Zur Vergrößerung bzw. Überwindung von vorhandener Einschränkungen (Längenrestriktionen, Bandbreitenengpässe), gibt es eine ganze Reihe von Geräten mit jeweils unterschiedlicher Funktionalität.
In der Netzwerktechnik unterscheidet man zwischen aktiven und passiven Netzwerk-Komponenten. Während aktive Netzwerk-Komponenten eine eigene Logik haben, zählen die passiven Netzwerk-Komponenten zur fest installierten Netzwerk-Infrastruktur.
| Schicht | Bezeichnung | OSI-Schicht | Beispiel |
|---|---|---|---|
| 4 | Anwendungs-Schicht | 7 - Application layer | HTTP, FTP, SMTP, POP, SNMP, Telnet |
| 6 - Presentation layer | |||
| 5 - Session layer | |||
| 3 | Transport-Schicht (TCP) | 4 - Transport layer | TCP, UDP, SCTP |
| 2 | Internet-Schicht (IP) | 3 - Network layer | IP |
| 1 | Netzwerk-/ oder Link-Schicht | 2 - Data link layer | Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI |
| 1 - Physical layer |
Ein Repeater ist ein Kopplungselement, um die Übertragungsstrecke innerhalb von Netzwerken zu verlängern. Ein Repeater empfängt ein Signal und bereitet es neu auf. Danach sendet er es weiter. Auf diese Weise verlängert der Repeater die Übertragungsstrecke und räumliche Ausdehnung des Netzwerks. Im einfachsten Fall hat der Repeater zwei Ports, die wechselweise als Ein- und Ausgang funktionieren (bidirektional). Repeater versteht man in der Regel als Verstärker von Übertragungsstrecken. Die weitere Beschreibung bezieht sich auf Repeater in kabelgebundenen Netzwerken, speziell in Ethernet-Netzwerken.
Ein Repeater arbeitet auf der Schicht 1 des OSI-Schichtenmodells. Damit übernimmt er keinerlei regulierende Funktion in einem Netzwerk. Er kann nur Signale empfangen und weiterleiten. Für angeschlossene Geräte ist nicht erkennbar, ob sie an einem Repeater angeschlossen sind. Er verhält sich völlig transparent. Ein Repeater mit mehreren Ports wird auch als Hub (Multiport-Repeater) bezeichnet. Er kann mehrere Netzwerk-Segmente miteinander verbinden.
Ein Hub ist ein Kopplungselement, das mehrere Stationen in einem Netzwerk miteinander verbindet. In einem Netzwerk, das auf der Stern-Topologie basiert dient ein Hub als Verteiler für die Datenpakete. Hubs arbeiten auf der Bitübertragungsschicht (Schicht 1) des OSI-Schichtenmodells und sind damit auf die reine Verteilfunktion beschränkt. Ein Hub nimmt ein Datenpaket entgegen und sendet es an alle anderen Ports weiter. Das bedeutet, er broadcastet. Dadurch sind nicht nur alle Ports belegt, sondern auch alle Stationen. Sie bekommen alle Datenpakete zugeschickt, auch wenn sie nicht die Empfänger sind. Für die Stationen bedeutet das auch, dass sie nur dann senden können, wenn der Hub gerade keine Datenpakete sendet. Sonst kommt es zu Kollisionen
Eine Bridge arbeitet auf der Sicherungsschicht (Schicht 2) des OSI-Schichtenmodells und ist protokollunabhängig. Sie überträgt alle auf dem Ethernet laufende Protokolle. Für die beteiligten Stationen arbeitet die Bridge absolut transparent. Durch eine Bridge kann ein überlastetes Netzwerk physikalisch in Segmente aufgeteilt und logisch wieder zusammengeführt werden. Dabei bleiben alle Störungen, Kollisionen, fehlerhafte Pakete und der Datenverkehr innerhalb des Segments und belasten das andere Segment nicht. Nur der Datenverkehr, der in das andere Segment muss, wird von der Bridge über die logische Verbindung durchgelassen. Eine Bridge legt sich eine Datenbank aller Stationsadressen (MAC-Adressen) an. Die Bridge lernt die Adressen einfach durch Mitlesen der Absenderadressen aller ankommenden Pakete. Anhand der Daten entscheidet die Bridge, ob die empfangenen Datenpakete in ein anderes Netzwerksegment weitergeleitet werden oder nicht. Mit der Zeit kann dann die Bridge immer besser entscheiden, in welches Segment die ankommenden Daten gehören. Eine Bridge arbeitet aber nur dann sinnvoll, wenn zwei Netzwerk-Segmente verbunden werden sollen, aber der meiste Datenverkehr innerhalb der beiden Segmente stattfindet. Anstatt einer Bridge verwendet man heute einen Switch. Dieser ist wesentlich billiger und erfüllt die selben Funktionen.
Ein Switch ist im ersten Ansatz eine Weiterentwicklung einer Bridge und arbeitet ebenfalls auf Schicht 2 des OSI-Modells . Der Unterschied zur Bridge entsteht dadurch, dass ein Switch sehr schnell zwischen den einzelnen Ports hin und her schalten (switchen) kann. Dies hat zur Folge, dass ein Switch mehrere Ports gleichzeitig bedienen kann. Folglich blockieren sich die einzelnen Port überhaupt nicht mehr, sodass im Idealfall jeder Port mit seiner maximalen Anschlussgeschwindigkeit arbeiten kann.
Sobald die Zieladresse bekannt ist wird das Paket weiter geschickt und es wird nicht auf mögliche Fehler untersucht.
Switch wartet ab bis er ganzes Paket erhalten hat, kontrolliert dieses und schickt es erst danach weiter. Falls ein Fehler gefunden wird, wird das Paket verworfen.
Ein Router ist ein Gerät, das getrennte Netzwerke koppeln oder große Netzwerke in Subnetze aufteilen kann. Die wesentliche Funktion ist die „Vermittlung“, oder anders gesagt, die Kenntnis der verschiedenen Netze und der Wege zu diesem Netz. Eine so genannte Routing-Tabelle enthält eine umfassende und aktuelle Wegbeschreibung durch das Netz. In ihr sind alle bekannten Routen eingetragen. Die Routing-Tabelle wird entweder manuell gefüllt, also statische Routen angelegt, oder dynamisch im Austausch mit anderen nahe gelegenen Routern gepflegt. Änderungen der Routen sind natürlich auch möglich. Router arbeiten auf der Schicht 3 des OSI-Modells. Das bedeutet, dass sie Netzwerke mit unterschiedlichen Topologien der darunter liegenden Schichten verbinden können. Allerdings müssen alle beteiligten Netzwerke die gleichen Protokolle auf Schicht 3 besitzen
Ein Gateway verbindet Netzwerke mit völlig unterschiedlichen Protokollen und Adressierungen. Ein Gateway kann inkompatible Netzwerke miteinander verbinden. Möglich wird dies dadurch, dass ein Gateway auf allen 7 Schichten tätig ist. Sprich es kann ankommende Pakete bis auf Schicht 7 entpacken, um sie dann für das andere Netz passend zu machen, diese werden wiederum bis auf Schicht 1 verpackt.