Hub, Repeater, Switch, Access Point & Router im Vergleich
Unterschiede erkennen
Du verstehst, welche Geräte wo eingesetzt werden
OSI-Modell nutzen
Du ordnest Komponenten den richtigen Layern zu
Funktionsweise verstehen
Du erfährst, warum es eine Netzwerk-Evolution gibt
Ein Netzwerk besteht nicht nur aus Kabeln und Steckern – die aktiven Komponenten sind die Geräte, die das Signal aktiv verarbeiten, verstärken oder intelligent weiterleiten. Im Gegensatz zu passiven Komponenten (wie einem einfachen Kabel oder einer Kabelmuffe) brauchen aktive Geräte Strom und können Entscheidungen treffen.
Warum ist das wichtig?
Jedes dieser Geräte hat seinen Platz in der Netzwerkgeschichte – und wer versteht, warum der Hub durch den Switch verdrängt wurde, versteht gleichzeitig, warum Verfahren wie CSMA/CD überhaupt nötig waren.
Ein Hub ist das simpelste aktive Netzwerkgerät: Er verbindet mehrere Computer sternförmig über Kabel. Sein „Gehirn" ist dabei absolut minimal – man könnte sagen: er ist strohdumm.
PC 1 sendet an PC 4 → der Hub schickt das Signal an alle anderen Ports. PC 2 und PC 3 empfangen Daten, die gar nicht für sie bestimmt sind.
Alle Geräte teilen sich dasselbe Medium. Senden zwei gleichzeitig, kollidieren die Signale und beide Pakete gehen verloren.
Jeder am Hub kann alle Datenpakete mitlesen – ein klassisches Sicherheitsproblem (Sniffen).
Verbindung zu CSMA/CD
Genau wegen des Hubs musste CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) erfunden werden! Da alle dasselbe Kabel teilen, muss jeder PC erst lauschen, ob das Kabel frei ist – und bei einer Kollision abbrechen und zufällig warten. Der Hub ist der Grund, warum dieses Verfahren existiert.
Ein elektrisches Signal in einem Kupferkabel wird mit zunehmender Entfernung immer schwächer – dieses Phänomen nennt man Dämpfung (engl. Attenuation). Der Repeater ist das Gegenmittel: Er empfängt das schwache Signal, rekonstruiert es vollständig und sendet es mit voller Stärke weiter.
Achtung – er versteht nichts!
Ein Repeater sieht nur einen Strom von Nullen und Einsen. Er filtert absolut nichts. Wenn auf einer Seite eine Datenkollision oder ein Fehler passiert, leitet er auch das fehlerhafte „Müll-Signal" gnadenlos weiter. An CSMA/CD ändert er nichts – er verlängert nur die Reichweite des Kabels.
Moderner Nachfolger
In der Praxis übernehmen heute Switches (Layer 2) auch die Aufgabe der Reichweitenverlängerung – aber mit dem entscheidenden Unterschied, dass sie dabei gleichzeitig den Datenverkehr intelligent filtern.
Ein Switch ist der intelligente Nachfolger des Hubs. Er verbindet Geräte im LAN – aber statt blind an alle zu senden, schaut er auf den Briefumschlag und liefert das Paket direkt beim richtigen Empfänger ab.
PC 1 → PC 2: Nur der grüne Port leuchtet auf.
MAC-Adresstabelle des Switches:
| Port | MAC-Adresse | Gerät |
|---|---|---|
| 1 | AA:BB:11 | PC 1 |
| 2 | CC:DD:22 | PC 2 |
| 3 | EE:FF:33 | PC 3 |
| 4 | GH:IJ:44 | PC 4 |
Der Switch hat sich durch Beobachten gemerkt, welches Gerät an welchem Port steckt.
Ziel bekannt → gezielt weiterleiten
PC 1 schickt an PC 2, der Switch kennt Port 2 → Signal geht nur an Port 2. PC 3 und PC 4 bekommen nichts.
