Hub: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 15. Juni 2025, 14:02 Uhr

Hub - Kabelkonzentrator auf OSI-Layer 1

Beschreibung

Die logische Topologie eines Hubs stellt einen Bus dar * Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden, die Endgeräte untereinander sind nicht verbunden.

Als Hub (‚Nabe‘ technisch, ‚Knotenpunkt‘) werden in der Telekommunikation Geräte bezeichnet, die Netzwerkknoten (physisch) sternförmig verbinden

Normalerweise wird die Kurzbezeichnung Hub für Repeating-Hubs gebraucht

Sie werden verwendet, um Geräte in einem Rechnernetz miteinander zu verbinden, beispielsweise durch ein Ethernet

Ebenfalls manchmal nur als Hub bezeichnet werden Bridging-Hubs bzw. Switching-Hubs

die wesentlich häufiger allerdings (nicht ganz korrekt) als Switch bezeichnet werden
Obwohl diese äußerlich fast identisch aussehen, gibt es tatsächlich wesentliche technische Unterschiede

Verwechslungen leistet unter anderem Vorschub

dass auch Geräte unter der Bezeichnung Hub verkauft werden, die auf den OSI/ISO-Schichten 2 bis 4 agieren
ein Hub arbeitet allerdings ausschließlich auf Ebene 1 des ISO/OSI-Referenzmodells

Funktionsweise

Ein Repeating-Hub arbeitet genauso wie ein Repeater und wird deswegen auch Multiport-Repeater genannt

Das Signal eines Netzteilnehmers wird nicht analysiert, sondern nur die übertragene Bit- bzw. Symbolebene wird regeneriert
Zur Kollisionserkennung trägt ein Hub allerdings meistens bei
Im Gegensatz zum Switch, der sich zielgerichtet Ports des Empfängers sucht, werden Bits/Symbole an alle anderen Netzteilnehmer weitergeleitet (vergleiche Broadcast)
Aus diesem Grund kann man an jedem Anschluss eines Hubs (im Gegensatz zu denen eines Switches) auch den Datenverkehr zwischen Netzwerkteilnehmern mit Netzwerksniffern analysieren oder mitschneiden

Ein Hub besitzt nur Anschlüsse (auch Ports genannt) mit gleicher Geschwindigkeit (mit gleichem MII, aber durchaus unterschiedlichem MDI)

Besitzt ein Hub beispielsweise eine BNC-Kupplung und RJ45-Anschlüsse, so beträgt seine Geschwindigkeit 10 Mbit/s halbduplex
Zum Anschluss weiterer Repeating-Hubs oder Switches wird entweder ein spezieller Uplink-Port (auch X-Port oder MDI), umschaltbar oder derselbe Port sowohl als MDI-X- als auch als MDI-Ausführung benutzt
Für normale Ports wird ein Crossoverkabel oder auf der anderen Seite ein Auto MDI-X-Port benötigt

Eine Besonderheit sind Dual-Speed-Hubs

Sie bestehen intern aus einem 10-Mbit/s- und einem 100-Mbit/s-Hub sowie einer "store and forward bridge"
Ports werden beim Anschluss eines Geräts je nach automatischer Aushandlung mit dem einen oder dem anderen Hub verbunden

Verwendung

Bei Einsatz eines Hubs im Netz wird durch die Verkabelung im physikalischen Sinne eine Stern-Topologie realisiert

Der logische Aufbau ähnelt dem einer Bus-Topologie, weil jede gesendete Information alle Teilnehmer erreicht
Alle Teilnehmer in einem Netzwerk, die an einen Hub angeschlossen sind, befinden sich in derselben Kollisionsdomäne
Durch einen Hub wird jedoch die Ausfallsicherheit gegenüber einem physikalischen Bus-Netz erhöht: Die Störung eines Kabels legt hier nicht das gesamte Netz lahm, sondern beeinträchtigt lediglich einen einzelnen Teilnehmer, der dann nicht mehr erreichbar ist
Außerdem ist der Fehler einfacher zu lokalisieren

Repeating-Hubs wurden nach dem Aufkommen von Switches hauptsächlich noch aus Kostengründen verwendet, häufig auch in Kombination mit letzteren

Als Switches um 2000 immer preisgünstiger wurden, verdrängten sie Hubs vollständig vom Markt

