Hub là gì? Khi nào nên sử dụng hub trong mạng?

Hub là từ tiếng Anh, có nghĩa là trục bánh xe và nghĩa bóng là trung tâm. Trong bài viết này ta sẽ đi tìm hiểu xem một hub mạng có nghĩa là gì? Vì trong từng ngữ cảnh, hub sẽ mang những nghĩa khác nhau, nên mặc định từ đầu chúng ta sẽ giới hạn trước để bạn đọc dễ theo dõi.

Hub là gì?

Hub mạng hay Network hub còn được gọi là active hub, ethernet hub, multiport repeater hay reporter hub, là một thiết bị mạng nhỏ, hình chữ nhật, được dùng để kết nối nhiều thiết bị sử dụng mạng với nhau và giúp chúng hoạt động như một phân đoạn mạng.

Mục đích chính của hub là tạo phân đoạn mạng duy nhất mà trên đó tất cả các thiết bị có thể truyền tải dữ liệu trực tiếp với nhau. Hub hoạt động như các thiết bị lớp 1 trong mô hình OSI.

Hub thường được làm bằng nhựa, có giá thành khá rẻ và nhận nguồn điện từ ổ cắm điện thông thường. Nó đã từng được sử dụng phổ biến trong các mạng gia đình vào đầu những năm 2000.

Hiện tại, người ta sử dụng router băng thông rộng, switch trong mạng gia đình để thay thế cho hub. Tuy nhiên do chi phí thấp, cách sử dụng đơn giản nên hub vẫn còn được sử dụng cho những mục đích nhất định.

Lưu ý: Ethernet hub khác với smart hub được sử dụng để điều khiển các thiết bị thông minh. USB hub, với tên gọi tương tự, về cơ bản là các ổ cắm thông minh (power strip) cho thiết bị USB.

Tốc độ của hub là bao nhiêu?

Mỗi Ethernet hub có tốc độ khác nhau, bao gồm tốc độ dữ liệu mạng hoặc băng thông. Tốc độ của những hub đời đầu chỉ ở mức 10 Mbps, hub hiện đại đã hỗ trợ 100 Mbps và thường cung cấp cả khả năng kết nối cả 2 tốc độ 10 Mbps và 100 Mbps (được gọi là hub tốc độ kép hoặc hub 10/100).

Mỗi hub cũng sẽ hỗ trợ số lượng cổng kết nối khác nhau, phổ biến là hub 4 và 5 cổng, ngoài ra còn có hub 8 cổng, 16 cổng. Hub ít cổng thường được dùng trong mạng gia đình, hub nhiều cổng hơn thường dùng trong môi trường văn phòng, doanh nghiệp nhỏ hoặc trong mạng gia đình có nhiều thiết bị.

Các hub có thể được kết nối với nhau để tăng số thiết bị có thể kết nối.

Những hub cũ có kích thước tương đối lớn và đôi khi gây ồn, vì chúng chứa quạt tích hợp để làm mát thiết bị. Các hub hiện đại hoạt động êm hơn, nhỏ hơn nhiều và được thiết kế gọn nhẹ để dễ dàng di chuyển.

Passive, Active và Intelligent Hub

Hiện nay, có 3 loại hub chính như sau:

Passive hub (hub thụ động) không khuếch đại tín hiệu điện của các gói được gửi đến trước khi truyền chúng ra mạng.

Active hub (hub chủ động) khuếch đại tín hiệu điện của gói được gửi đến, giống như một repeater, truyền được xa và ổn định hơn.

Intelligent hub (hub thông minh) bổ sung thêm các tính năng cho một active hub, có tầm quan trọng đặc biệt đối với các doanh nghiệp. Một intelligent hub thường có khả năng xếp chồng, nghĩa là nó được xây dựng theo cách mà nhiều thiết bị có thể được đặt chồng lên nhau để tiết kiệm không gian. Các hub này thường bao gồm khả năng quản lý từ xa thông qua SNMP và hỗ trợ mạng LAN ảo (VLAN).

