Redes – Como funciona um HUB?

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Depois de recentemente termos apresentado num artigo o modelo de referência OSI da ISO (ver aqui), é hora de vos dar a conhecer o funcionamento dos principais equipamentos activos de uma rede. Para isso, vamos apresentar as principais especificações de um Hub, o modo de operar numa rede e para facilitar a compreensão, criamos um  pequeno vídeo demonstrativo do funcionamento de um Hub.

HUB_00

Ora bem, o HUB (ou concentrador de rede) é um equipamento activo que funciona na camada 1 do modelo OSI (camada física) e tem como principal funcionalidade a interligação entre computadores de uma rede uma vez que possui várias portas RJ45 (ou ISO 8877) fêmea. Quando recebe informação numa determinada porta, o HUB transmite esse informação por todas as outras portas, excepto por aquela que recebeu essa informação (flood), criando assim um único domínio de colisão e diminuindo a performance. Além disso, os Hubs apenas permitem comunicações em simultâneo entre dois pontos, isto é, se tivermos um PC A ligado a porta 1 e outro PC B a porta 2, e estiverem a comunicar entre eles via HUB, se o PC C ligado à porta 3 pretender comunicar com o PC D ligado a porta 4 terá de esperar que termine a ligação entre o PC A e o PC B (a comunicação é estabelecida por fracções de tempo mediante o número de portas do HUB activas).

Exemplo do funcionamento de um Hub

Vamos então a um pequeno exemplo. Para isso montei um simples cenário com 4 PC’s e um único HUB. Os pc’s têm a seguinte configuração (todos têm a mesma máscara: 255.255.255.0 e não têm configurado qualquer gateway pois estão todos na mesma rede)

  • PC A – IP: 192.168.0.1
  • PC B – IP: 192.168.0.2
  • PC C – IP: 192.168.0.3
  • PC D – IP: 192.168.0.4

Para verificar como o HUB se comporta, vamos realizar um ping (recorrer ao protocolo ICMP) entre o PC com o IP: 192.168.0.1 e PC com o IP 192.168.0.2.

O pacote vai partir do PC A (com o nome pplware), vai ao HUB e depois o HUB envia essa informação para todas as suas portas, excepto por aquela que recebeu. O PC (snake) vai responder a esse pedido já que a informação é para si, e todos os outros vão descartar essa informação. Quando a resposta ao pedido chega novamente ao HUB, ele vai fazer exactamente o mesmo (enviar por todas as portas, excepto por aquela que recebeu). Isto acontecerá sempre que haja uma transmissão entre duas máquinas.

Nesse sentido, alguns administradores designam o HUB de um equipamento burro uma vez que este não consegue nem tem funcionalidades para guardar informação relativamente às máquinas (com base no Mac Address) que tem em cada porta, assim como acontece por exemplo nos switchs.

Os Hubs estão em desuso há já algum tempo, no entanto ainda se podem encontrar em algumas grandes superfícies comerciais, e são por norma baratos.

Espero que tenham gostado do artigo, e que de uma forma geral tenham percebido o funcionamento geral de um Hub.

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Comentários

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  1. Avatar de Bruno Mota

    Alem do eterno problema das colisões

  2. Avatar de pedro
    pedro

    Parabens pelo artigo.
    Qual o software usado para a simulação?

    corrige-me se estiver enganado mas actualmente os hubs até são caros que os routers (devido à massificação destes).

    cumpts

    1. Avatar de pedro
      pedro

      faltou o “+” aqui “…hubs até são caros que…”

    2. Avatar de kwimerA
      kwimerA

      Penso que a resposta que queres é Packet Tracer da cisco.
      Atenção que estás a tentar comparar equipamentos incomparáveis. Um router usa-se para interligar duas ou mais redes locais físicas, ou VLANS.
      A funcionalidade correcta para HUB’s hoje em dia não passa de um simples repetidor.

    3. Avatar de Tiber_tuga
      Tiber_tuga

      O programa que ele usou para a emulação fui o “Packet Tracer” da CISCO.

