Klarstellung zu Layer 1 Switches und bevorstehender Artikel zu OSI-Schichten
Hallo zusammen,
ich habe mir die Frage von Roland zum Anlass genommen eine neuen Artikel über die OSI Schichten zu beginnen und darin auch speziell auf die Layer 1 und Layer 2 einzugehen – dauert aber noch etwas.
Daher hier eine kurze Antwort auf die Frage von Roland.
Layer 1 Switches: Der Exot in der Netzwerktechnik
Mit einen „Layer 1 Switch“ hast Du dir leider einen absoluten Exoten rausgesucht. Eigentlich dürfte es sowas wie einen Layer 1 Switch gar nicht geben. Ein Switch zeichnet sich nämlich dadurch aus, das er mindestens auf Layer 2 arbeitet. Zitat Wikipedia (Nur zum Beleg meiner Aussagen):
Der Begriff Switch bezieht sich allgemein auf eine Multiport-Bridge – ein aktives Netzwerkgerät, das Frames anhand von Informationen aus dem Data Link Layer (Layer 2) des OSI-Modells weiterleitet.
Weite von Wikipedia:
Das dem Switch vergleichbare Gerät auf Netzwerkschicht 1 (Layer 1) wird als (Repeater-)Hub bezeichnet.
Layer 1 Switche auf dem Markt
Jetzt gibt es aber trotzdem Layer 1 Switche auf dem Markt. Dies sind Switche, die für spezielle Anwendungen gebraucht werden und wegen den Anforderungen nicht auf Layer 2 arbeiten können.
Zum einen sind dies Switche für Automatisierte Tests in Laboren, wo kein Eingriff auf Layer 2 in den Datenstrom erfolgen darf. Hier gibt es sogar Switche, die mechanisch Posts verschalten. Dabei wird dann natürlich, sofern dies ohne Wandlung zu optischer Übertragung kommt, das komplette Signal durchgereicht – mit allen Störungen. Das ist aber ein absoluter Ausnahmefall und spielt für uns keinerlei Rolle, sodass ich dies nicht weiter verfolgen werde.
Auch in Rechenzentren, wo höchste Geschwindigkeit gefragt ist, gibt es Layer 1 Switche, da eine Layer 2 Behandlung Zeit kostet. Diese regenerieren allerdings schon das Signal, sodass hier bei ein komplett neu generierte Signal herauskommt.
Volltransparenter Datenverkehr bei Layer 1 Geräten
Die Aussage „volltransparent“ bezieht sich bei Layer 1 Geräten auf ein volltransparentes Durchreichen der Daten und nicht des analogen Signals.
Also bei einem Layer 1 Netzwerkgerät werden einfach die Bits (Nullen und Einsen) genau so wie sie ankommen weitergegeben. Allerdings wird das Signal neu aufgebaut (ansonsten bräuchten die Geräte ja keine Clock ;-)).
Layer 1 FMCs
Layer 1 Geräte kommen höchsten noch bei FMC Medien Converter in unserem Anwendungsumfeld vor. Ich gehe nicht davon aus, das noch jemand einen Hub bei sich zu hause hat. Auch bei Layer 1 FMCs erfolgt eine Regenerierung bzw. ein Neuaufbau des Signals. Alle Layer 1 Medienkonverter Chips (PHY) die mir bekannt sind, erzeugen ein neues Signal (ansonsten wäre wie gesagt die Clock ja nicht notwendig). Eine Vorstellung, das hier nur eine Verstärkung und dann ein direkter Anschluss an die Laser Diode erfolgt mag dem Audio Techniker gefallen, ist aber sehr naiv.
D.H. die Bits die reinkommen gehen genauso wieder raus, jedoch mit einem neuen analogen Signal. Keinerlei Fehlerkorrektur oder Intelligenz, die sich merkt, wohin die Bits (beim Switch also auf welche Port) gesendet werden sollen (bei einem Repeater oder MC ohne weiteren Port ja auch nicht nötig). D.H. wenn z.B. ein Fehler in der Bitfolge auf dem Weg zum Gerät passiert (Eine Eins nicht mehr gelesen werden kann und als Null interpretiert wird), dann wird dieser einfach weitergegeben.
Erst mit Layer 2 werden die Daten in Frames analysiert und eine Fehlerkorrektur kann erfolgen.
Sonstige Störungsweiterleitung
Natürlich können jetzt ankommende Störungen das abgehende Signal stören, jedoch erfolgt dies nicht „volltransparent“ und ist auch unerheblich ob denn Layer 2 im Spiel ist oder nicht.
Abschließend hoffe ich, mit diesen Informationen einige Missverständnisse auszuräumen. Ein detaillierterer Artikel zu diesem Thema befindet sich in Arbeit.
Beste Grüsse,
Eric