Hub: Unterschied zwischen den Versionen
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[[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> | |||
; Normalerweise wird die Kurzbezeichnung ''Hub'' für ''Repeating-Hubs'' gebraucht | |||
* Sie werden verwendet, um Geräte in einem [[Rechnernetz]] miteinander zu verbinden, z. B. durch ein [[Ethernet]]. | |||
; Ebenfalls manchmal nur als ''Hub'' bezeichnet werden ''Bridging-Hubs'' bzw. ''Switching-Hubs'' | |||
* 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. | |||
; 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> | |||
== 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. [[Symbol (Nachrichtentechnik)|Symbolebene]] wird regeneriert. | |||
* 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]]). | |||
* 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> | |||
; 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 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. | |||
* 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> | |||
; 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]]“. | |||
* 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. | |||
* 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.<ref name="Techtarget" /> | |||
; 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.<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> | |||
=== 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|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,<ref>IEEE 802.3 Clause 41</ref> 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" /> | |||
== Installation == | == Installation == | ||
== Syntax == | == Syntax == | ||
Version vom 1. Mai 2023, 12:00 Uhr
Hub - Kabelkonzentrator auf OSI-Layer 1
Beschreibung
Als Hub (‚Nabe‘ technisch, ‚Knotenpunkt‘) werden in der Telekommunikation Geräte bezeichnet, die Netzwerkknoten (physisch) sternförmig verbinden.[1]
- Normalerweise wird die Kurzbezeichnung Hub für Repeating-Hubs gebraucht
- Sie werden verwendet, um Geräte in einem Rechnernetz miteinander zu verbinden, z. B. 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.[2]
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.[3]
- 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.[4]
- 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.[2]
- 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.[5][6][7]
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,[8] aber nicht mehr hergestellt.
- Bei höheren Geschwindigkeiten wäre ihr Einsatz technisch nicht mehr möglich.[9][4]
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