Qu’est-ce qu’un hub et comment fonctionne cette technologie ?

S’il existe aujourd’hui d’autres solutions permettant de faire fonctionner un réseau, les hubs continuent à être utilisés. Mais qu’est-ce qu’un hub ? Comment fonctionne-t-il ? À quoi sert-il ? Quels sont ses avantages et inconvénients, notamment par rapport à un commutateur ?

Définition d’un hub

Un hub est un périphérique réseau reliant différents nœuds de réseau en étoile, au sein d’un réseau Ethernet par exemple. D’après le modèle de référence OSI (Open Systems Interconnections), les hubs sont des appareils de niveau 1, c’est-à-dire des périphériques fonctionnant sur la couche de transmission des bits. Leur principale mission consiste à relier plusieurs ordinateurs entre eux et à relayer immédiatement les données qu’ils reçoivent. Les hubs sont généralement composés de plastique. Ils fonctionnent à l’aide d’une alimentation externe et possèdent entre quatre et seize ports (connexions physiques). Généralement, leur bande passante maximale est comprise entre 10 et 100 Mbit par seconde. Le terme « hub » vient de l’anglais et signifie « moyeu » ou « nœud ».

Comment fonctionne un hub ?

Lorsqu’un hub reçoit des données, il transfère l’intégralité de celles-ci à tous les appareils connectés (ou hôtes) sur le mode du semi-duplex. Tous les raccordements (ou ports) d’un hub fonctionnent à la même vitesse et se trouvent dans un même domaine de collision (regroupant tous les appareils connectés en réseau). Contrairement à d’autres périphériques réseau, un hub ne permet pas de cibler ou d’exclure uniquement certains de ces récepteurs. En cas de transfert, tous les paquets sont invariablement transmis à l’ensemble des ordinateurs. Tous les appareils reçoivent donc le paquet de données en question, même si celui-ci ne leur est pas initialement destiné. Étant donné que tous les hôtes sont occupés par ce transfert, aucun autre appareil ne peut envoyer de données tant que ce processus est en cours. Les demandes simultanées sont donc traitées les unes après les autres.

Si vous avez besoin d’hôtes supplémentaires, vous pouvez connecter votre hub à un autre hub. Pour ce faire, il suffit d’utiliser un simple câble croisé entre deux des ports. Toutefois, le nombre d’hôtes est toutefois automatiquement limité par la règle 5-4-3, ou règle du répéteur. Celle-ci précise qu’il n’est possible de mettre en place que cinq segments avec quatre répéteurs entre deux terminaux. De plus, il faut savoir que lorsque vous utilisez un hub, tous les hôtes connectés doivent partager l’ensemble de la bande passante. Pour le transfert de gros paquets de données, la perte de vitesse est donc inévitable.

Inconvénients des réseaux de hubs

La technologie qui se cache derrière les hubs est donc considérée comme étant vulnérable et obsolète. En plus de la perte de vitesse mentionnée ci-dessus et du manque de flexibilité relatif au transfert de données et à la sélection des récepteurs, un système de hubs est souvent assez vulnérable face aux failles de sécurité. Comme un tel système ne peut être mis en quarantaine, le trafic de données n’est pas protégé. Les potentiels problèmes de sécurité ou les éventuelles préoccupations liées à la protection des données concernent forcément tous les hôtes connectés.

À quoi servent les hubs de nos jours ?

Aujourd’hui, les hubs sont donc de moins en moins utilisés. Leur manque de flexibilité ne leur permet plus de répondre aux besoins actuels et leur perte de vitesse constitue un obstacle majeur dans un monde où les volumes de données sont toujours plus importants. Il est toujours possible d’utiliser des hubs pour le développement de réseaux plus anciens, une technique qui reste fréquente. Vous avez aussi la possibilité de diffuser du contenu multimédia vers plusieurs appareils. Les hubs peuvent toujours être utilisés dans le cadre d’une analyse réseau. Dans ce cas, leur manque de flexibilité est plutôt avantageux : comme chaque port stocke l’ensemble des données du réseau, aucun miroir de port supplémentaire n’est nécessaire pour la lecture et l’analyse.

Les différences entre hub et commutateur

L’âge d’or des hubs est pratiquement révolu. D’après la norme 802.3 de l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), les hubs sont déjà obsolètes depuis 2011 ; ils ont été supplantés par les commutateurs (également appelés switch), et ce, pour de nombreuses raisons. Techniquement, le commutateur n’est qu’une version améliorée de son prédécesseur, aujourd’hui obsolète. Contrairement au hub, le commutateur permet l’envoi et la réception de données en simultané. Leur bande passante n’est pas non plus limitée et reste stable. Là où un hub pilote tous ses hôtes et distribue l’intégralité de ses données, un commutateur vous permet de cibler des terminaux spécifiques.

Le commutateur est un appareil de niveau 2 selon le modèle de référence OSI pouvant créer ses propres domaines de collision pour chaque port individuel. Pour vous garantir un contrôle ciblé sur votre matériel, les adresses MAC des trames de données sont évaluées et, le cas échéant, les terminaux sans rapport avec celles-ci sont exclus du transfert. Comme les hubs, les commutateurs tels que MPLS proposent une fonctionnalité de diffusion simultanée pour tous les hôtes connectés. Au vu de leurs avantages évidents, les commutateurs sont longtemps restés bien plus chers que les hubs. Toutefois, leurs prix ont aujourd’hui énormément baissé.

Comparaison directe entre un hub et un commutateur

Voici une comparaison directe des fonctionnalités et capacités d’un hub et d’un commutateur permettant de mieux comprendre leurs différences :

  Hub Commutateur
Limitation de la bande passante Oui Non
Envoi et réception de données en simultané Non Oui
Sélection de terminaux individuels Non Oui
Diffusion Oui Oui
Analyse réseau sans miroir de port Oui Non
Modèle de travail OSI Niveau 1 Niveau 2
Domaine de collision Pour tous les ports Pour des ports individuels

En résumé : les hubs, une époque révolue

Si les hubs ont longtemps été la seule solution permettant de configurer des réseaux informatiques, ce n’est désormais plus le cas. Aujourd’hui, cette technologie convient uniquement à l’analyse réseau, au développement de réseaux existants (avec peu de besoins en matière de sécurité) ou, éventuellement, à la diffusion de contenu multimédia. Comme, au fil du temps, les prix des commutateurs se sont alignés sur ceux des hubs, nous vous conseillons sans hésiter d’opter pour la plus moderne de ces deux technologies.