По конструктивным особенностям выделяют следующие типы концентраторов:
- концентраторы с фиксированным количеством портов
- модульные концентраторы
- стековые концентраторы
- модульно-стековые концентраторы
Концентратор с фиксированным количеством портов — это наиболее простое конструктивное исполнение, когда устройство представляет собой отдельный корпус со всеми необходимыми элементами (портами, органами индикации и управления, блоком питания), и эти элементы заменять нельзя. Обычно общее количество портов изменяется от 4-8 до 24. Один порт может быть специально выделен для подключения концентратора к другому концентратору или иметь кнопочный переключатель, позволяющий подключать к этому порту как обычный компьютер (маркировка MDI-X, см. рис. 3), так и другой концентратор (маркировка MDI). Концентратор также может иметь разъем AUI для соединения (при помощи трансивера) с толстым коаксиальным кабелем, концентратором оптоволоконных сетей или другим концентратором "витая пара".
Модульный концентратор выполняется в виде отдельных модулей с фиксированным количеством портов, устанавливаемых на общее шасси. Шасси имеет внутреннюю шину для объединения отдельных модулей в единый повторитель. Часто такие концентраторы являются многосегментными, тогда в пределах одного модульного концентратора работает несколько несвязанных между собой повторителей. Агент протокола SNMP обычно выполняется в виде отдельного модуля, при установке которого концентратор превращается в интеллектуальное устройство. Модульные снабжаются системой терморегулирования, избыточными источниками питания, позволяют осуществлять замену модулей без отключения питания и дают возможность быстро и гибко реагировать на изменения конфигурации сети. Недостатком модульных концентраторов на основе шасси является высокая начальная стоимость такого устройства, т.к. даже если установлено всего 1-2 модуля, концентратор поставляется вместе со всеми общими устройствами (избыточные источники питания и т. п). Поэтому для сетей средних размеров большую популярность завоевали стековые концентраторы.
Стековый концентратор, как и концентратор с фиксированным числом портов, выполнен в виде отдельного корпуса с фиксированным количеством портов. Однако стековыми эти концентраторы называются не потому, что они устанавливаются один на другой, в общую стойку. Стековые концентраторы имеют специальные порты и кабели для объединения нескольких корпусов в единый повторитель, который имеет общий блок повторения и, с точки зрения правила 4-х хабов, считается одним повторителем. Число объединяемых в стек корпусов может быть достаточно большим (обычно до 8, но бывает и больше). Выгодной чертой стековых концентраторов является их более низкая стоимость, так как сначала предприятие может купить одно устройство без избыточного шасси, а потом нарастить стек еще несколькими аналогичными устройствами.
Модулъно-стековые концентраторы представляют собой модульные концентраторы, объединенные специальными кабелями в стек. Как правило, корпуса таких концентраторов рассчитаны на небольшое количество модулей (1-3). Эти концентраторы сочетают достоинства концентраторов обоих типов.
Мост (bridge)
Повторители, за счет усиления и восстановления формы электрических сигналов, позволяют увеличить протяженность сети, однако и здесь есть ограничения: из-за задержки приема-передачи сигнала в повторителе, между любыми двумя компьютерами в сети Ethernet не может быть более 4-х повторителей, а в сети Fast Ethernet – не более одного повторителя 1-го класса и не более двух повторителей 2-го класса (подробнее см. далее в лекциях). Поэтому для создания более протяженных сетей необходимо пользоваться дополнительными сетевыми устройствами – мостами (bridge).
Мосты позволяют преодолеть ограничение "не более четырех повторителей между любыми двумя компьютерами" за счет того, что работают не на физическом, а на канальном уровне модели OSI. Т.е. мост ретранслирует кадр не по битам, а полностью принимает кадр в свой буфер, заново получает доступ к разделяемой среде и ретранслирует кадр в сеть. Помимо увеличения протяженности сети, мост также позволяет разбить ее на сегменты с независимыми разделяемыми средами, увеличив общую пропускную способность сети. Поясним на примере: пусть имеется три повторителя (хаба), к каждому из которых, при помощи кабеля "витая пара", подключено по четыре компьютера (см. рис. ). Повторители соединены между собой при помощи моста. Допустим компьютер K1 передает в сеть кадр сообщения для компьютера K4. Кадр сообщения по кабелю попадет на повторитель1, который сдублирует его на все свои порты, т.е. кадр сообщения получат компьютеры K2, K3, K4 (что и требовалось) и мост. Мост, получив кадр сообщения от повторителя, анализирует "адрес получателя", имеющийся в кадре, определяет что компьютер K4 относится к сегменту 1 и поэтому кадр сообщения не надо дублировать для повторителей 2 и 3 (если бы кадр сообщения относился к компьютеру K5, то мост передал бы этот кадр только повторителю 2, ничего не передавая на порт, к которому подключен повторитель 3).
Пояснение алгоритма работы моста.
Рассмотрим какие выгоды дает такая схема. В момент когда компьютер К1 передает кадр сообщения, ни один из компьютеров K2-K4 не может ничего передавать в сеть – сеть "занята". Однако в тот же момент времени компьютеры К5-К12 могут передавать сообщения друг другу – для них сеть "свободна", т.к. мост не передал кадр сообщения от компьютера К1 в их сегменты сети. Таким образом, если файл копируется с компьютера K1 на K4 со скоростью 10 Мбит/с, с компьютера К5 на К8 со скоростью 10 Мбит/с, с компьютера К9 на К11 со скоростью 10 Мбит/с, то суммарная пропускная способность сети составляет 30 Мбит/с. Если бы вместо моста в вершине этой схемы стоял простой повторитель, то кадр сообщения от компьютера K1 "занял" бы всю сеть, и ни один из компьютеров К2-К12 не смог бы в это время передавать в сеть что-либо (без возникновения коллизии), а пропускная способность сети упала бы до 10 Мбит/с.
Существует два основных алгоритма работы моста: алгоритм прозрачного моста и алгоритм моста с маршрутизацией от источника. Алгоритм прозрачного моста используется в сетях Ethernet, а алгоритм моста с маршрутизацией от источника может использоваться в сетях Token Ring и FDDI, хотя в этих сетях могут использоваться и обычные прозрачные мосты.
