Switch / Hub

Switch

Mit der Einführung der Twistd-Pair Kabel unter Verwendung eines Switch als zentraler Verbindungspunkt zwischen den Stationen wurde aus der physischen Bus-Topologie mit BNC-Kabel eine physische Stern-Struktur mit Twisted Pair Kabel. Alle Stationen werde dabei über den Switch als Punkt-zu-Punkt Verbindungen ausgeführt. Er bietet also eine dezidierte Verbindung von je 2 Ports. Durch Analyse der Datenpakete an den Switch-Ports, erkennt der Switch nach und nach welche Station an welchem Port hängt und kann eingehende Datenpakete aufgrund ihrer Zieladresse gleich direkt an die Empfängerstation weiterleiten, ohne dass die anderen Stationen von der Übertragung betroffen sind (paarweise Kommunikation der Stationen). Kollisionen von Datenpaketen nehmen daher enorm ab. Kennt der Switch die betroffenen Stationen zu Zeit noch nicht, sendet er - wie der Hub - die Datenpakete auf allen Ports raus.

Der Switch nützt die volle Bandbreite der Leitung (Vollduplex, dies wäre folglich bei einem Gigabit Ethernet Switch 2000mbit pro Port). Eingehende Datenpakete am Switch können dabei zuerst gänzlich empfangen werden und bei fehlerhafter Prüfsumme erst gar nicht weitergeleitet werden (store and forward Verfahren) oder sofort nach Erkennen der Zieladresse an das Ziel weitervermittelt werden (cut through Verfahren). Können Pakete nicht gleich weitergeschickt werden, weil der Zielport gerade belegt ist, wird ein Kollisionssignal zurückgeschickt oder aber der Switch hat einen Datenpuffer, indem er das Datenpaket kurz zwischenspeichern kann und nach Freiwerden des Ports auf diesen weiterleitet.

Hub

Im Gegensatz der Hub: Hier werden alle Pakete immer an alle Stationen gesandt (natürlich mit Ausnahme der Sendestation selbst, die das Paket ja verschickt hat). So verursacht der Hub viel Netzverkehr (traffic).So kann es auch zu Kollisionen von Datenpaketen kommen, wenn 2 Rechner gleichzeitig ein Datenpaket wegschicken. Der Hub generiert Kollisionssignale (Jam-Signal), wenn mehrer Stationen gleichzeitig senden, und koppelt gegebenenfalls einzelne Sationen kurze Zeit ab. Alle Stationen müssen sich die Bandbreite des Hubs teilen (z.B. 16 Stationen mit 100-mbit Netzwerkkarten auf einem 16-Port-100mbit-Hub unter Volllast: 100mbit % 16 = 6,25 mbit stehen theroetisch pro Station zur Verfügung, also nur ca. 78 Kilobyte/s = 0,078 Megabyte/s).

Aktive Hubs regeneriern das Signal wie ein Repeater, passive Hubs haben fest verdrahtete Schaltungen und regenerieren das Signal nicht.

Oft bieten Router auch eingebaute Hub- oder Switch-Funktionalität.

Als 'Stackable' Hub/Switch/Router bezeichnet man Komponenten selben Typs, die über spezielle Buskabel miteinander verbunden werden und durch zugehörige geeignete Managmentfunktionalität als eine Hardwarekomponente erscheinen (also als 1 Gerät ansprechbar sind):


(stackable system)