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13.01.1995

Stackable Hubs sorgen fuer mehr Flexibilitaet Hubs und Router verschmelzen zur High-end-Switching-Fabrik

13.01.1995

Hubs gehoeren seit geraumer Zeit zu den Schluesselkomponenten moderner Netze. Die konsequente Weiterentwicklung, die Moeglichkeit, unterschiedliche Kabeltypen zu nutzen (Unterstuetzung von Ethernet, Token Ring und FDDI), haben diesen Trend nicht nur bestaetigt, sondern auch

entscheidend beschleunigt, wie Wittloff Maebert* in seinem Beitrag erlaeutert.

Die Flut an Informationen hat den Bandbreitenbedarf sprunghaft ansteigen und die Zahl der Stationen pro LAN rasch sinken lassen. Hubs unterstuetzen diesen Trend durch Segmentierung und Integrationsfaehigkeit von Bridges und Routern. Hieraus resultiert die teilweise Abloesung herkoemmlicher LAN-Strukturen mit ihrem Shared-Media-Charakter durch dedizierte Pro-Port-Kapazitaet mittels Switching-Technik.

Die Faszination der Hubs geht also von ihrer Modularitaet, Flexibilitaet und beliebigen Erweiterbarkeit aus. Frei nach dem "Lego-Prinzip" lassen sich die LAN-Funktionalitaet oder der Verkabelungstyp, die Konzentrator- oder Switching-Technologie bis hin zur ATM-Migration durch einfachen Modulaustausch aendern oder erweitern, jedenfalls solange es die Backplane-Kapazitaet erlaubt.

Die grundsaetzlichen Anforderungen an einen modernen Hub sind heute die Unterstuetzung aller wesentlichen Uebertragungsmedien, modulares Chassis, Modultechnik, Unterstuetzung von Ethernet, Token Ring, FDDI und zukuenftig ATM, Unterstuetzung des Netz-Managements durch SNMP sowie die Bereitstellung von Bridging und Routing sowie Internetworking-Modulen.

Ferner koennen heutige Hub-Systeme ueber eine Vielzahl zusaetzlicher Funktionen verfuegen. Diese reichen vom separaten Bus fuer zum Beispiel das Netz-Management ueber Ausfallsicherheit durch redundant auslegbare Komponenten, Unterstuetzung der verschiedensten Netzprotokolle und -architekturen, Fehlertoleranz, Netz-Management bis hin zu internen standardisierten Datenbanken etc. Trotz dieser modularen Eigenschaften bilden die internen Busse das Herzstueck des Hubs. Die Auswahl eines Hubs sollte primaer auf der Art der durch die Busse gebildeten Backplane, den Modultypen und der Funktionalitaet der Management-Station beruhen. Neben der reinen Anzahl von Slots bestimmt vor allem die Bus- Architektur dessen Leistungsfaehigkeit. Die heutigen Hubs arbeiten praktisch alle mit proprietaeren Bussen.

Diese sind keine Busse in der Art eines herkoemmlichen System- Busses wie zum Beispiel EISA, VME etc., wo die Kapazitaetszuordnung durch ein Interrupt-Verfahren mit gegebenenfalls unterschiedlichen Interrupt-Levels durchgefuehrt wird. Es sind vielmehr Busse, deren Kapazitaetszuordnung (Arbitration) durch die Zugriffsmethode bestimmt wird, die auf dem Bus laeuft, also Token, CSMA/CD oder FDDI. Der proprietaere Bus eines Hubs transportiert die Signale von einem Modul zum anderen eher in der Art eines klassischen Mediumkabels zwischen den Modulen als in der Art eines herkoemmlichen Busses. Es gibt vier grundsaetzliche Konstruktionen fuer den Backplane. Hierzu zaehlen der segmentierte proprietaere Bus, vielfach proprietaere Busse, "gemultiplexte" proprietaere Busse sowie Systembusse.

Busse bilden das Herzstueck des Hubs

Der segmentierte proprietaere Bus ist in Bereiche fuer die Unterstuetzung von zum Beispiel Ethernet, Token Ring oder FDDI unterteilt. Ein Modul, das auf den segmentierten proprietaeren Bus gesteckt wird, merkt, ob ein Segment frei ist oder nicht. In ersterem Fall kann das Modul mit einem anderen passenden Modul in Verbindung treten. Ist das Segment jedoch blockiert, versucht das Modul, auf ein anderes auszuweichen oder dem bereits durch die Verbindung anderer Module bestehenden Netz beizutreten. Auf diese Weise koennen Einschuebe fuer unterschiedliche Netztypen den gleichen Bus benutzen.

Vielfach proprietaere Busse unterstuetzen jeweils einen Netztyp, so dass nur zu diesem Netzwerk passende Module eingesteckt werden koennen und untereinander kommunizieren. Beim gemultiplexten proprietaeren Bus wird ein physischer Bus in mehrere virtuelle Busse aufgeteilt, die dann jeweils zu einem Netztyp gehoeren. Die Module muessen sich an dieser Virtualisierung orientieren. Der Systembus schliesslich funktioniert nach dem bewaehrten Schema. Ein Modul hat die Kontrolle ueber den Bus, adressiert ein anderes und schickt diesem Daten beliebigen Typs zu. Unter diesen Umstaenden kann dann auch die Kontrolle auf ein anderes Modul uebergehen.

Die Flexibilitaet eines Hubs wird durch die Guete der Erweiterungsmoeglichkeiten der Backplane und der internen Busse bestimmt. Allerdings nuetzt die ganze Leistungsfaehigkeit nichts, wenn das Gehaeuse zu klein gewaehlt wurde.