  3. Avatar de Tavares
    Tavares

    Já agora, qual a diferença entre hub e switch ?

    1. Avatar de kwimerA
      kwimerA

      O HUB recebe o sinal e repete-o para todas as portas (excepto pela que recebe, como já foi explicado). Um switch faz-te ligações ponto a ponto de forma isolada. Têm chips que interligam esses circuitos. Assim consegues ter a largura de banda completa para cada ligação. Além disso não corres o risco de ter colisões.

      1. Avatar de J. Matias
        J. Matias

        Correcto. Numa rede até podem existir 100 hubs mas todas os equipamentos nela ligada pertencem ao mesmo domínio de colisão. A grande vantagem do switch é criar vários domínios de colisão (devido às tais ligações ponto-a-ponto), o que além de evitar o grande nº de colisões, também torna a rede mais rápida. Para um estudo mais detalhado, será também importante o funcionamento do protocolo CSMA/CD na camada Ethernet.

        1. Avatar de J. Matias
          J. Matias

          *na camada Ethernet -> nas redes Ethernet…

    2. Avatar de nenka
      nenka

      nao sei nada sobre hub por isso acessei a pagina

  4. Avatar de BlinZk
    BlinZk

    Não consegui entender muito bem a razão de ser deste artigo.

    Por um lado, se os Hub’s estão em desuso e se usam mais Switch’s ou outro tipo de equipamentos, não me parece que seja muito interessante.

    Mas mesmo assim, assumindo que é só por curiosidade, parece-me que a maioria dos leitores vão ficar “quase” na mesma após lerem o artigo.
    É que, ao contrário dos artigos que o Pplware nos habituou, este é extremamente resumido e apresenta termos técnicos que muitos leitores (eu incluído) com certeza não sabem o que significam.

    Se o objectivo era atingir somente a malta que estuda, trabalha ou tem conhecimentos mais avançados em informática (ou redes), então foi atingido.
    Se o objectivo era informar o publico em geral, parece-me que falharam.

    1. Avatar de Pedro Pinto

      O que não percebeste? Hoje falamos em Hubs, vamos passar para swicths e depois Routers.

      1. Avatar de pedro
        pedro

        também me pareceu mais ou menos lógico que era esse o caminho a seguir

        1. Avatar de Pedro Pinto

          Os Hubs estão em desuso, mas como alguem disse há muitas redes ainda com eles lá pelo meio :). Enviei de propósito este artigo a uma pessoa formada numa área de letras e que pouco ou nada pesca de informática. Resposta: Está claro e fácil de compreensão.

          1. Avatar de Silva
            Silva

            Se essa pessoal formada em letras te deu uma resposta escrita dessa forma… parece-me que devia tirar o curso outra vez…

          2. Avatar de Pedro Pinto

            Não me parece…Silva por momentos fiquei confuso quanto aos 4 comentários que escreveste 🙂

          3. Avatar de Silva
            Silva

            Ora essa!
            Ou como se diria na Ilha Terceira “Ómessa!” ou então “òra-méssa”.
            LOL, brincadeiras à parte.. acho que deveriam fazer um artigo sobre as 9 ilhas dos Açores e a sua evolução tecnologica! : D

    2. Avatar de Filipe Lourenço

      Parece-me que nem todos os artigos têm que ser dirigidos ao Zé povinho que só percebe de bola e que vem aqui ver umas cenas de tecnologia.
      Também há uma grande percentagem de leitores do blog que são power users e que apreciam este tipo de informação mais técnica.

      Porque não mandas vir também com comunicação social? Afinal de contas quando falam em política, termos técnicos da justiça ou economia, de certeza que 90% da audiência não percebe o que eles estão a dizer.

      Eu gostei do artigo e li-o todo, pois sei o que é um switch e um HUB mas apenas sabia as diferenças entre eles por alto, agora sei na perfeição ver a vantagem que se tem em usar um switch. Que será complementada brevemente com um artigo a este último dedicado.

  5. Avatar de BMJ
    BMJ

    Realmente falar em HUBs só mesmo por dados históricos, porque hoje em dia, para se ter uma rede decente usasse Switch…. Os HUBs são equipamentos do passado.

