Wenn mehrere Computer, Drucker oder andere Geräte per Netzwerkkabel miteinander verbunden werden sollen, stößt du schnell auf die Frage: Netzwerk-Hub oder Switch? Äußerlich sehen sich beide Geräte recht ähnlich. Mehrere Netzwerkanschlüsse, ein Stromanschluss und ein paar LEDs lassen zunächst kaum erkennen, wie unterschiedlich sie arbeiten.
Technisch liegen zwischen Hub und Switch allerdings große Unterschiede. Ein Hub verteilt eingehende Daten grundsätzlich an alle angeschlossenen Geräte. Ein Switch entscheidet dagegen gezielt, an welchen Anschluss ein Datenpaket weitergeleitet werden muss.
Für ein modernes Heimnetzwerk ist diese Unterscheidung ziemlich eindeutig. Trotzdem lohnt es sich zu verstehen, warum der Hub früher verbreitet war und weshalb der Switch ihn praktisch vollständig ersetzt hat.
Netzwerk-Hub oder Switch: der grundlegende Unterschied
Ein Netzwerk-Hub kannst du dir vereinfacht wie einen Mehrfachverteiler vorstellen. Er empfängt elektrische Signale über einen Netzwerkanschluss und gibt sie an alle anderen Anschlüsse weiter. Der Hub prüft dabei nicht, für welches Gerät die übertragenen Daten bestimmt sind.
Ein Switch arbeitet gezielter. Er merkt sich, welche Geräte über seine einzelnen Anschlüsse erreichbar sind, und leitet normale Datenübertragungen möglichst nur dorthin weiter, wo sie tatsächlich benötigt werden.
Dafür verwendet ein klassischer Ethernet-Switch die sogenannten MAC-Adressen. Jedes Netzwerkinterface besitzt eine solche Adresse. Der Switch lernt anhand des Netzwerkverkehrs, welche MAC-Adresse an welchem Port erreichbar ist.
Dadurch muss ein Datenpaket von Computer A zu Computer B nicht gleichzeitig an Computer C und D geschickt werden. Das reduziert unnötigen Netzwerkverkehr und ermöglicht eine deutlich effizientere Kommunikation.
Der Unterschied liegt damit weniger in der Anzahl der Anschlüsse als in der Art, wie die Geräte mit den übertragenen Daten umgehen.
Wie arbeitet ein Netzwerk-Hub?
Ein Hub arbeitet auf der untersten Ebene eines Ethernet-Netzwerks. Er wertet die übertragenen Daten nicht inhaltlich aus und kennt weder MAC-Adressen noch IP-Adressen.
Kommt an einem Anschluss ein Signal an, wird dieses Signal an die übrigen Ports weitergegeben. Alle angeschlossenen Geräte erhalten die Übertragung und müssen selbst erkennen, ob die Daten für sie bestimmt sind.
Das war bei kleinen Ethernet-Netzen früher eine einfache Möglichkeit, mehrere Rechner miteinander zu verbinden. Mit zunehmendem Netzwerkverkehr zeigte dieses Verfahren jedoch deutliche Nachteile.
Alle Geräte an einem Hub teilen sich denselben Übertragungsbereich. Versuchen zwei Geräte gleichzeitig zu senden, können sich ihre Signale gegenseitig stören. Dabei spricht man von einer Kollision.
Klassisches Ethernet mit Hubs musste deshalb Mechanismen verwenden, mit denen Geräte solche Kollisionen erkennen und ihre Übertragung später erneut versuchen konnten. Je mehr Geräte gleichzeitig aktiv waren, desto stärker konnte das die nutzbare Leistung beeinträchtigen.
Die technischen Grundlagen von Ethernet, einschließlich Halbduplexbetrieb und Kollisionserkennung, sind im IEEE-802.3-Standard festgelegt.
Ein weiterer Punkt betrifft den Duplexbetrieb. Hub-basierte Ethernet-Verbindungen arbeiten mit Halbduplex. Ein Gerät kann also nicht gleichzeitig über dieselbe Verbindung senden und empfangen.
Für heutige Heimnetzwerke ist dieses Verfahren technisch überholt.
Wie arbeitet ein Netzwerk-Switch?
Ein Switch verbindet ebenfalls mehrere Ethernet-Geräte miteinander, behandelt die Daten aber wesentlich gezielter. Normale Ethernet-Switches arbeiten hauptsächlich mit den MAC-Adressen der angeschlossenen Geräte.
Empfängt der Switch einen Ethernet-Frame, schaut er sich die Zieladresse an. Kennt er den dazugehörigen Port bereits, schickt er den Frame gezielt über diesen Anschluss weiter.
Die Zuordnung lernt der Switch automatisch. Er beobachtet die Absenderadressen eingehender Daten und merkt sich, über welchen Port die jeweilige Adresse erreichbar ist. Diese Informationen speichert er vorübergehend in einer internen MAC-Adresstabelle.