Ethernet-Repeater und -Hubs sind seit 2011 in den IEEE-802.3-Standards als veraltet markiert und sollten nicht mehr installiert werden

Kaskadierung von Hubs

Repeating-Hubs können in einem Ethernet nicht beliebig kaskadiert werden, um eine größere Netzausdehnung zu erreichen

Eine für jede Geschwindigkeit spezifische maximale Round-Trip-Delay-Time (RTDT) darf nicht überschritten werden
Die RTDT ist die Zeit, die ein Datenframe benötigt, um vom einen Ende des Netzes zum weitestentfernten anderen Ende des Netzes zu gelangen und wieder zurück
Wird das Netz zu groß, also die RTDT zu hoch, werden Kollisionen häufiger, unerkannte Kollisionen möglich und der gesamte Netzverkehr beeinträchtigt
Solche Störungen sind schwierig einzugrenzen, da Übertragungen bei niedriger Netzlast normal funktionieren können
Wie bei Repeatern muss also die 5-4-3-Regel (10-Mbit/s-Ethernet) eingehalten werden bzw. es dürfen nicht mehr als zwei Repeater zum Einsatz kommen (100-Mbit/s-Ethernet), damit Probleme aufgrund zu hoher Signallaufzeiten (RTDT) vermieden werden
Unter anderem aufgrund dieser Begrenzung werden heute fast überall Switches verwendet
Für Gigabit-Ethernet wurden Hubs/Repeater zwar anfangs noch im Standard spezifiziert, aber nicht mehr hergestellt
Bei höheren Geschwindigkeiten wäre ihr Einsatz technisch nicht mehr möglich