Die Wirtschaftlichkeit der auf Hubs basierenden Netzwerke wurde durch die Einfuehrung der stapelbaren Hubs massgeblich unterstuetzt. Sie bieten bereits heute aehnliche Funktionalitaeten wie modulare Chassis-Hubs, jedoch mit einem erheblich besseren Preis-pro-Port- Verhaeltnis.

In den kommenden Jahren werden die Hub-Hersteller ihre Schaltstellen so erweitern, dass auch vollbewegte Bilder und Multimedia-Anwendungen ueber das Netz laufen koennen. Diese Entwicklung beruht auf der zunehmenden Dezentralisierung und der unternehmerischen Notwendigkeit, erfolgskritische Informationen schnell und effizient zur Verfuegung zu haben. Dadurch ruecken die Anbindungen und Infrastrukturen von Aussen- und Geschaeftsstellen immer mehr in den Vordergrund.

Fuer kleine Lokationen bieten sich Router mit integrierten Hub- Ports an. Bei groesserem "Port-Bedarf" kommen die bereits erwaehnten stapelbaren Hubs zum Einsatz und werden einfach um einen Router- Einschub ergaenzt. Speziell fuer mittlere Lokationen wird die Zusammenfassung von Hub, Router und Server auf eine einzige Plattform geschaffen.

Die integrierenden sogenannten "Super-Hubs" sind nunmehr auf dem Sprung, konventionelle Router als zentrale Komponente in einer Collapsed-Backbone-Struktur abzuloesen. Innerhalb eines Collapsed Backbones benutzte man in der Vergangenheit unternehmensweite Hubs zum Anschluss abteilungsweiter LANs an einen zentralen High-speed- Router. Spaetestens jetzt wird deutlich, warum Hubs eine Schluesselstellung bei Netzwerken einnehmen.

Mit Aufkommen der multimedialen Dienste und den damit verbundenen Services werden neue Anforderungen an die LAN- und WAN-Bereiche gestellt. Das Breitband-ISDN (B-ISDN) wird diesen gerecht werden. Dazu bedarf es allerdings modernster Uebertragungstechniken.

Unter vielen Moeglichkeiten, die man in diesem Zusammenhang in der Vergangenheit diskutiert hat, kristallisiert sich besonders die ATM-Technologie als geeignetes Medium fuer den Fernverkehrsbereich und somit als Grundlage fuer B-ISDN heraus. Diese neue Kommunikationstechnologie wird vernetzte Rechnersysteme unterstuetzen, die neben herkoemmlichen Datenstroemen auch die Moeglichkeit von Sprach- und Videouebertragung bieten, da die Software zur Kommunikationssteuerung, Steuerung und Verarbeitung der Videofenster, fuer das gemeinsame Betrachten beziehungsweise Bearbeiten von Dokumenten, fuer Videokonferenzen und interaktiven Zugriff auf Multimedia-Quellen ein Breitband-Kommunikationsnetz fuer die zuegige Unterstuetzung bei der Arbeit benoetigt.

Die Zukunft gehoert den Hub-Switching-Fabrics

Nach Aussagen der Marktforscher der Gartner Group und von IDC ist die Entwicklung ziemlich klar: 1990 bis 1992 waren die Jahre des Distributed Backbone auf Basis der herkoemmlichen Netztechniken wie Ethernet, Token Ring und FDDI. 1992 bis 1994 ist die Zeit der Collapsed Backbones, die durch einen zentralen Router an die einzelnen Netzsegmente ueber Hubs angeschlossen sind. 1994 bis 1997 soll das Gros der Unternehmensnetze immer noch als Collapsed Backbone aufgebaut sein, allerdings bestehen diese dann aus Routern und Hub-Switches sowie aus integrierten High-end-Produkten dieser beiden Komponenten, den sogenannten "Hub-Switching- Fabrics".

Die ATM-Kopplungssysteme verwenden diese Switching-Fabrics anstelle interner Bus-Systeme. Die Switching-Fabrics sind synchrone Schaltwerke, die mehrere Verbindungen parallel abhandeln koennen, ohne die benachbarten Verbindungen zu behindern. Ein Control-Prozessor steuert und ueberwacht ihr Verhalten bezueglich Operation, Administration und Management (QAM-Funktionen) und sorgt fuer die Herstellung oder Aufloesung von Verbindungen.

Damit sind auch die technischen Voraussetzungen fuer die einfache Migration zu ATM gegeben, die meist eine aehnliche Topologie bis zum Desktop aufweist. Das bedeutet: endgueltig weg von der Shared- Media- hin zur Switched-Media- beziehungsweise Dedicated-Media- Architektur. Derzeit verrichtet ATM seinen Dienst noch als WAN- oder Campus-Netz mit entsprechenden Interfaces zu Hubs und Routern der Shared-Media-Architekturen auf Basis von Ethernet, Token Ring, FDDI und Fast Ethernet. Branchenkenner gehen jedoch davon aus, dass ATM in den naechsten Jahren doch noch bis zum Desktop vordringen wird.

Im naechsten Schritt, der mit den Switched-Media-Architekturen eingelaeutet wird, soll ATM den Platz der Hubs und Router einnehmen. Es wird dann kein Verbindungsglied, sondern die zentrale Komponente sein. Endziel der ATM-Verfechter ist die universelle Architektur "VIVID" bis hin zum Desktop. VIVID steht fuer die Integration von Video, Voice, Image und Daten.

In der heutigen dynamischen Markt- und Technologieentwicklung stehen die Anwender vor keiner leichten Aufgabe, wenn sie den richtigen Hub fuer ihr individuelles Netzwerk auswaehlen. Grosse Systemhaeuser bieten deshalb neben umfangreichem technischem und strategischem Know-how auch Service- und Support-Leistungen an.

* Wittloff Maebert ist Marketing-Manager LAN bei Pan Dacom in Frankfurt.