Verstärkt ein Switch das ausgehende Signal wie ein LAN Repeater?
Die Grenze für ein LAN Kabel sind ja bekanntlich 100m Länge. Wenn ich jetzt 150m erreichen will und ich baue einen Switch bei ca. 90m ein, verstärkt der Switch dann das ausgehende Signal so, daß die verbleibenden 60m problemlos übertragen werden oder muss ich auch noch einen LAN Repeater einbauen.
Bitte nicht raten, annehmen oder meinen, ich hätte es gerne konkret beantwortet von jemandem der es genau weiß.
Herzlichen Dank für Ihren wertvollen Rat !!
6 Antworten
Ja, das tut er.
Der Switch empfängt den Frame vollständig, speichert ihn zwischen, schlägt die Ziel-MAC in eine Tabelle nach, um herauszufinden, an welchen Port er den Frame weiterleiten muss (falls ihm nicht bekannt ist, an welchem Port der Empfänger zu finden ist, wird der Frame an alle Ports, außer dem "Herkunftsport", weitergeleitet) und schickt ihn dort weiter.
Dabei gibt es zwei mögliche Verfahren:
- Store and forward: Der Frame wird vollständig empfangen, gespeichert, geprüft (Prüfsumme) und anschließend an den Zielport weitergeleitet. Dabei werden nur "intakte" Frames weitergeleitet, bei denen die Prüfsumme stimmt. "Beschädigte" Frames belasten das Netzwerk nicht. Nachteil ist, dass der Frame am Quellport vollständig empfangen worden sein muss, bevor begonnen werden kann, ihn am Zielport auszugeben. Dadurch entsteht immer mindestens eine "Framelänge" an Latenz.
- Cut-through: Der Frame wird nur soweit empfangen, bis die Zieladresse bekannt ist. Dann wird bereits begonnen, den Frame am Zielport auszugeben. Dadurch wird die Latenz kürzer, weil der Frame noch nicht vollständig am Quellport eingegangen sein muss, bevor begonnen wird, ihn am Zielport auszugeben. Weil die Prüfsumme zu diesem Zeitpunkt noch nicht berechnet werden kann, werden dabei auch "beschädigte" Frames weitergeleitet.
Die meisten "unmanaged" (nicht konfigurierbaren) Switches arbeiten nach dem "store and forward"-Verfahren. Bei "managed" (konfigurierbaren) Switches kann auf Wunsch ggf. auch "cut-through" konfiguriert werden.
Dadurch, dass der Frame durch ein Netzwerkinterface (PHY) am Switch vollständig empfangen und durch ein anderes wieder versandt wird, wird das Signal selbstverständlich "verstärkt" / korrigiert.
Ja, der Switch muss das Signal decodieren, zwischenspeichern, auswerten (wo soll es hin) und dann auf dem entsprechenden Port komplett neu senden.
Ein HUB oder Repeater ist nur ein Verstärker, der Repeater ist dabei sozusagen nur ein 2-port HUB. Der HUB sendet alles was rein kommt auf allen Ports wieder raus. Es findet eine Verstärkung statt aber es wird keine Rücksicht auf Fehler wie Bitfehler oder Kollisionen genommen. Ist viel Verkehr von unterschiedlichen Quellen unterwegs kommt es unweigerlich zu vielen Kollisionen wo sich Signale mischen und komplett unbrauchbar werden.
Bei einem Switch werden die Pakete decodiert und zwischen gespeichert. Dabei werden Bitfehler erkannt. Auch werden die gespeicherten Pakete nacheinander gesendet um Kollisionen zu verhindern.
Das ist der Grund warum man nur noch Switche verwendet und keine Hubs mehr, ab einer gewissen Größe eines Netzwerkes würde ein HUB den Datendurchsatz auf dem Netzwerk durch ständige Kollisionen um über die Hälfte verringern.
Bei einem Switch wird wie gesagt zwischen gespeichert und so kommt es normal nicht zu Kollisionen. Nur wenn der Switch "gestufft" wird, also mit der Datenmenge nicht mehr klar kommt, dann schaltet er in eine Art Notbetrieb und wird zum HUB. Das merkt man dann daran, dass das ganze Netzwerk plötzlich von jetzt auf gleich furchtbar langsam wird. Erkennen kann man das ganz leicht daran, dass jetzt alle Netzwerklampen dauerhaft flackern, auch bei Geräten die gerade nicht in Betrieb sind (z.B. Drucker). Das passiert gerade bei sehr alten Switches die keinen großen Puffer haben. Gelegentliches Aufblitzen auf allen Ports ist normal, das sind Broadcasts, also Pakete die "an alle" gesendet werden. So können sich u.A. Geräte gegenseitig finden und ihre MAC und IP im Netzwerk bekannt machen.
