Placa de rețea Ethernet cu o interfață pereche torsadată și o viteză de 10 (sau 100) megabiți are un conector cu 8 pini. Dintre acestea, sunt utilizate doar patru contacte: primul, al doilea, al treilea și al șaselea. Dintre acestea, perechile sunt contacte 1 2 și 3 6.
Interfața este construită după cum urmează: una dintre perechi funcționează într-o direcție, cealaltă în cealaltă. Cartele de rețea hackate pot transmite simultan și primi informații (duplex complet). Cu toate acestea, în cazul nostru nu va fi folosit - cardul va funcționa în modul semi-duplex. Când este activată, cardul "negociază" cu dispozitivul la distanță despre existența unui duplex complet sau nu. În cazul hub-ului, își dă seama imediat că nu este.
Modul semi-duplex funcționează diferit: atunci când cardul transmite informații, semnalul care ajunge la intrare îi dă să înțeleagă că un alt card a decis să transmită informații simultan cu ale noastre. Această situație se numește o coliziune. În acest caz, cardul oprește transmisia și o repetă după un anumit interval de timp. Întrucât are mai multe șanse să înceapă oa doua încercare la momente diferite, cardul "not-in-time" va vedea că transmisia a început și va începe să primească informațiile, amânând-o la tampon pentru următoarea încercare.
Deoarece rețeaua este construită în funcție de topologia fizică "autobuz comun", informațiile transmise de un singur computer trebuie să ajungă la toate celelalte. Astfel, hub-ul trebuie să asigure difuzarea informațiilor. Dar, în același timp, informațiile transmise nu ar trebui să ajungă la intrarea computerului care o transmite, altfel o va accepta pentru o coliziune și nu va putea să transmită nimic deloc.
Deci, putem formula problema hub-ului: ar trebui să distribuie informațiile transmise tuturor computerelor conectate la acesta, cu excepția transmisiei (adică nu există ecou). Cel mai simplu caz: două computere. Aici se conectează direct: 1 și 2 - la 3 și 6 vecini.
Acum ne îndreptăm spre cazurile în care trei computere se unesc împreună. Este necesar să se asigure că semnalul transmis nu se întoarce.
Luați în considerare o punte de rezistență, formată din patru rezistențe de aceeași rezistență, formând un pătrat. Dacă se aplică un semnal la vârfurile opuse ale acestui pătrat, diferența de potențial dintre cele două vârfuri rămase va fi zero. La vârfurile opuse se conectează ieșirea computerului de rețea, la celelalte două intrări (și opuse). Networker-ul nu va vedea propriul semnal, adică obiectivul nostru este atins. În realitate, semnalul poate fi - este determinat de răspândirea rezistențelor rezistorului. Prin urmare, cu cât un număr mai mare de componente are un hub pasiv, cu atât este mai puțin împrăștiată.
Rezistența acestor rezistențe nu este, de asemenea, "de la lanternă". Trebuie să fie destul de clar: prin conectarea unui ohmmetru la oricare dintre cele două vârfuri opuse, ar trebui să fie 100 ohmi. Aceasta este impedanța perechii răsucite utilizate în Ethernet. Dacă rezistența este diferită de 100 ohmi, vor exista efecte de reflexie care vor face rețeaua nefuncțională. Semnificația practică "hub pentru un computer" nu este, deci este considerată doar pentru a ilustra principiul.
Acum, ia în considerare hub-ul pe computerele N. În general, aceasta este o schemă care, din punctul de vedere al fiecărei interfețe (intrare și ieșire pentru un anumit computer) este o punte rezistivă. Cu toate acestea, intrările tuturor celorlalte computere sunt conectate astfel încât atunci când semnalul de la calculatorul 1 la calculator de la 2 la N continuă să treacă, deși slăbirea dividerului rezistiv.
Cea mai simplă versiune a unui astfel de sistem este un inel de rezistențe (o punte de 4 rezistoare este un caz special de inel). În cazul unui inel, numărul de rezistențe este N * 4, iar rezistența fiecărui rezistor este de 100 / N, respectiv.
Pentru trei calculatoare vor fi 12 rezistențe de 33,3 ohmi fiecare.
Inelul este realizat în așa fel încât fiecare calculator să fie conectat la vârfurile unui pătrat a cărui latură este formată dintr-un număr egal de rezistențe. Pentru trei calculatoare, aceasta înseamnă că conexiunea merge la puncte distanțate de trei rezistoare. La vârfurile opuse, ieșirea se fixează, la celălalt opus - intrarea. Restul computerelor se lipesc de compensarea fiecărui rezistor.
Pentru mai multe computere, puteți folosi inelul în același mod, dar nu este eficient aici. Pentru patru computere, de exemplu, o figură tridimensională cu șaisprezece noduri va fi mai eficientă. Acesta poate fi reprezentat ca doi cubi de aceeași mărime care se încrucișează unul pe celălalt, vârful fiecăruia dintre care, de pildă, se stinge din cealaltă parte. Pentru mai multe interfețe, formele pot fi multidimensionale.
Notă: nu este deloc necesar să montați un hub cu 4 porturi sub forma unei mingi :-) Este posibil și simplu pe o placă de circuite imprimate. Cu toate acestea, ca un ajutor vizual sau un decor exotic de apartament, un hub sferic poate fi util :-)
Numărul de interfețe poate fi mărit în acest mod teoretic pe o perioadă nedeterminată. Cu toate acestea, în practică, apare următoarea problemă: cardurile Ethernet sunt proiectate pentru un nivel foarte clar al semnalului de intrare, de unde urmează o limită foarte specifică a lungimii cablului (standardul este determinat de 100 de metri). Designul celor doisprezece rezistențe slăbește semnalul cu o treime, care este identic cu atenuarea adusă în aproximativ 0,58 x X metri de cablu. Aceasta înseamnă că lungimea totală a cablului între oricare două computere pentru funcționarea garantată a rețelei nu trebuie să depășească 100-0,58 * X metri. Apropo, ar trebui să aveți grijă când asamblați hubul "inel" - dacă conectați incorect la inel, se poate întâmpla o situație când totul pare să funcționeze, dar, de fapt, atenuarea va fi triplată.
Cu o creștere suplimentară a numărului de interfețe, atenuarea crește. Pentru a depăși acest lucru este posibil, de exemplu, să "răsuciți" nivelul de ieșire sau sensibilitatea rețelei.
Vreau să mă adaug. Am primit mai multe scrisori cu un mesaj că acest dispozitiv nu funcționează. Problema este rezolvată elementar: este necesar să se traverseze perechile de fire.