Anhang

Siehe auch

Sicherheit

Dokumentation

RFC

Links

Einzelnachweise

Projekt

Weblinks

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 '''Hub''' - [[Kabelkonzentrator]] auf [[OSI/1|OSI-Layer 1]]
 == Beschreibung ==
 [[Datei:HubOsi.png|alternativtext=Hub im OSI-Modell|mini|Hub im [[OSI-Modell]]]]
-[[Datei:Netzwerktopologie Bus.png|mini|Die logische Topologie eines Hubs stellt einen Bus dar. Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden, die Endgeräte untereinander sind nicht verbunden.]]
+[[Datei:Netzwerktopologie Bus.png|mini|Die logische Topologie eines Hubs stellt einen Bus dar
+* Jedes Endgerät ist mit dem Verteiler verbunden, die Endgeräte untereinander sind nicht verbunden.]]
 [[Datei:4 port netgear ethernet hub.jpg|mini|Ein 4-Port-Hub mit schaltbarem Uplink-Port]]
 [[Datei:Hub cnet cnfh-608s front 1024.jpg|mini|8-Port-Hub mit zusätzlicher Uplink-Buchse]]
 [[Datei:HP EtherTwist Hub8.jpg|mini|8-Port-Hub mit [[10BASE2]]-Anschluss]]
-Als '''Hub''' (‚Nabe‘ [[technisch]], ‚Knotenpunkt‘) werden in der [[Telekommunikation]] Geräte bezeichnet, die [[Netzwerkknoten]] (physisch) sternförmig verbinden.<ref>{{Internetquelle | url=https://www.informatik.uni-leipzig.de/~meiler/Schuelerseiten.dir/MSchmidt/Hub.html | titel=Uni Leipzig: Hub| datum= | zugriff=2019-05-15}}</ref>
+Als '''Hub''' (‚Nabe‘ [[technisch]], ‚Knotenpunkt‘) werden in der [[Telekommunikation]] Geräte bezeichnet, die [[Netzwerkknoten]] (physisch) sternförmig verbinden
 ; Normalerweise wird die Kurzbezeichnung ''Hub'' für ''Repeating-Hubs'' gebraucht
-* Sie werden verwendet, um Geräte in einem [[Rechnernetz]] miteinander zu verbinden, beispielsweise durch ein [[Ethernet]].
+* Sie werden verwendet, um Geräte in einem [[Rechnernetz]] miteinander zu verbinden, beispielsweise durch ein [[Ethernet]]
 ; Ebenfalls manchmal nur als ''Hub'' bezeichnet werden ''Bridging-Hubs'' bzw.&nbsp;''Switching-Hubs''
-* die wesentlich häufiger allerdings (nicht ganz korrekt) als ''[[Switch (Netzwerktechnik)|Switch]]'' bezeichnet werden.
+* die wesentlich häufiger allerdings (nicht ganz korrekt) als ''[[Switch (Netzwerktechnik)|Switch]]'' bezeichnet werden
-* Obwohl diese äußerlich fast identisch aussehen, gibt es tatsächlich wesentliche technische Unterschiede.
+* Obwohl diese äußerlich fast identisch aussehen, gibt es tatsächlich wesentliche technische Unterschiede
 ; Verwechslungen leistet unter anderem Vorschub
 * dass auch Geräte unter der Bezeichnung Hub verkauft werden, die auf den OSI/ISO-Schichten 2 bis 4 agieren
-* ein Hub arbeitet allerdings ausschließlich auf Ebene 1 des [[OSI-Modell|ISO/OSI-Referenzmodells]].<ref name="Techtarget">{{Internetquelle | url=https://searchnetworking.techtarget.com/definition/hub | titel=Techtarget: Network hub  | sprache=en | datum= | zugriff=2019-05-21}}</ref>
+* ein Hub arbeitet allerdings ausschließlich auf Ebene 1 des [[OSI-Modell|ISO/OSI-Referenzmodells]]
 == Funktionsweise ==
-; Ein Repeating-Hub arbeitet genauso wie ein [[Repeater]] und wird deswegen auch ''Multiport-Repeater'' genannt.
+; Ein Repeating-Hub arbeitet genauso wie ein [[Repeater]] und wird deswegen auch ''Multiport-Repeater'' genannt
-* Das Signal eines Netzteilnehmers wird nicht analysiert, sondern nur die übertragene Bit- bzw.&nbsp;[[Symbol (Nachrichtentechnik)|Symbolebene]] wird regeneriert.
+* Das Signal eines Netzteilnehmers wird nicht analysiert, sondern nur die übertragene Bit- bzw.&nbsp;[[Symbol (Nachrichtentechnik)|Symbolebene]] wird regeneriert
-* Zur [[Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection|Kollisionserkennung]] trägt ein Hub allerdings meistens bei.
+* Zur [[Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection|Kollisionserkennung]] trägt ein Hub allerdings meistens bei
-* Im Gegensatz zum Switch, der sich zielgerichtet Ports des Empfängers sucht, werden Bits/Symbole an alle anderen Netzteilnehmer weitergeleitet (vergleiche [[Broadcast]]).
+* Im Gegensatz zum Switch, der sich zielgerichtet Ports des Empfängers sucht, werden Bits/Symbole an alle anderen Netzteilnehmer weitergeleitet (vergleiche [[Broadcast]])