Also ja, der Switch erneuert die Signale, nach jedem Switch kann man wieder die volle Kabellänge verwenden. Aber aufpassen, die tatsächliche Länge die ein Kabel schafft hängt vom Kabel, der Qualität wie die Drähte aufgelegt wurden und an welchen Störquellen es vorbei gelegt wurde ab. Dazu kommen Brummschleifen durch Potenzialunterschiede zwischen Gebäuden und Gebäudeteilen. Deswegen legt man heutzutage bevorzugt Glasfasern zwischen Etagen und Gebäuden. Zwar haben Ethernetgeräte einen Trafo integriert der Fremdspannungen praktisch eliminiert, der 50Hz Netzbrumm kann aber die Länge wo eine Leitung noch funktioniert stark verringern. Normal kann man davon ausgehen, dass 80m immer geschafft werden (außer die Leitungen sind verpfuscht oder es gibt extreme Störquellen), über 100m kann - muss aber nicht immer - funktionieren.
Richtig, die Hubs sind aber schon recht lange bevor Gigabit Standard wurde "ausgestorben".
Die letzten Hubs die man zum Kauf angeboten bekam hatten zu R45 zusätzlich Thinwire Anschlüsse (BNC, ein dünnes Koaxkabel) damit man alte Kabel die in der Erde oder anderen unzugänglichen Stellen lagen weiter verwenden zu können und nicht durch Twisted Pair austauschen musste.
Heutze nimmt man dafür höchstens einen Umsetzer, nicht zu verwechseln mit den Dingern RJ45 auf 75 Ohm "Thickwire" die für Umrüsten von analogen Überwachungskameras auf IP Kameras ohne Kabeltausch da sind.
P.S.:
einen sehr alten Switch kann man leicht "stuffen" in dem man zwei Ports direkt miteinander verbindet. Das geht auch ohne dass da was anderes angeschlossen ist und sendet, manchmal wird ein Paket erzeugt wenn man einsteckt. Ein paar mal stecken und der Switch fängt dann plötzlich an wild zu blinken. Moderne Switche erzeugen keine "Schrottpakete" beim stöpseln und wenn die merken, dass da zwei Ports ineinander gesteckt wurden, werden die sofort abgeschaltet.
Das war damals ein oft vorkommendes Problem. Der User stöpselt irgendwas ab - und was macht man mit dem herunterhängenden LAN Kabel an einer Doppeldose? Richtig, man steckt das herunterhängende Ende in das Nachbarloch der Dose - und das hängt ja fast immer am selben Switch!
Die letzten Hubs die man zum Kauf angeboten bekam hatten zu R45 zusätzlich Thinwire Anschlüsse (BNC, ein dünnes Koaxkabel) damit man alte Kabel die in der Erde oder anderen unzugänglichen Stellen lagen weiter verwenden zu können und nicht durch Twisted Pair austauschen musste.
Sorry, aber das stimmt so nicht.
Ich erinnere mich noch an einen Internetanschluss mit 768 kbit/s DSL-Modem (kein Router!!). Das Modem hatten wir an einem "Dual Speed Hub" (10 / 100 Mbit/s) angeschlossen. Das sind quasi zwei Hubs (Ethernet und Fast Ethernet), die sämtliche Ports bedienen und zwischen ihnen ist eine "Ethernet to Fast Ethernet Bridge". Das heißt, alle 10 Mbit/s Ports verhalten sich untereinander wie ein Bus, alle 100 Mbit/s Ports verhalten sich untereinander wie ein Bus, aber zwischen 10 Mbit/s und 100 Mbit/s gibt es eine Bridge. (Sonst müssten die 100 Mbit/s Ports ja auf 10 Mbit/s "drosseln", weil dort ja auch alles durch muss.)
Dieses Gerät hatte definitiv keinen BNC-Anschluss mehr. Das Modem konnte nur 10 Mbit/s, die Rechner konnten 100 Mbit/s. Zuvor hatten wir einen reinen "Fast Ethernet"-Hub (100 Mbit/s), mit dem sich das Modem allerdings nicht verbinden konnte, weil es, wie gesagt, kein "Fast Ethernet" unterstützte. Aber dieser wäre (da bin ich mir ziemlich sicher) ein reiner Hub gewesen und er hatte ebenfalls keinen BNC-Anschluss mehr, sondern ausschließlich "RJ45" (bzw. 8P8C).
Es gab also definitiv Hubs, die ausschließlich mit "Twisted Pair"-Verkabelung umgehen konnte, und somit gab es auch definitiv noch Hubs, als "Thinwire" (10Base2) längst abgelöst war.
Das hast Du falsch verstanden.
Für 100MBit gab es Hubs mit und ohne BNC, ganz klar. Auch als Gigabit "erfunden" wurde gab es die noch. Aber bevor Gigabit Standard wurde, hatte man schon "lange" (was bei Computerentwicklungen nur Monate bis wenige Jahre sind) keine Hubs mehr verwendet und hergestellt.