Kennt der Switch die Zieladresse noch nicht, kann er den betreffenden Frame zunächst über mehrere Ports weiterleiten. Auch bestimmte Übertragungen wie Broadcasts gehen grundsätzlich an mehrere Geräte innerhalb desselben Netzbereichs.
Im normalen Betrieb kennt ein Switch die angeschlossenen Geräte jedoch schnell und kann viele Datenübertragungen gezielt zustellen.
Jeder Switch-Port bildet dabei eine eigene Kollisionsdomäne. Bei heutigen Ethernet-Verbindungen zwischen Switch und Endgerät wird üblicherweise Vollduplex verwendet. Senden und Empfangen können dadurch gleichzeitig stattfinden, ohne dass die für alte Hub-Netze typischen Kollisionen auftreten.
Hub und Switch im direkten Vergleich
Die wichtigsten Unterschiede lassen sich gut gegenüberstellen:
| Eigenschaft | Netzwerk-Hub | Netzwerk-Switch |
|---|---|---|
| Arbeitsweise | Verteilt eingehende Signale an die anderen Ports | Leitet Daten anhand von MAC-Adressen gezielt weiter |
| Verarbeitung von MAC-Adressen | Nein | Ja |
| Kollisionsdomäne | Gemeinsam für alle Geräte | Eigene Kollisionsdomäne pro Port |
| Duplexbetrieb | Halbduplex | In modernen Netzen üblicherweise Vollduplex |
| Netzwerkverkehr | Daten erreichen unnötig weitere Geräte | Normale Daten werden möglichst gezielt zugestellt |
| Leistung bei mehreren Geräten | Kann durch Kollisionen deutlich sinken | Für parallelen Datenverkehr wesentlich besser geeignet |
| Typischer Einsatz heute | Alte Netzwerke und spezielle Testzwecke | Heimnetzwerke, Büros und praktisch alle modernen Ethernet-Netze |
Ein Hub ist damit technisch wesentlich einfacher aufgebaut. Genau diese Einfachheit verursacht aber die meisten Nachteile.
Beim Switch entsteht dagegen für jedes angeschlossene Gerät eine eigene Verbindung zum jeweiligen Switch-Port. Mehrere Teilnehmer können dadurch wesentlich besser gleichzeitig kommunizieren.
Warum der Switch im Heimnetz fast immer die bessere Wahl ist
Für ein normales Heimnetz gibt es heute kaum einen sinnvollen Grund, einen Hub einzusetzen. Selbst einfache Switches bieten bereits die Arbeitsweise, die du für aktuelle Ethernet-Netzwerke brauchst.
Das merkst du besonders, wenn mehrere Geräte gleichzeitig Daten übertragen. Vielleicht kopiert ein PC gerade Dateien auf ein NAS, während ein Fernseher einen Film aus dem Netzwerk abspielt und ein anderer Rechner Daten aus dem Internet lädt. Ein Switch kann solche Verbindungen getrennt voneinander behandeln.
Bei einem Hub müssten sich sämtliche Teilnehmer dieselbe gemeinsame Kollisionsdomäne teilen. Das passt nicht mehr zu den Anforderungen aktueller Netzwerke.
Auch bei der Übertragungsgeschwindigkeit ist der Switch die sinnvollere Grundlage. Übliche Heimnetz-Switches unterstützen Gigabit-Ethernet oder höhere Geschwindigkeiten. Entscheidend ist allerdings, dass auch Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und die übrigen beteiligten Geräte die gewünschte Geschwindigkeit unterstützen.
Ein schneller Switch allein macht eine langsame Internetverbindung übrigens nicht schneller. Er verbessert die Verbindung innerhalb deines lokalen Netzwerks und kann Engpässe vermeiden, die durch alte Netzwerkhardware entstehen.
Für typische Privatanwender würde ich deshalb grundsätzlich einen Switch verwenden.
Wann kann ein Netzwerk-Hub heute noch sinnvoll sein?
Hubs sind aus normalen Heimnetzwerken weitgehend verschwunden. Selbst auf dem Gebrauchtmarkt sind sie eher ältere Technik als eine empfehlenswerte Möglichkeit zur Netzwerkerweiterung.
Es gibt allerdings spezielle Einsatzgebiete, in denen ein Hub bewusst verwendet werden kann. Ein Beispiel sind bestimmte Tests oder Analysen von Netzwerkverkehr. Weil ein Hub eingehende Signale an seine anderen Ports weitergibt, kann ein angeschlossenes Analysegerät den Verkehr leichter mitlesen.
Für solche Aufgaben gibt es bei professionellen Switches allerdings geeignetere Verfahren, etwa Port-Mirroring. Dabei kopiert ein konfigurierbarer Switch ausgewählten Netzwerkverkehr gezielt auf einen bestimmten Anschluss.
Für das normale Heimnetz bringt dir ein Hub daher keinen praktischen Vorteil. Wenn du ein altes Gerät in einer Schublade findest, ist der Kauf eines einfachen Switches normalerweise die bessere Entscheidung.
Welcher Switch passt zu einem normalen Heimnetz?