Ziel unbekannt → Flood (wie ein Hub)
Unbekannte Ziel-MAC → Signal geht kurzzeitig an alle Ports. Sobald der Empfänger antwortet, lernt der Switch dessen MAC und speichert sie ab.
Ende der Kollisionen: CSMA/CD nicht mehr nötig
Da nach dem Lernvorgang jedes Gerätepaar eine exklusive Verbindung (Full-Duplex) hat, können Sender und Empfänger gleichzeitig senden und empfangen. Auf modernen Switch-Ports gibt es schlichtweg keine Kollisionen mehr – CSMA/CD ist überflüssig geworden.
Ein Wireless Access Point (WAP) ist die Brücke zwischen der kabelgebundenen (LAN) und der drahtlosen (WLAN) Welt. Smartphones und Laptops verbinden sich per Funk, der Access Point speist diese Daten in das feste Kabelnetzwerk ein.
Kabelseite (LAN)
✓ Full-Duplex (Kabel)
Funkseite (WLAN) – geteiltes Medium!
⚠ Half-Duplex – alle teilen dieselbe Funkfrequenz
Das Problem: Half-Duplex im WLAN
Im Kabelnetz hat jedes Gerät seine exklusive Leitung. Im WLAN teilen sich alle Geräte denselben Funkkanal. Da der Access Point nicht gleichzeitig senden und empfangen kann (Half-Duplex), würde ohne Regelwerk ein totales Datenchaos entstehen.
Verbindung zu CSMA/CA
Funk-Kollisionen in der Luft kann man nicht zuverlässig erkennen (wie CSMA/CD), also muss man sie vermeiden: CSMA/CA (Collision Avoidance). Bevor ein Gerät senden darf, muss es lauschen, eine Zufallszeit warten und auf eine Sendebestätigung des Access Points warten.
Während Hub und Switch nur innerhalb eines lokalen Netzwerks arbeiten, ist der Router der Chef, der verschiedene Netzwerke miteinander verbindet – zum Beispiel dein Heimnetzwerk mit dem Internet. Er arbeitet auf Layer 3 und kümmert sich um IP-Adressen.
Heimnetzwerk
192.168.1.0/24
Internet
verschiedene IPs
Der Router trifft seine Entscheidungen anhand einer Routing-Tabelle: einer Liste von Ziel-Netzwerken und dem Ausgang, den das Paket nehmen soll.
| Zielnetzwerk | Gateway / Interface | Bedeutung |
|---|---|---|
| 192.168.1.0/24 | eth0 (lokal) | Heimnetz → direkt erreichbar |
| 0.0.0.0/0 | 84.115.x.x | Alles andere → ins Internet |
Entscheidet anhand der Ziel-IP, welchen Weg ein Paket durchs Internet nehmen soll.
Lokale Broadcasts (z. B. ARP) werden vom Router nicht ins Internet weitergeleitet – sonst würde das Internet kollabieren.
Jeder PC trägt die IP-Adresse des Routers als Standard-Gateway ein – er ist buchstäblich das Tor nach draußen.
| Gerät | OSI-Layer | Adressierung | Weiterleitung | Kollisionen | Verfahren |
|---|---|---|---|---|---|
| Hub | L1 | keine | an alle Ports | ja, ständig | CSMA/CD |
| Repeater | L1 | keine | weiter (verstärkt) | verstärkt auch Fehler | CSMA/CD |
| Switch | L2 | MAC-Adresse | gezielt an Ziel-Port | keine (Full-Duplex) | nicht nötig |
| Access Point | L1+2 | MAC-Adresse | gezielt (LAN-Seite) | Funk: möglich | CSMA/CA |
| Router | L3 | IP-Adresse | via Routing-Tabelle | keine | — |
Merksatz
L1: Hub — schreit, Repeater — verstärkt | L2: Switch — lernt, AP — funkt | L3: Router — verbindet Netze
Mit jedem höheren Layer wird die Weiterleitung intelligenter – vom blinden Broadcast bis zur gezielten IP-Routenentscheidung.