In der heutigen vernetzten Welt sind Netzwerkgeräte unverzichtbar, um eine nahtlose Kommunikation und Datenübertragung zu gewährleisten. Zwei der häufigsten Geräte, die in lokalen Netzwerken eingesetzt werden, sind Hubs und Switches. Obwohl beide dazu dienen, Netzwerke zu verbinden und den Datenverkehr zu ermöglichen, unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise und ihren Eigenschaften erheblich. In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit dem Thema „Hub“ befassen, die Unterschiede zwischen einem Hub und einem Switch erläutern und die Vor- und Nachteile eines Hubs näher betrachten.

Was ist ein Hub?

Ein Hub ist ein zentrales Netzwerkgerät, das in früheren Tagen weit verbreitet war, aber in modernen Netzwerken weitgehend durch Switches ersetzt wurde. Der Hauptzweck eines Hubs besteht darin, mehrere Netzwerkgeräte in einem lokalen Netzwerk zu verbinden und Datenpakete zwischen ihnen zu übertragen. Ein Hub ist im Grunde genommen ein Multiport-Repeater, der die empfangenen Daten an alle seine angeschlossenen Ports weiterleitet.

Funktionsweise eines Hubs

Ein Hub arbeitet auf der physischen Schicht (Layer 1) des OSI-Referenzmodells und agiert als einfache Verbindung zwischen den angeschlossenen Geräten. Wenn ein Datenpaket von einem Gerät an den Hub gesendet wird, leitet der Hub dieses Paket an alle anderen angeschlossenen Ports weiter, unabhängig davon, welches Gerät das Ziel des Pakets ist. Dies wird als Broadcast-Mechanismus bezeichnet, und er führt dazu, dass alle angeschlossenen Geräte das Paket empfangen, auch wenn das eigentliche Ziel nur eines der angeschlossenen Geräte ist.

Unterschied zwischen einem Hub und einem Switch

Der Hauptunterschied zwischen einem Hub und einem Switch liegt in der Art und Weise, wie sie den Datenverkehr in einem Netzwerk verwalten.

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Bild von Andreas Lischka auf Pixabay

Datenverkehrsbewältigung:

  • Hub: Wie bereits erwähnt, sendet ein Hub die empfangenen Datenpakete an alle angeschlossenen Geräte weiter. Es erfolgt keine gezielte Weiterleitung basierend auf der Zieladresse des Pakets.
  • Switch: Im Gegensatz dazu arbeitet ein Switch auf der Datenverbindungsschicht (Layer 2) des OSI-Referenzmodells und kann Datenpakete anhand ihrer Ziel-MAC-Adressen gezielt an das entsprechende Zielgerät weiterleiten. Dies nennt man „Forwarding“ oder „Switching„, und es macht den Switch im Vergleich zum Hub effizienter und sicherer.

Kollisionsdomäne:

  • Hub: Da ein Hub alle angeschlossenen Geräte in einer einzigen Kollisionsdomäne vereint, kommt es zu Kollisionen, wenn zwei oder mehr Geräte gleichzeitig versuchen, Daten zu übertragen. Dies führt zu Leistungseinbußen und Paketverlusten.
  • Switch: Ein Switch hingegen erstellt für jedes angeschlossene Gerät eine separate Kollisionsdomäne. Dadurch werden Kollisionen minimiert, und die Netzwerkübertragung wird effizienter.

Bandbreitenverteilung

  • Hub: Da alle angeschlossenen Geräte die gesamte Bandbreite des Hubs teilen, kann die Netzwerkgeschwindigkeit beeinträchtigt werden, insbesondere wenn viele Geräte gleichzeitig Daten übertragen.
  • Switch: Ein Switch ermöglicht es den angeschlossenen Geräten, ihre eigene dedizierte Bandbreite zu nutzen, wodurch eine bessere Leistung und eine höhere Netzwerkauslastung erreicht werden.

Vorteile eines Hubs

  1. Einfachheit: Hubs sind einfach einzurichten und erfordern keine komplexen Konfigurationen.
  2. Kostengünstig: Hubs sind in der Regel preiswerter als Switches, was sie zu einer attraktiven Option für kleinere Netzwerke mit begrenztem Budget macht.
  3. Kompatibilität: Hubs unterstützen in der Regel verschiedene Arten von Netzwerkgeräten und sind daher mit einer Vielzahl von Geräten kompatibel.
  4. Keine Adressierung erforderlich: Da Hubs Datenpakete an alle angeschlossenen Geräte senden, müssen sie sich nicht mit der Verwaltung von MAC-Adressen befassen.

Nachteile eines Hubs

  1. Unnötiger Datenverkehr: Da Hubs Datenpakete an alle angeschlossenen Geräte weiterleiten, führt dies zu unnötigem Datenverkehr und erhöhter Netzwerkauslastung.
  2. Kollisionen: Die Kollisionsdomäne eines Hubs führt zu vermehrten Kollisionen, was die Netzwerkgeschwindigkeit und Effizienz beeinträchtigt.
  3. Sicherheitsrisiko: Aufgrund der Broadcast-Natur eines Hubs können Daten von unbefugten Geräten abgefangen werden, was ein Sicherheitsrisiko darstellt.

Welche Arten von Hubs gibt es?

In der heutigen Zeit sind Hubs nicht mehr so weit verbreitet wie früher, und die meisten Netzwerke setzen auf Switches oder Router, um den Datenverkehr zu verwalten. Dennoch gibt es verschiedene Arten von Hubs, die in spezifischen Anwendungsfällen oder Nischenbereichen eingesetzt werden. Hier sind einige der Arten von Hubs, die es noch gibt:


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  • Passive Hubs:
    Passive Hubs sind die einfachsten Formen von Hubs und haben keine aktiven elektronischen Komponenten. Sie fungieren lediglich als physische Verbindungspunkte für Netzwerkgeräte, bieten jedoch keine Signalverstärkung oder Datenverarbeitung. Da sie keine aktiven Komponenten haben, sind sie stromunabhängig und erfordern keine externe Stromversorgung.
  • Aktive Hubs:
    Aktive Hubs sind verbesserte Versionen von passiven Hubs. Im Gegensatz zu passiven Hubs verfügen sie über elektronische Komponenten, um das empfangene Signal zu verstärken und es an alle angeschlossenen Geräte weiterzuleiten. Sie bieten eine gewisse Verlängerung der Signalreichweite und ermöglichen den Anschluss einer größeren Anzahl von Geräten. Dennoch agieren sie immer noch auf der physischen Schicht (Layer 1) und bieten keine intelligente Datenverarbeitung.
  • USB-Hubs:
    USB-Hubs sind eine spezielle Art von Hub, die im Zusammenhang mit USB (Universal Serial Bus) verwendet werden. Sie ermöglichen den Anschluss mehrerer USB-Geräte an einen einzelnen USB-Anschluss eines Computers oder einer anderen USB-Host-Vorrichtung. USB-Hubs sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und können unterschiedliche Geschwindigkeiten und Anschlüsse (z. B. USB 2.0, USB 3.0, USB-C) unterstützen.
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Bild von Davie Bicker auf Pixabay
  • Ethernet-Hubs:
    Ethernet-Hubs wurden früher in Netzwerken eingesetzt, um mehrere Computer oder Netzwerkgeräte in einem lokalen Ethernet-Netzwerk zu verbinden. Wie bereits erwähnt, arbeiten Ethernet-Hubs auf der physischen Schicht und leiten eingehende Datenpakete an alle angeschlossenen Ports weiter, unabhängig davon, welches Gerät das Ziel ist.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Verwendung von Hubs in modernen Netzwerken aufgrund ihrer Einschränkungen in Bezug auf Kollisionen, ineffizienten Datenverkehr und Sicherheitsrisiken stark abgenommen hat. Stattdessen haben Switches die Netzwerktechnologie dominiert, da sie eine gezielte Datenweiterleitung ermöglichen, separate Kollisionsdomänen erstellen und eine bessere Leistung und Sicherheit bieten. Switches haben die Netzwerktechnologie revolutioniert und sind heutzutage das vorherrschende Gerät zur Verbindung von Netzwerkgeräten in lokalen Netzwerken.

Fazit

Insgesamt kann festgestellt werden, dass Hubs aufgrund ihrer einfachen Struktur und der niedrigeren Kosten immer noch in einigen speziellen Anwendungsfällen verwendet werden, aber sie sind weitgehend veraltet und wurden größtenteils durch Switches ersetzt. Switches bieten eine effizientere Datenverarbeitung, bessere Sicherheit und eine verbesserte Netzwerkperformance durch die Verwendung von separaten Kollisionsdomänen und gezielter Datenweiterleitung. Wenn es darum geht, ein Netzwerk aufzubauen, ist die Verwendung eines Switches in den meisten Fällen die bessere Wahl, um eine optimale Netzwerkfunktionalität und -leistung zu gewährleisten.

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