Für die meisten Privathaushalte reicht ein sogenannter unmanaged Switch aus. Ein solches Gerät benötigt normalerweise keine Konfiguration. Du verbindest den Switch mit deinem Router oder einem vorhandenen Netzwerkanschluss und steckst anschließend die weiteren Geräte ein.
Welche Rolle der Switch zusammen mit Router, WLAN und anderen Komponenten spielt, zeige ich ausführlicher beim Aufbau eines Heimnetzwerks.
Bei der Auswahl solltest du vor allem auf die Zahl der benötigten Anschlüsse achten. Ein Switch mit fünf Ports reicht beispielsweise für kleinere Erweiterungen. Wenn mehrere Computer, Netzwerkdrucker, Access Points oder andere Geräte angeschlossen werden sollen, kann ein Modell mit mehr Ports sinnvoller sein.
Berücksichtige dabei, dass ein Port normalerweise für die Verbindung zum vorhandenen Netzwerk benötigt wird. Möchtest du vier zusätzliche Geräte anschließen, sind fünf vorhandene Anschlüsse deshalb schnell belegt.
Auch die unterstützte Ethernet-Geschwindigkeit spielt eine Rolle. Für viele Heimnetzwerke ist Gigabit-Ethernet weiterhin eine sinnvolle Basis. Bei schnellen NAS-Systemen, leistungsfähigen PCs oder umfangreichen Datenübertragungen können höhere Geschwindigkeiten interessant werden.
Managed Switches bieten zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten. Dazu gehören je nach Gerät beispielsweise VLANs, Port-Einstellungen oder Funktionen zur Überwachung des Netzwerkverkehrs. Wer einfach nur zusätzliche Netzwerkanschlüsse benötigt, braucht diese Funktionen meist nicht.
Ein Switch ersetzt keinen Router
Hub und Switch dienen hauptsächlich dazu, Geräte innerhalb eines Ethernet-Netzwerks miteinander zu verbinden. Ein Router erfüllt eine andere Aufgabe.
Dein Router verbindet verschiedene Netzwerke miteinander, beispielsweise dein Heimnetz mit dem Internet. Typische Heimrouter übernehmen häufig weitere Aufgaben wie die Vergabe lokaler IP-Adressen oder die Bereitstellung eines WLANs.
Ein Switch erweitert dagegen vor allem die Zahl der verfügbaren Ethernet-Anschlüsse. Hast du am Router beispielsweise keine freien LAN-Ports mehr, kannst du einen zusätzlichen Switch anschließen und darüber weitere Geräte verbinden.
Beide Geräte arbeiten deshalb im Heimnetz normalerweise zusammen. Der Switch ersetzt den Router nicht.
Kannst du einen alten Hub einfach durch einen Switch ersetzen?
In einem einfachen Heimnetz ist der Austausch meist unkompliziert. Du entfernst die Netzwerkkabel vom alten Hub und verbindest sie stattdessen mit dem Switch.
Bei einem unmanaged Switch ist normalerweise keine weitere Einrichtung nötig. Die Geräte behalten ihre bisherigen Netzwerkeinstellungen, weil der Switch selbst keine neuen IP-Adressen vergeben muss.
Nach dem Austausch können die Verbindungen häufig sogar schneller werden, wenn der alte Hub zuvor ein Engpass war. Wie groß der Unterschied tatsächlich ausfällt, hängt von den angeschlossenen Geräten, deren Netzwerkschnittstellen und der vorhandenen Verkabelung ab.
Bei sehr alten Netzwerkgeräten lohnt sich ein Blick auf deren unterstützte Ethernet-Standards. Moderne Switches kommen zwar mit vielen älteren Geräten zurecht, bei ungewöhnlich alter Hardware können jedoch Besonderheiten auftreten.
In einem typischen Heimnetz mit halbwegs aktuellen Geräten ist der Wechsel vom Hub zum Switch jedoch eine einfache Möglichkeit, alte Netzwerktechnik zu ersetzen.
Fazit: Beim Netzwerk-Hub oder Switch gewinnt der Switch deutlich
Bei der Entscheidung Netzwerk-Hub oder Switch ist die Antwort für heutige Heimnetzwerke eindeutig. Ein Hub verteilt die übertragenen Signale an alle angeschlossenen Geräte und zwingt sie in eine gemeinsame Kollisionsdomäne.
Ein Switch verarbeitet Ethernet-Daten gezielter und leitet normale Übertragungen anhand von MAC-Adressen an den passenden Anschluss weiter. Dadurch eignet er sich wesentlich besser für aktuelle Netzwerke mit mehreren gleichzeitig aktiven Geräten.
Für ein gewöhnliches Heimnetz würde ich immer zu einem unmanaged Switch greifen, wenn zusätzliche LAN-Anschlüsse benötigt werden. Ein Hub ist heute hauptsächlich noch als historische Netzwerktechnik oder für wenige Spezialfälle interessant.
Setzt du in deinem Heimnetz noch einen älteren Hub ein oder läuft bereits alles über Switches – und an welcher Stelle möchtest du dein Netzwerk erweitern?