-* Aus diesem Grund kann man an jedem Anschluss eines Hubs (im Gegensatz zu denen eines Switches) auch den Datenverkehr zwischen Netzwerkteilnehmern mit Netzwerk[[sniffer]]n analysieren oder mitschneiden.<ref>{{Internetquelle | url=https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1405161.htm | titel=Hub Ethernet| datum= | zugriff=2019-05-15}}</ref>
+* Aus diesem Grund kann man an jedem Anschluss eines Hubs (im Gegensatz zu denen eines Switches) auch den Datenverkehr zwischen Netzwerkteilnehmern mit Netzwerk[[sniffer]]n analysieren oder mitschneiden
-; Ein Hub besitzt nur Anschlüsse (auch ''Ports'' genannt) mit gleicher Geschwindigkeit (mit gleichem [[Media Independent Interface|MII]], aber durchaus unterschiedlichem [[Media Dependent Interface|MDI]]).
+; Ein Hub besitzt nur Anschlüsse (auch ''Ports'' genannt) mit gleicher Geschwindigkeit (mit gleichem [[Media Independent Interface|MII]], aber durchaus unterschiedlichem [[Media Dependent Interface|MDI]])
-* Besitzt ein Hub beispielsweise eine [[BNC-Steckverbinder|BNC]]-Kupplung und [[RJ-Steckverbindung|RJ45-Anschlüsse]], so beträgt seine Geschwindigkeit 10&nbsp;Mbit/s [[Duplex (Nachrichtentechnik)|halbduplex]].
+* Besitzt ein Hub beispielsweise eine [[BNC-Steckverbinder|BNC]]-Kupplung und [[RJ-Steckverbindung|RJ45-Anschlüsse]], so beträgt seine Geschwindigkeit 10&nbsp;Mbit/s [[Duplex (Nachrichtentechnik)|halbduplex]]
-* Zum Anschluss weiterer Repeating-Hubs oder Switches wird entweder ein spezieller [[Uplink]]-Port (auch X-Port oder MDI), umschaltbar oder derselbe Port sowohl als MDI-X- als auch als MDI-Ausführung benutzt.
+* Zum Anschluss weiterer Repeating-Hubs oder Switches wird entweder ein spezieller [[Uplink]]-Port (auch X-Port oder MDI), umschaltbar oder derselbe Port sowohl als MDI-X- als auch als MDI-Ausführung benutzt
-* Für normale Ports wird ein [[Crossoverkabel]] oder auf der anderen Seite ein [[Medium Dependent Interface#Auto MDI-X|Auto MDI-X]]-Port benötigt.<ref name="elektronik kompendium hub">{{Internetquelle | url=https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1405161.htm | titel=Elektronik Kompendium: Hub | datum= | zugriff=2019-05-21}}</ref>
+* Für normale Ports wird ein [[Crossoverkabel]] oder auf der anderen Seite ein [[Medium Dependent Interface#Auto MDI-X|Auto MDI-X]]-Port benötigt
 ; Eine Besonderheit sind ''Dual-Speed-Hubs''
-* Sie bestehen intern aus einem 10-Mbit/s- und einem 100-Mbit/s-Hub sowie einer "store and forward [[Bridge|bridge]]".
+* Sie bestehen intern aus einem 10-Mbit/s- und einem 100-Mbit/s-Hub sowie einer "store and forward [[Bridge|bridge]]"
-* Ports werden beim Anschluss eines Geräts je nach [[Autonegotiation|automatischer Aushandlung]] mit dem einen oder dem anderen Hub verbunden.
+* Ports werden beim Anschluss eines Geräts je nach [[Autonegotiation|automatischer Aushandlung]] mit dem einen oder dem anderen Hub verbunden
 == Verwendung ==
-; Bei Einsatz eines Hubs im Netz wird durch die Verkabelung im physikalischen Sinne eine [[Stern-Topologie]] realisiert.
+; Bei Einsatz eines Hubs im Netz wird durch die Verkabelung im physikalischen Sinne eine [[Stern-Topologie]] realisiert
-* Der logische Aufbau ähnelt dem einer [[Bus-Topologie]], weil jede gesendete Information alle Teilnehmer erreicht.
+* Der logische Aufbau ähnelt dem einer [[Bus-Topologie]], weil jede gesendete Information alle Teilnehmer erreicht
-* Alle Teilnehmer in einem Netzwerk, die an einen Hub angeschlossen sind, befinden sich in derselben [[Kollisionsdomäne]].
+* Alle Teilnehmer in einem Netzwerk, die an einen Hub angeschlossen sind, befinden sich in derselben [[Kollisionsdomäne]]
-* Durch einen Hub wird jedoch die Ausfallsicherheit gegenüber einem physikalischen Bus-Netz erhöht: Die Störung eines Kabels legt hier nicht das gesamte Netz lahm, sondern beeinträchtigt lediglich einen einzelnen Teilnehmer, der dann nicht mehr erreichbar ist.
