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Auswirkungen Ethernet Kollisionen geswitchtes Netz
Hallo,
welche Auswirkungen können Ethernet Kollisionen die an einem Switchport entstehen auf das Netzwerk haben? Kann dadurch das ganze Netz lahm gelegt werden bzw. die Performance spürbar beeinträchtigt werden? Wenn ja, warum?
VG
welche Auswirkungen können Ethernet Kollisionen die an einem Switchport entstehen auf das Netzwerk haben? Kann dadurch das ganze Netz lahm gelegt werden bzw. die Performance spürbar beeinträchtigt werden? Wenn ja, warum?
VG
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Content-ID: 356752
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Ausgedruckt am: 02.02.2025 um 13:02 Uhr
18 Kommentare
Neuester Kommentar
Wenn Kollisionen am Switchport auftreten dann hast du etwas grundlegendes falsch gemacht oder nen grösseres Problem. Aber gesetz dem Fall du hast das hinbekommen - ja, weil die Pakete dann neu geschickt werden müssen...
Wenn das aber deine Hausaufgabenfrage ist -> keine Sorge, diese Antwort wird dir jeder Lehrer um die Ohren hauen! Du wirst aber bei der Abgabe schon rausfinden warum.
Wenn das aber deine Hausaufgabenfrage ist -> keine Sorge, diese Antwort wird dir jeder Lehrer um die Ohren hauen! Du wirst aber bei der Abgabe schon rausfinden warum.
Hallo,
ein "geswitchtes" Ethernet-Netzwerk hat eine sternförmige Topologie, bei der an jedem Switch-Port nur ein Endgerät angeschlossen ist. Für Senden und Empfangen gibt es jeweils einen eigenen Übertragungskanal.
Wie und Wo sollen da Kollisionen entstehen??
Bei den alten, ungeswitchten Ethernet-Netzen (HUB oder ThinEthernet), die Kollisionsbehaftet waren, gab es die "Faustregel", dass die Bandbreite maximal zu 30% ausgelasten werden durfte, da es sonst ua. durch Kollisionen und den daraus entstehenden Paketverzögerungen zu Verbindungsabbrüchen kommen konnte. Deshalb setzte man damals für zeitkritische Anwendungen auf TokenRing.
Jürgen
ein "geswitchtes" Ethernet-Netzwerk hat eine sternförmige Topologie, bei der an jedem Switch-Port nur ein Endgerät angeschlossen ist. Für Senden und Empfangen gibt es jeweils einen eigenen Übertragungskanal.
Wie und Wo sollen da Kollisionen entstehen??
Bei den alten, ungeswitchten Ethernet-Netzen (HUB oder ThinEthernet), die Kollisionsbehaftet waren, gab es die "Faustregel", dass die Bandbreite maximal zu 30% ausgelasten werden durfte, da es sonst ua. durch Kollisionen und den daraus entstehenden Paketverzögerungen zu Verbindungsabbrüchen kommen konnte. Deshalb setzte man damals für zeitkritische Anwendungen auf TokenRing.
Jürgen
Naja - kollisionen können z.B. durch falsche Kabel auftreten:
http://xcnet.de/projekte/xnetcreate.de_v2/pics/kunden/5338_11_22732.jpg
Hier kollidiert mit Sicherheit so einiges auf Layer1... also noch deutlich bevor überhaupt nen Protokoll ins Spiel kommt. Vorteil daran: Der Switch kümmert sich danach auch nich mehr weiter um irgendwelche Re-Transmissions oder sonstwas. Der geht einfach friedlich schlafen....
Edit: Falls der Feuer fängt gibt es aber für den nächsten Port auch hilfe:
https://lh6.googleusercontent.com/-QkYNnuYZs8Y/Uf0y_mV-1uI/AAAAAAAAb7E/0 ...
http://xcnet.de/projekte/xnetcreate.de_v2/pics/kunden/5338_11_22732.jpg
Hier kollidiert mit Sicherheit so einiges auf Layer1... also noch deutlich bevor überhaupt nen Protokoll ins Spiel kommt. Vorteil daran: Der Switch kümmert sich danach auch nich mehr weiter um irgendwelche Re-Transmissions oder sonstwas. Der geht einfach friedlich schlafen....