    E se quiserem ver um gestor de rede suar liguem um Hub em kk lado…

    Tipo na minha universidade um prof ligou um hub numa sala e haviam de ver o responsavel pela rede de um lado para o outro a tentar descobrir o problema da rede….

    1. Avatar de Pedro Pinto

      SIm, falar em HUBs é falar no passado. Estamos a tentar apresentar a evolução dos equipamentos, assim como se fazem com outras tecnologias.

      1. Avatar de BMJ
        BMJ

        Sorry não li as vossas ultimas frases…

  6. Avatar de racpxt

    Não sei porque o pessoal se queixa tanto de os hubs serem tecnologia do passado. Em termos de vendas sim, está em extinção, mas na prática o que não faltam aí é PME’s e pequenos escritórios que ainda os têm em uso.

    E cultura geral é sempre bom…

    1. Avatar de Gomes
      Gomes

      Isto é absolutamente verdade, estão em desuso mas a maioria das PME´s ainda utiliza HUBs.

  7. Avatar de João
    João

    Boas!

    Este é um bom artigo, apesar de alguns acharem básico, a verdade é que quem trabalha/estuda às vezes lá manuseia estes equipamentos mas não sabe todo o essencial e compilar tudo desta forma é uma excelente ideia.

    Já agora, alguém conhece algo que me faça conversão de Sinal wireless->cabo rede ou uma espécie de modem que funcione como ‘bridge’ capaz de apresentar saídas destas?

    1. Avatar de Gomes
      Gomes

      Não entendi a tua pergunta… CAD4 ADSL/DIG

      1. Avatar de Gomes
        Gomes

        Podem anular o comentário acima por favor?

  8. Avatar de Corvus

    Embora realmente os hubs já estejam em desuso, ainda mantenho um bem guardado cá em casa para uma tarefa mt simples: analisar o tráfego de rede quando não me é possível por qualquer razão meter o wireshark no pc em análise. Como o hub manda o trafego para todas as portas, basta mete-lo no meio da ligação e ligar lá um outro pc para fazer a análise de tráfego. Não será das melhores soluções, mas quando apenas nos interessam os dados, funciona 😉

    1. Avatar de Ernesto
      Ernesto

      Eu preciso de um para fazer analisar tráfego e não consigo encontrar para venda, alguém sabe onde comprar um hub ?

    2. Avatar de Gomes
      Gomes

      Ah queres ver que com um switch não funciona na mesma, o wireshark?

      1. Avatar de Silva
        Silva

        Nop, com um switch só consegues monitorizar a informação que é destinada ao teu PC, e nunca a informação destinada aos outros…

        1. Avatar de Ernesto
          Ernesto

          Ora ai é que está 🙂
          Vai dai a gente pode cheirar mais na rede 🙂

          1. Avatar de Me
            Me

            Podes usar o Switch com Port Mirroring. Será o melhor a tua monitorização.

      2. Avatar de Corvus

        Se estás num 3o pc a examinar a ligação entre outros dois, então não, um switch não vai funcionar porque o 3o pc apenas vê o trafego dirigido a ele.

        Eu uso esta solução nos casos em que não é possível mexer em nenhuma das partes intervenientes na comunicação, optando por uma solução man-in-the-middle, visto o hub enviar para todas as portas tudo que recebe.

  9. Avatar de Bruno Melo

    Bom artigo, venham mais…

  10. Avatar de Silva
    Silva

    Bom artigo.
    Essencialmente um switch foi a evolução do hub… podemos até dizer que, inicialmente um switch não passava de um hub inteligente e com memória. Hoje em dia, um dos ataques que se praticam aos switches é a tentativa da inundar a mac-address-table… assim que um switch detecta esse “overflow” na sua tabela de registos, passa a funcionar como um hub. Outro assunto que acho importante referir tem a ver com o protocolo STP. uma cadeia de switches interligados entre si e com STP desactivo pode ser catastrófico pois a principal funcção do STP é bloquear portas que possivelmete originem loops na rede. Quem tem formação CCNA ou então conhecimentos na área sabe exactamente do que falo. É claro que hoje em dia, provavelmente existem medidas de prevenção contra ataques MAC-flooding.
    sinceramente, duas das matérias que acho mais interessantes são o switching, e routing… quer em LAN ou WAN… penso que são assuntos extremamente enriquecedores para administradores de rede, ou engenheiros da mesma àrea.

    continuem com os artigos deste género!