+* Durch einen Hub wird jedoch die Ausfallsicherheit gegenüber einem physikalischen Bus-Netz erhöht: Die Störung eines Kabels legt hier nicht das gesamte Netz lahm, sondern beeinträchtigt lediglich einen einzelnen Teilnehmer, der dann nicht mehr erreichbar ist
-* Außerdem ist der Fehler einfacher zu lokalisieren.<ref name="Techtarget" />
+* Außerdem ist der Fehler einfacher zu lokalisieren
-; Repeating-Hubs wurden nach dem Aufkommen von Switches hauptsächlich noch aus Kostengründen verwendet, häufig auch in Kombination mit letzteren.
+; Repeating-Hubs wurden nach dem Aufkommen von Switches hauptsächlich noch aus Kostengründen verwendet, häufig auch in Kombination mit letzteren
-* Als Switches um 2000 immer preisgünstiger wurden, verdrängten sie Hubs vollständig vom Markt.
+* Als Switches um 2000 immer preisgünstiger wurden, verdrängten sie Hubs vollständig vom Markt
-; Ethernet-Repeater und -Hubs sind seit 2011 in den IEEE-802.3-Standards als veraltet markiert und sollten nicht mehr installiert werden.<ref>IEEE 802.3 ''9. Repeater unit for 10 Mb/s baseband networks''</ref><ref>IEEE 802.3 ''27. Repeater for 100 Mb/s baseband networks''</ref><ref>IEEE 802.3 ''41. Repeater for 1000 Mb/s baseband networks''</ref>
+; Ethernet-Repeater und -Hubs sind seit 2011 in den IEEE-802.3-Standards als veraltet markiert und sollten nicht mehr installiert werden
 === Kaskadierung von Hubs ===
-; Repeating-Hubs können in einem Ethernet nicht beliebig kaskadiert werden, um eine größere Netzausdehnung zu erreichen.
+; Repeating-Hubs können in einem Ethernet nicht beliebig kaskadiert werden, um eine größere Netzausdehnung zu erreichen
-* Eine für jede Geschwindigkeit spezifische maximale [[Round Trip Delay|Round-Trip-Delay]]-Time (RTDT) darf nicht überschritten werden.
+* Eine für jede Geschwindigkeit spezifische maximale [[Round Trip Delay|Round-Trip-Delay]]-Time (RTDT) darf nicht überschritten werden
-* Die RTDT ist die Zeit, die ein [[Datenframe]] benötigt, um vom einen Ende des Netzes zum weitestentfernten anderen Ende des Netzes zu gelangen und wieder zurück.
+* Die RTDT ist die Zeit, die ein [[Datenframe]] benötigt, um vom einen Ende des Netzes zum weitestentfernten anderen Ende des Netzes zu gelangen und wieder zurück
-* Wird das Netz zu groß, also die RTDT zu hoch, werden Kollisionen häufiger, unerkannte Kollisionen möglich und der gesamte Netzverkehr beeinträchtigt.
+* Wird das Netz zu groß, also die RTDT zu hoch, werden Kollisionen häufiger, unerkannte Kollisionen möglich und der gesamte Netzverkehr beeinträchtigt
-* Solche Störungen sind schwierig einzugrenzen, da Übertragungen bei niedriger Netzlast normal funktionieren können.
+* Solche Störungen sind schwierig einzugrenzen, da Übertragungen bei niedriger Netzlast normal funktionieren können
-* Wie bei Repeatern muss also die [[5-4-3-Regel]] (10-Mbit/s-Ethernet) eingehalten werden bzw.&nbsp;es dürfen nicht mehr als zwei Repeater zum Einsatz kommen (100-Mbit/s-Ethernet), damit Probleme aufgrund zu hoher Signallaufzeiten (RTDT) vermieden werden.
+* Wie bei Repeatern muss also die [[5-4-3-Regel]] (10-Mbit/s-Ethernet) eingehalten werden bzw.&nbsp;es dürfen nicht mehr als zwei Repeater zum Einsatz kommen (100-Mbit/s-Ethernet), damit Probleme aufgrund zu hoher Signallaufzeiten (RTDT) vermieden werden
-* Unter anderem aufgrund dieser Begrenzung werden heute fast überall Switches verwendet.
+* Unter anderem aufgrund dieser Begrenzung werden heute fast überall Switches verwendet
-* Für [[Gigabit-Ethernet]] wurden Hubs/Repeater zwar anfangs noch im Standard spezifiziert,<ref>IEEE 802.3 Clause 41</ref> aber nicht mehr hergestellt.
+* Für [[Gigabit-Ethernet]] wurden Hubs/Repeater zwar anfangs noch im Standard spezifiziert, aber nicht mehr hergestellt
-* Bei höheren Geschwindigkeiten wäre ihr Einsatz technisch nicht mehr möglich.<ref>{{Internetquelle | url=https://www.pcwelt.de/a/was-ist-was-im-netzwerk-router-switches-hub,3019822,6 | titel=PCWelt: Hub | datum=2019-04-22 | zugriff=2019-05-15}}</ref><ref name="elektronik kompendium hub" />
+* Bei höheren Geschwindigkeiten wäre ihr Einsatz technisch nicht mehr möglich
 == Anhang ==