Netzwerkgeräte

Zur Vergrößerung von Netzwerken bzw. Überwindung vorhandener Einschränkungen z. B. Längenrestriktionen, Bandbreitenengpässe.

Jedes Gerät hat ihre eigene Funktion.

• Hub
• Repeater
• Bridge
• Switch
• Router
• Gateway

• engl. Mittelpunkt, Nabe
• zentraler Verteiler in einer Stern-Topologie (Kabelkonzentrator od. Sternverteiler)
• Datenpaket wird an alle anderen Ports via Broadcast versendet
• häufig Datenkollisionen, Ausweg: CSMA/CD (Verfahren zur Vermeidung von Datenkollisionen)
• Durch bilden eines Konzentrationspunkt einer Verkabelung werden sie noch „wiring hubs“ genannt
• arbeiten als Signalverstärker
• Endgeräte werden mit jeweils einem eigenen Kabel an den Hub angeschlossen (Anschlussstelle=Port)
• arbeitet auf 1. Schicht des OSI-Modells
• nicht effektiv, hohe Netzlast

Grundeinteilung

Bezüglich des Einsatzgebietes, der Größe, der Ausstattung und des Preises werden 3 Grundtypen unterschieden:

1. Enterprise Hub (unternehmensweit) für den Einsatz im Backbone-Bereich einer Verkabelung
2. Department Hub (abteilungsweit) für die Verbindung von der Gebäude- auf die Etagenverkabelung
3. Workgroup Hub (arbeitsgruppenweit) zur Anbindung der einzelnen Endgeräte an abteilungsweite Hubs

Durch die Verbindung mehrerer Hubs kann die Anzahl der angeschlossenen Stationen relativ problemlos erweitert werden.

Die Verbindung zweier Hubs miteinander kann über ein spezielles Kabel mit gekreuzten Signalleitungen (Cross-Over-Kabel) erfolgen.

• aktive Netzwerkkomponete
• arbeitet als Signalverstärker (maximale Signalreichweite in lokalen Netzen)
• große Netze können dadurch in kleine Netzsegmente unterteilt werden
• arbeitet auf 1. Schicht des OSI-Modells

Sonderformen und Einsatzgebiete

„Remote Repeater“ 2 Reapeater werden per Glasfaserkabel miteinander verbunden, um eine größere Distanz zu überbrücken.

„Multiport Repeater“ besitzen mehr als 2 Anschlüsse und können damit mehr als 2 Segmente miteinander verbinden.

Einsatzgebiet: Bus-Topologie

Repeater spielen bei neueren Vernetzungen keine Rolle mehr.

• verbindet zwei lokale Netzwerke (Subnetzwerke)
• jedes Teilnetz eigenständig
• arbeitet auf 2. Schicht des OSI-Modells
• Rundmeldungen eines Rechners an alle anderen werden in die anderen Segmente weitergeleitet (kann keine Broadcasts oder Multicasts auf ein Segment eingrenzen)
• führt Zwischenspeicherung und Datenaufbereitung durch (verwendet Adresstabellen)

Learning Bridge

Adressen werden automatisch aufgebaut und selbst geändert, dadurch wird der Datenverkehr verringert.

Einsatzgebiete

• Local Bridge verbindet 2 Netzwerke gleichen Typs im LAN miteinander
• Remote Bridge kann 2 Netze über eine Weitverkehrsverbindung miteinander verbinden
• Multiport Bridge (Bridge mit mehr als 2 Ports) können mehrere Subnetze miteinander verbinden

• engl. Schalter
• Weiterentwicklung des Multiport Bridge
• Schicht 2 des OSI-Modells unter Verwendung von MAC-Adressen
• schaltet direkte Verbindungen zwischen den angeschlossenen Geräten
• speichert in einer Tabelle MAC-Adresse (weltweit eindeutige Adresse einer Netzwerkkarte) des angeschlossenen Gerätes
• erkennt fehlerhafte Datenpakete
• schaltet extrem schnell zwischen den vorhandenen Ports um
• weniger Datenkollisionen → schneller
• durch Geschwindigkeiten von Gbps können mehrere Ports problemlos gleichzeitig bedient werden
• jeder Port kann mit seiner maximalen Anschlussgeschwindigkeit arbeiten

Switching-Technologie

Für die angeschlossenen Geräte entsteht durch die Switching-Technologie der Eindruck, als könnte sie jeweils die gesamte verfügbare Anschlussbandbreite für sich alleine nutzen.

Beim „Switching“ gibt es 2 verschieden Varianten

• Cut-Through-Switch (Sofortübertragung der Daten an die Zieladresse)
• Store-and-foreward-Switch (speichert die ankommenden Pakete und schickt sie anschließend weiter)

• arbeitet auf Schicht 3 des OSI-Modells
• kann getrennte Netzwerke koppeln oder große Netzwerke in Subnetzte aufteilen → entweder Verbindung zwischen zwei oder mehr lokalen Netzwerken oder die Verbindung zwischen LAN und WAN bzw. WAN und WAN
• mehrere Ports, an jedem Port hängt ein eigenes Netzwerk (bzw. Subnetz)
• wesentliche Funktion: kennt die verschiedenen Netze und die Wege zu diesen Netzen
• unterschiedliche Anschlussnetze (Ethernet, WLAN, ISDN,…) möglich
• kann ankommende Pakete überarbeiten und an andere Netzwerke weitergeben
• Datenpaket wird anhand der IP-Adresse an das richtige Netz weitergeleitet
• Einträge in einer „routing-table“ geben an, wohin das Paket geschickt werden muss

Einzelprotokollfähig: Ein Router, der nur ein Protokoll kennt, verbindet nur Netzwerke, die mit dem gleichen Protokoll arbeiten.

Multiprotokollfähig: Ein Router, der verschieden Protokolle weiterleiten kann und daher verschiedene Netzwerke miteinander verbinden kann.

• verbindet Netzwerke mit völlig unterschiedlichen Protokollen und Adressierungen (verbindet inkompatible Netzwerke)
• auf allen 7 Schichten des OSI-Modell tätig
• wandelt ein Protokoll in ein anderes um
• häufig in modernen Betriebssystemen

Links:

• Weitere Informationen zu Netzwerkkomponenten