    1. Avatar de Pedro Pinto

      Calma Silva…Já estás a falar de switches, de Spanning Tree …assim estragas-me o próximo artigo. Acho que vou desistir de o escrever 🙂

      1. Avatar de Silva
        Silva

        Pois… lol
        desculpem lá… foi o entusiasmo xD
        aguardo ansiosamente o próximo!

  11. Avatar de Silva
    Silva

    outra coisa a mencionar…. uma porta RJ45 é, obviamente, fêmea… porque se a chamam de “porta” nunca poderá ser um conector(macho)

  12. Avatar de Silva
    Silva

    Descuplem lá o triple post… mas acho que o artigo merece uma correcçãozita….
    O parágrafo que se refere ao facto dos hubs permitirem comunicações em simultâneo entre 2 pontos… a meu ver não está muito bem explicado.
    Por detrás dessa afirmação, está um conceito muito básico das iniciais redes Ethernet.. o CSMA/CA e CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access /Collision Dettection ou Collision Avoidance).
    Na realidade só um dispositivo é que pode comunicar de cada vez… se houvesse comunicação em simultaneo entre 2 pontos num hub, estaríamos a presenciar uma colisão (acontece quando 2 equipamentos emitem em simultaneo num meio partilhado, aumentando a amplitude do sinal eléctrico transmitido). Como os hubs não suportam comunicação Full Duplex, a simultãnea transmissão de pacotes é tecnicamente impossível. os Conceitos de CSMA sao relativamente simples de entender:
    (CS) Carrier Sense: refere-se ao dispositivo que está prestes a transmitir. Sense alude ao facto de antes de transmitir algo para o meio partilhado, o equipamento deve verificar (sense) o meio para o qual vai injectar pulsos eléctricos.
    (MA) Multiple Access: refere-se ao meio partilhado, que é de acesso múltiplo mas não simultãneo.

    (CD) Collision Detection: é uma variante do CSMA que consiste na detecção de colisões no meio através da análise do sinal electrico. Esta variante também discrimina o comportamento a ter por parte de cada dispositivo quando uma colisão acontece (o chamado backoff algorithm e JAM Signal)

    (CA) Collision Avoidance: é outra variante, presente quando o meio a transmitir é não guiado (por exemplo) e consiste em evitar colisões através da existencia de uma entidade que arbitra os tempos de transmissão (com base em TDM e STDM) e a ordem de transmissão para cada dispositivo.
    Não vou entrar na matéria dos switches pois isso ficará para o próximo artigo do PPLWARE.
    Espero que tenha esclarecido a situação.
    Continuem o bom trabalho!
    Cumpz!

    1. Avatar de Pedro Pinto

      @Silva

      Obrigado por complementares a informação. Eu não quis entrar no CSMA/CD para não tornar este artigo ainda mais técnico. No entanto, fica o teu óptimo esclarecimento para quem quiser ir mais ao “fundo” da questão.

      PPinto

  13. Avatar de lmx
    lmx

    Boas..
    Pedro obrigado por mais um artigo tão importante na Área de redes, e no seguimento daquilo que havias prometido.
    A explicação do artigo esta clara concisa e não demasiado grande.
    Posso te dizer que só li de metade para baixo, inicialmente, e apanhei logo a coisa, está muito simples mesmo.
    Parabéns..

    cmps

  14. Avatar de Nuno Miguel
    Nuno Miguel

    Gostaria de saber como monto uma rede de varios pc’s. Preciso de ter uma maquina mae e as restantes acederem a ela para pastas e documentos.
    Cumprimentos