Die letzte Bastion der Hubs waren dann die Dinger mit denen man dann uralt-lasten zusammengeflickt hat, also auf Geiz oder weil man alles hätte aufreißen müssen die alten Koaxkabel (BNC) weiter zu verwenden. Alles andere wurde natürlich mit Switches gemacht.
Ser Switch hat den Hub natürlich nicht abrupt abgelöst, Switche waren sehr lange zeit viel teurer als Hubs. Meinen ersten Switch habe ich für DM 250,- gekauft, einen HUB bekam man damals ab etwas über DM 100,-
Erst als sich der Preis stark angeglichen hatte machte auch bei Privatleuten oder "Small Office" der Hub keinen Sinn mehr - außer eben um irgendwelche Altlasten miteinander zu verbinden. Von der Fertigung her waren Switche und Hubs gleich aufwändig und teuer. Teurer beim Switch waren die aufwändigeren Chips. Als die dann sehr billig wurden machte es preislich kaum einen Unterschied ob man nur einen Hub oder einen Switch gebaut hatte. Und (fast) zum gleichen Preis hat keiner mehr einen Hub haben wollen.
Ein Switch verstärkt das ausgehende Signal nicht wie ein LAN Repeater. Stattdessen arbeitet ein Switch auf Schicht 2 des OSI-Modells und leitet Datenpakete anhand der Ziel-MAC-Adresse weiter. Ein LAN-Repeater hingegen arbeitet auf Schicht 1 und verstärkt einfach das eingehende Signal und sendet es auf einem anderen Port aus. Ein Switch bietet jedoch eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit und eine bessere Leistung als ein LAN-Repeater, da er eine schnellere Übertragung und eine bessere Übertragungsqualität ermöglicht.
Es stimmt zwar, dass ein Switch anders arbeitet, als ein Repeater / Hub. Da der Switch das Signal empfängt und wieder versendet, ist die Länge des Netzwerksegments natürlich ab dem Switch zu berechnen. Das heißt, das Signal ist ab dort wieder "sauber". Ein Switch kann sogar Fehler erkennen / korrigieren, die ein Repeater / Hub nicht erkennen kann.
Ein Hub ist übrigens ein Multi-Port-Repeater. Hubs funktionieren nur bei Ethernet (10 Mbit/s) oder Fast Ethernet (100 Mbit/s). Gigabit Ethernet muss immer "geswitcht" werden.
Könntest du nicht wenigstens kennzeichnen dass du dir Antwort von ChatGPT kopiert hast?
Um an die Schicht 2 zu kommen, muss das Signal durch die Schicht 1 gehen. Schichten können nicht übersprungen werden!
Während ein Repeater nur Schicht 1 macht, macht der Switch Schicht 1 UND 2!
Wie ich schon bei Deiner ursprünglichen Frage geschrieben habe:
Ich würde mir nicht zu viele Gedanken machen warum Deine bisherigen Lösungen nicht bzw. nur eingeschränkt funktionieren - wenn Du Ethernet nahe an oder oberhalb der Grenzen der Spezifikationen betreibst, ist es kein Wunder dass es sich merkwürdig verhält.
Für Lösungen siehe meine überarbeitete Antwort zu Deiner Frage.
Nach meiner ansicht ja.
Grund dafür ist. Das dieser auf Layer2 arbeitet. Der wertet das datenpaket aus. Und schickt es dann an den richtigen Port weiter.
Ansonsten könntest du an einem switch. Nur eine Maxmimale Kabellänge Länge von 50 metern anschliessen. Weil die entfernung von einem zum anderen gerät am switch ja ansonsten mehr als 100 meter betragen würde.
Zitat von Wikipedia:
Im Unterschied zu Hubs können nahezu beliebig viele Switches miteinander verbunden werden. Die Obergrenze hat hier nichts mit einer maximalen Kabellänge zu tun,
https://de.wikipedia.org/wiki/Switch_(Netzwerktechnik)#Mehrere_Switches_in_einem_Netzwerk
Was ist die empfohlene Ethernet-Kabellänge für ein bestimmtes Kupfernetzwerk oder wie lang darf ein Netzwerkkabel sein? Im Allgemeinen können Ethernet-Kabel mit modularen RJ-45-Steckern eine maximale Länge von bis zu 100 Metern haben, bevor die Signale über einen Ethernet-Switch regeneriert werden müssen.
https://community.fs.com/de/blog/ethernet-cable-length-case-study.html
Eine weitere quelle dazu.
Nicht nur das. Bei Gigabit-Ethernet sind keine Hubs mehr möglich, weil alle vier Adernpaare sowohl in Sende-, als auch in Empfangsrichtung betrieben werden. Es herrscht sozusagen "Dauerkollision".
(Das ist bei Gigabit Ethernet aber kein Fehlerzustand, sondern so vorgesehen.)