Lưu ý: Thuật ngữ concentrator đôi khi được sử dụng khi đề cập đến một passive hub và multiport repeater có thể được sử dụng để giải thích về một active hub.

Cách làm việc với Ethernet Hub

Để tạo mạng gồm một nhóm thiết bị bằng hub, bạn cắm 1 đầu cáp Ethernet vào thiết bị, sau đó cắm đầu kia của cáp với cạc mạng (Network Interface Card (NIC)) của hub. Cổng kết nối trên hub phù hợp với đầu nối RJ-45 của cáp Ethernet tiêu chuẩn.

Nếu muốn mở rộng mạng để kết nối được nhiều thiết bị hơn, bạn có thể kết nối các hub với nhau, với switch hoặc router.

Hub được sử dụng khi nào?

Một hub có thể hữu ích nếu cần thay thế tạm thời một switch mạng bị hỏng hoặc để mở rộng mạng. Tuy nhiên, chỉ nên sử dụng hub nếu hiệu suất không phải là yếu tố quan trọng trên mạng.

Hub khác với switch và router ở chỗ tất cả các gói dữ liệu đến hub được chuyển đến mọi cổng, bất kể thiết bị nhận đang sử dụng cổng nào. Vì không giống như router hay switch, hub không biết thiết bị nào đã gửi yêu cầu dữ liệu. Điều này có thể dẫn đến việc làm giảm hiệu suất của toàn bộ mạng.

Đó cũng là lý do chính khiến hub bị switch thay thế trong các mạng gia đình, văn phòng nhỏ.

Khi nào thì hub tốt hơn switch?

Để tăng số thiết bị có thể kết nối mạng thì switch là lựa chọn tốt nhất. Switch có đầy đủ tính năng của hub và còn có thêm những lợi ích khác. Switch có thể hoạt động ở nhiều tốc độ dữ liệu, chế độ bán song công hoặc song công toàn phần, tự động đặt tốc độ và song công bằng giao thức Auto-negotiation.

Switch cải thiện thông lượng bằng cách hạn chế lưu lượng tin nhắn trực tiếp chỉ gửi đến các cổng trên switch tham gia giao tiếp. Những cổng khác không liên quan đến giao tiếp sẽ không thấy thông báo. Tính năng này được switch thực hiện bằng cách ghi lại vị trí cổng của tất cả các địa chỉ trạm khởi tạo vào cơ sở dữ liệu. Khi vị trí địa chỉ cổng được tìm hiểu, việc giao tiếp sẽ được sắp xếp để chỉ diễn ra trên hai cổng của switch cho một thông báo được định hướng cụ thể.

Tính năng này của switch rất tuyệt, nhưng có một tình huống hub vẫn được ưu ái hơn, đó là khi bạn thực hiện chẩn đoán mạng bằng các công cụ như WireShark.

Vì hub hoạt động ở một tốc độ và chỉ ở chế độ bán song công trong Shared Ethernet, nên chúng không có khái niệm địa chỉ trạm. Với Shared Ethernet, tất cả các cổng hub sẽ lặp lại cùng một thông báo nhận được trên mỗi cổng của hub. Điều đó có nghĩa là một công cụ chẩn đoán được kết nối với bất kỳ cổng hub không sử dụng nào cũng có thể xem tất cả lưu lượng được gửi qua mạng.

Switch sẽ hạn chế lưu lượng cổng và khiến công cụ chẩn đoán không thể nhìn thấy thông báo, ngoại trừ tin nhắn broadcast (tin nhắn được gửi đến tết cả các cổng). Mặc dù có thể sử dụng tính năng Port Mirroring trên switch, nhưng tính năng này thường chỉ có trên các switch cao cấp và không có gì đảm bảo rằng nó có thể nắm bắt tất cả dữ liệu.

Nếu bạn đang thực hiện chẩn đoán giao thức tại một plugfest, sử dụng hub sẽ tốt hơn switch.

Xem thêm: