Switches und Hubs - Worin besteht der Unterschied?

Die beiden häufigsten Netzwerkgeräte, die verwendet werden, um Endpunkte miteinander zu verbinden, sind Hubs und Switches. Der Zweck der Installation dieser Geräte in einem Netzwerk ist es, die Verbindung zwischen den Endpunkten, Druckern, Servern und allen anderen Netzwerkressourcen herzustellen. Abgesehen von dieser gemeinsamen Nutzung von Hubs und Switches gibt es einen signifikanten Unterschied zwischen der Funktionsweise und der Implementierung dieser beiden Geräte. Dieser Artikel wird es Ihnen ermöglichen, die Unterschiede zwischen Hubs und Switches zu verstehen und ihre Funktionsweise kurz zu erklären.

Hubs

Ein Hub ist eine physikalische Schicht (Layer-1) Netzwerkgerät, das verwendet wird, um mehrere Ethernet-Geräte miteinander zu verbinden, um ein einziges Netzwerksegment zu bilden. Ein Netzwerksegment hat eine Broadcast-Domäne und eine Kollisionsdomäne. Eine Broadcast-Domäne ist ein Segment des Netzwerks, in dem die von einem beliebigen Endpunkt gesendeten Daten für alle anderen mit diesem Netzwerk verbundenen Endpunkte zugänglich sind. Ebenso ist eine Kollisionsdomäne ein Segment des Netzwerks, in dem die von einem beliebigen Endpunkt gesendeten Daten mit den von den anderen Endpunkten gesendeten Daten kollidieren können. Eine einzige Broadcast-Domäne und eine einzige Kollisionsdomäne machen Hubs anfällig für übermäßige Datenkollisionen und sehr wenig Sicherheit.
Es gibt eine Bandbreitenbeschränkung für Hubs, da die Bandbreite zwischen den Endpunkten geteilt wird, da die Anzahl der Geräte, die sich mit einem bestimmten Hub verbinden, zunimmt, die Bandbreite abnimmt und die Datenkollision zunimmt. Hubs sind nicht verwaltete und dumme Netzwerkgeräte, es gibt keine Software, die auf einem Hub installiert ist, der den Datenfluss verwaltet, Sie können den Hub direkt nach dem Auspacken verwenden, da er nicht konfiguriert werden muss. Aufgrund der Nicht-Managementfähigkeit werden Hubs typischerweise in Heimnetzwerken oder kleinen Büronetzwerken eingesetzt.

Schalter

Ein Switch ist eine Datenverbindungsschicht (Layer-2) Netzwerkgerät, das hauptsächlich für den gleichen Zweck wie ein Hub verwendet wird. Ein Switch kann mit Hilfe der VLAN-Technologie (Virtual Local Area Network) in mehrere Broadcast-Domänen aufgeteilt werden. Ein VLAN ist eine Gruppe von Switch-Ports, die von der Software des Switches als eine Broadcast-Domäne definiert werden. Im Falle eines VLANs sind die von einem beliebigen Endpunkt übertragenen Daten nur den Mitgliedern dieses VLANs zugänglich und nicht allen über diesen Switch verbundenen Endpunkten. Für die Kommunikation zwischen den verschiedenen VLANs ist ein Layer-3-Gerät (Switch oder Router) erforderlich.

Alle Ports eines Switches sind Teil einer bestimmten Kollisionsdomäne, so dass es bei einem 24-Port-Switch 24 verschiedene Kollisionsdomänen gibt. Kollisionen sind bei Switches deutlich geringer, da sie nur möglich sind, wenn ein Hub mit einem Switch-Port verbunden ist.
Switches sind als Managed Switches und als nicht verwaltete Switches erhältlich. Nicht verwaltete Switches erfordern keine Konfiguration und können als Plug-and-Play-Gerät verwendet werden. Die verwalteten Switches werden verwendet, um eine tiefere Kontrolle über die Leistungs- und Sicherheitsparameter des Switches zu erlangen. Große Unternehmen und Firmenbüros nutzen Managed Network Switches.

Layer-3-Switches sind ebenfalls verfügbar, diese Switches arbeiten auf der Netzwerkschicht des OSI-Modells und können Routing-Funktionen ausführen. Durch die Verwendung von Layer-3-Switches entfällt die Notwendigkeit, einen Router für das Inter-VLAN-Routing zu verwenden.
Tabelle 1 zeigt den grundlegenden Vergleich zwischen einem Switch und einem Hub:

Feature

Hub

Switch

Layer

Layer-1

Layer-2 and Layer-3

Manageability

Un-Managed

Managed

Data Transmission

Bits

Frames or Packets

Device Type

Passive (W/O Software)

Active

Transmission Mode

Half-Duplex

Full-Duplex

Broadcast Domains

1

1 or More

Collision Domains

1

Equal to No. of Ports

Table 1: Comparison of Hubs and Switches

 

Fazit

Angesichts der oben genannten Details kann man davon ausgehen, dass die Hubs in kleineren und weniger kritischen Netzwerken eingesetzt werden, in denen man Kompromisse bei der Geschwindigkeit, Effizienz und Sicherheit des Netzwerks eingehen kann. Der Hauptvorteil des Einsatzes von Hubs sind Kosteneinsparungen und einfache Installation. Auf der anderen Seite erfordern Switches für ihr Management qualifiziertes Personal, bieten aber Zuverlässigkeit, Effizienz, höhere Geschwindigkeiten und erhöhte Sicherheit der Netzwerkumgebung. Heute sind Hubs fast veraltet, nicht verwaltete Netzwerk-Switches haben die Hubs in kleinen Büros und Wohnungen ersetzt, während Managed Switches in fast allen Unternehmen, Behörden und Unternehmen eingesetzt werden.