Hub: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 1. Mai 2023, 12:01 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]
Installation
Anhang
Siehe auch
Sicherheit
Dokumentation
RFC
Man-Pages
Info-Pages
Links
Einzelnachweise
Projekt
Weblinks
Testfragen
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Testfrage 2
Antwort2
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Antwort5