayrı çakışma alanları, bağlantı noktası başına tam bant genişliği, tam çift yönlü iletişim, daha güvenli.

Tüm avantajlar anahtara aittir; hub'ların gerçek ağlardan kaybolmasının nedeni budur.

Gerçek hub'lar modern ağlarda neredeyse tamamen yok olmuştur; uygun fiyatlı anahtarlar onların yerini bütünüyle almıştır. "Hub" sözcüğünün herhangi bir merkezi bağlantı cihazı için gelişigüzel kullanıldığını hâlâ duyabilirsiniz. Ayrıca hub'lar bazen laboratuvarlarda veya analiz sırasında trafiği bilerek koklamak için kullanılabilir. Sınav açısından hub'ı, tarihsel olarak anlamanız ve anahtarla karşılaştırmanız gereken eski bir teknoloji olarak değerlendirin.

Hub'lar ile anahtarlar arasında köprü ortaya çıktı. Köprü iki ağ bölümünü birbirine bağlar ve hub'dan farklı olarak trafiğin bu bölümler arasında geçip geçmemesi gerektiğine karar vermek için MAC adreslerini okur; yerel trafiğin diğer bölüme geçmesini filtreler. Köprü, temelde çok az bağlantı noktasına sahip bir anahtardır; anahtara bazen çok bağlantı noktalı köprü de denir. Köprüler, anahtarların daha sonra geliştirdiği akıllı ve adresleri dikkate alan iletimi başlattı.

Hub'lar ortadan kalkmış olsa da öğrettikleri kavramlar temel önem taşır. Çakışma alanları, yarım çift yönlü iletişim, CSMA/CD ve paylaşılan bant genişliği hub döneminden gelir ve sınavda bunlar test edilir. Hub'ların kusurlarını anlamak, anahtarların hangi sorunları düzelttiğini kavramanın en açık yoludur; ayrıca sizi anahtar iletimi, MAC tabloları ve çakışma alanları ile yayın alanları arasındaki farkı ele alan sonraki derslere hazırlar.

Hub'larla ilgili anlayışınızı test edin.

Hub'ın, her çerçeveyi ayrım yapmadan tüm bağlantı noktalarına gönderen, Katman 1'de çalışan çok bağlantı noktalı bir yineleyici olduğunu öğrendiniz. Bu durum tek bir paylaşılan çakışma alanı oluşturur, CSMA/CD ile yarım çift yönlü çalışmayı zorunlu kılar, bant genişliğini tüm cihazlar arasında böler ve herhangi bir cihazın tüm trafiği koklamasına olanak tanır. Bu kusurlar hub'ları eski teknoloji hâline getirdi. Anahtarlar, çerçeveleri yalnızca doğru bağlantı noktasına ileterek bu sorunların her birini çözdü. Hub'ın kavramları hâlâ önemlidir; çünkü çakışma alanlarının ve ileride ele alınacak konuların temelini oluşturur.