In einer Local Area Network (LAN) fungiert ein Netzwerk-Hub als zentraler Hub, der die Kommunikation zwischen mehreren Geräten ermöglicht und diese zu einem einzigen Gerät verbindet Netzwerksegment.
Was ist ein Netzwerk-Hub?
Ein Netzwerk-Hub ist ein einfaches Netzwerkgerät, das mehrere verbindet Ethernet Geräte, sodass sie als ein einziges Netzwerksegment fungieren. Hubs arbeiten auf der physikalischen Schicht (Schicht 1) des OSI-Modells und übertragen Datenpakete an alle angeschlossenen Geräte, unabhängig vom vorgesehenen Empfänger. Sie empfangen Datenpakete (Bits) von einem Gerät übertragen und an alle anderen angeschlossenen Geräte senden, ohne dass Datenpakete gefiltert oder weitergeleitet werden.
Hubs verwalten keinen über sie eingehenden Datenverkehr. Sie replizieren einfach die empfangenen Daten über alle verbundenen Ports. Dies kann in ausgelasteten Netzwerken zu Kollisionen und Netzwerkineffizienz führen, da jeweils nur ein Gerät kommunizieren kann. Daher gelten Hubs im Allgemeinen als weniger ausgereift und effizient im Vergleich zu Switches, die Daten basierend auf ihren Adressen intelligent an bestimmte Geräte im Netzwerk weiterleiten können.
Netzwerk-Hubs gelten in vielen Netzwerkumgebungen im Allgemeinen als veraltete Technologie, da sie ineffizient arbeiten, insbesondere wenn die Netzwerkgröße und der Datenverkehr zunehmen. Die Verwendung von Hubs wurde weitgehend durch fortschrittlichere Netzwerkgeräte wie ersetzt Switches und Router in den meisten Netzwerkumgebungen.
Funktionen des Netzwerk-Hubs
Hier sind einige Hauptmerkmale von Netzwerk-Hubs:
- Einfachheit. Hubs sind einfache Geräte ohne Softwarekonfiguration.
- Rundfunkverkehr. Sie senden eingehende Pakete an alle Häfen.
- Einzelne Kollisionsdomäne. Alle Ports an einem Hub nutzen dieselbe Kollisionsdomäne.
- Einzelne Broadcast-Domäne. Ebenso teilen sich alle Ports dieselbe Broadcast-Domäne.
Wie funktioniert ein Netzwerk-Hub?
Beim Empfang eines Datenpakets von einem angeschlossenen Gerät sendet der Hub dieses Paket an jedes angeschlossene Gerät, unabhängig vom beabsichtigten Empfänger. Dieser Prozess ist von Natur aus einfach und spiegelt die grundlegende Natur des Hubs wider. Das Empfängergerät akzeptiert das Paket, während alle anderen es aufgrund seiner Zieladresse ignorieren.
Da alle Daten an alle Geräte gesendet werden und jeweils nur ein Gerät Daten senden kann, können Netzwerk-Hubs große Kollisionsdomänen erstellen. Eine Kollision entsteht, wenn zwei Geräte gleichzeitig Daten senden und sich die Signale gegenseitig stören. Der Hub ist nicht in der Lage, diese Kollisionen zu verwalten oder zu vermeiden.
Hubs verarbeiten oder filtern keine Daten nach MAC-Adressen or IP-Adressen, im Gegensatz zu Switches und Routern. Sie sind nicht in der Lage, die Quelle oder das Ziel der Daten zu bestimmen, was bedeutet, dass sie den Datenverkehr nicht effizient leiten können und zur Überlastung des Netzwerks beitragen können.
Netzwerk-Hub-Typen
Netzwerk-Hubs werden in drei Typen eingeteilt:
- Passiver Hub. Ein passiver Hub ist der einfachste und kostengünstigste Hubtyp. Es funktioniert wie ein elektrisches Verlängerungskabel und sendet alle empfangenen Datenpakete an alle seine Ports. Passive Hubs regenerieren oder verstärken das Signal nicht, daher kann sich die Qualität des Signals verschlechtern, wenn es den Hub durchläuft. Darüber hinaus können passive Hubs keine Datenpakete filtern, sodass alle mit dem Hub verbundenen Geräte den gesamten Datenverkehr sehen, auch wenn dieser nicht an sie gerichtet ist.
- Aktiver Hub. Ein aktiver Hub ist intelligenter als ein passiver Hub. Es kann das Signal regenerieren und verstärken und so die Signalqualität über größere Entfernungen verbessern. Aktive Hubs können auch Kollisionen erkennen, die auftreten, wenn zwei Geräte gleichzeitig versuchen, Daten im Netzwerk zu übertragen. Wenn ein aktiver Hub eine Kollision erkennt, kann er die betroffenen Datenpakete erneut senden.
- Intelligenter Hub. Ein intelligenter Hub ist der fortschrittlichste Hub-Typ. Er kann alle Funktionen eines aktiven Hubs übernehmen und zusätzlich Datenpakete filtern. Diese Filterfähigkeit führt zu einer Verbesserung intelligenter Hubs Netzwerk-Sicherheit indem Datenpakete nur an die Geräte gesendet werden, die an sie adressiert sind. Intelligente Hubs können das auch ein Netzwerk segmentieren in kleinere Teile zerlegen, was zur Verbesserung der Netzwerkleistung beitragen kann.
Vor- und Nachteile eines Netzwerk-Hubs
Obwohl Netzwerk-Hubs in vielen Netzwerkszenarien weitgehend durch fortschrittlichere Technologie ersetzt wurden, bieten sie immer noch einzigartige Vorteile. Diesen Vorteilen stehen jedoch auch erhebliche Nachteile gegenüber, die vor allem auf das einfache Design und die einfache Funktionsweise des Hubs zurückzuführen sind.
Vorteile
Das sind die Vorteile der Verwendung eines Netzwerk-Hubs:
- Kosteneffektivität. Hubs sind im Allgemeinen günstiger als Switches und Router.
- Erleichterte Installation. Da keine Konfiguration erforderlich ist, lassen sich Hubs unkompliziert einrichten.
- Ideal für kleine Netzwerke. Hubs können für grundlegende Konnektivitätsanforderungen kleiner, einfacher Netzwerke ausreichen.
Nachteile
Hier sind die Nachteile von Netzwerk-Hubs:
- Mangelnde Effizienz. Die Übertragung an alle Geräte führt zu Netzwerkineffizienzen.
- Sicherheitsbedenken. Da alle Daten übertragen werden, können vertrauliche Informationen allen Geräten im Netzwerk zugänglich gemacht werden.
- Kollisionen. Die gemeinsame Kollisionsdomäne kann zu Datenpaketkollisionen führen und die Netzwerkleistung beeinträchtigen.
