Netzwerkgeräte: Modem, Repeater, Hub, Bridge und Switch erklärt

Netzwerkgeräte: Modem, Repeater, Hub, Bridge und Switch

Modem: Wandelt Analog-Digital-Daten von einem PC in analoge Signale (Telefon-Signal) um und umgekehrt. Beim Empfänger werden die Signale wieder in ein digitales Format konvertiert. Es gibt zwei Modemtypen:

• Intern: Steckplatz in einen Erweiterungssteckplatz, ist jetzt in Motherboards integriert.
• Extern: Benötigt eine unabhängige Stromversorgung und wird an einen seriellen Port angeschlossen.

Bestandteile eines Modems: Schaltkreise zum Empfangen digitaler Daten, Datenausgangskreis und eine analoge Modem-Steuereinheit.

Repeater

Repeater: Ein Netzwerk-Element, das das elektrische Signal regeneriert, um das ursprüngliche Niveau wiederherzustellen (Kompensation von Dämpfung). Es arbeitet auf der physikalischen Ebene (Bit-Kopie). Repeater verhindern eine Verschlechterung des Signals bei langen Kabelstrecken.

Funktionen des Repeaters

• Erweitern der Länge von Netzwerkkabeln.
• Konvertieren des Signals von einem kabelgebundenen System in ein anderes (z.B. Koaxial zu Twisted Pair).
• Ermöglicht die physische Verbindung zu anderen Netzwerken durch Transceiver, die die Art des Signals ändern.

Vorteile

• Einfache Bedienung: Kopiert einfach Bits von einem Netzwerksegment zu einem anderen.
• Erfordert keine spezielle Konfiguration (arbeitet auf der physischen Ebene).
• Wiederholt die Zeichen des Hochgeschwindigkeitsnetzes.

Nachteile

• Isoliert den Datenverkehr nicht von Problemen (z.B. Kollisionen).

Hub

Hub: Ein Gerät mit mehreren Ports, das in einer Stern-Topologie verwendet wird. Das Signal, das an einem Port ankommt, wird an alle anderen Ports gesendet. Auch als Multiport-Repeater bezeichnet. Es gibt zwei Arten:

• Passiv: Konzentriert Kabel, regeneriert aber nicht das Signal.
• Aktiv: Konzentriert Kabel und regeneriert das Signal.

Nachteile des Hubs

• Wenn der Hub ausfällt, fällt das gesamte Netz aus.
• Der Ausfall einer Station hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Netzes.
• Analysiert keine Informationen und verhindert keine Situationen wie überlange SMS (Flooding des Netzes).
• Verbraucht Ressourcen.

Bridge

Bridge: Ein Netzwerk-Element mit der Fähigkeit zur Kontrolle. Akzeptiert und überträgt Frames basierend auf deren Inhalt. Arbeitet auf Schicht 2 (Data Link Layer) des OSI-Modells (Frames). Kontrolliert fehlerhafte Frames.

Funktionen der Bridge

• Sendet keine fehlerhaften Frames.
• Aufteilen eines LAN in zwei oder mehrere Segmente (Verbesserung der Arbeitsweise).
• Verbinden von zwei LANs mit unterschiedlichen Protokollen oder Übertragungswegen.

Funktionsweise: Die Bridge lernt die MAC-Adressen der angeschlossenen Geräte. Zu Beginn ist der Speicher der Bridge leer.

Switch

Switch: Arbeitet auf Schicht 2 (Data Link Layer) des OSI-Modells (ähnlich einer Bridge). Verwendet keine IP-Adresse, sondern MAC-Adressen. Verbindet Netzwerksegmente statt Netzwerke.

Funktionsweise des Switch

Der Switch nimmt die MAC-Adresse eines Frames und sendet die Informationen nur über den Port, an dem das Zielgerät angeschlossen ist. Die MAC-Adressen werden entweder manuell vom Benutzer eingetragen oder automatisch vom Switch gelernt.