Edit: Falls der Feuer fängt gibt es aber für den nächsten Port auch hilfe:
https://lh6.googleusercontent.com/-QkYNnuYZs8Y/Uf0y_mV-1uI/AAAAAAAAb7E/0 ...
Durch dumme Admins, die switch und Endgerät falsch konfigurieren. HD/FD sach ich nur. Ach wie schön, daß Freitach is.
@Lochkartenstanzer @maretz
Was haben meine Fragen mit Hausaufgaben zu tun?
Mal für euch zum mitschreiben: Die Fragen kommen nicht von irgendeinem Lehrer sondern sind ausschließlich meine eignen. Wenn ihr auf meine Fragen nicht konstruktiv antworten wollt dann lass es einfach bleiben aber auf eure Vorurteile kann ich verzichten. Bzw. wenn es hier nicht erwünscht ist solche Fragen zu stellen dann einfach Bescheid geben dann werde ich mich an ein anderes Forum wenden. Hatte eigentlich ein anderes Bild von diesem Forum hier.
Btw: Redet ihr so auch mit euren Kunden?
Was haben meine Fragen mit Hausaufgaben zu tun?
Mal für euch zum mitschreiben: Die Fragen kommen nicht von irgendeinem Lehrer sondern sind ausschließlich meine eignen. Wenn ihr auf meine Fragen nicht konstruktiv antworten wollt dann lass es einfach bleiben aber auf eure Vorurteile kann ich verzichten. Bzw. wenn es hier nicht erwünscht ist solche Fragen zu stellen dann einfach Bescheid geben dann werde ich mich an ein anderes Forum wenden. Hatte eigentlich ein anderes Bild von diesem Forum hier.
Btw: Redet ihr so auch mit euren Kunden?
Hallo,
Deine Frage ist doch beantwortet:
Ja, Kollisionen in einem Ethernet-Netzwerk können das Netz "lahmlegen". Etwa ab 30% Auslastung der Bandbreite.
In einer geswitchten Umgebung treten aber prinzipbedingt keine Kollisionen auf. Es sei denn, man hat etwas ganz gehörig falsch gemacht.
Jürgen
PS. Die Frage vermittelt den Eindruck, dass der Fragesteller keine Ahnung von der Funktionsweise der OSI-Schicht 1 und 2 Protokolle hat. Ein Admin sollte das aber! Dies führt zu der Vermutung, dass der Fragesteller sich in der Ausbildung befindet. Das sind eben typische "Wissensüberprüfungsfragen".
Deine Frage ist doch beantwortet:
Ja, Kollisionen in einem Ethernet-Netzwerk können das Netz "lahmlegen". Etwa ab 30% Auslastung der Bandbreite.
In einer geswitchten Umgebung treten aber prinzipbedingt keine Kollisionen auf. Es sei denn, man hat etwas ganz gehörig falsch gemacht.
Jürgen
PS. Die Frage vermittelt den Eindruck, dass der Fragesteller keine Ahnung von der Funktionsweise der OSI-Schicht 1 und 2 Protokolle hat. Ein Admin sollte das aber! Dies führt zu der Vermutung, dass der Fragesteller sich in der Ausbildung befindet. Das sind eben typische "Wissensüberprüfungsfragen".
Heute scheint ja große Hausaufgaben Fragestunde zu sein. Unsere üblichen Freitags Threads 
Ethernet Frame without valid MAC
Zur Frage:
Bei dem Switch kommt es entscheidend auf dessen ASIC Architektur an ! Also ob das ein sog. Store and Forward Switch ist, also einer der zwischenpuffert.
Oder ob es ein sog. Cut Through Switch ist, der eingehende L2 Frames gleich wieder raustaktet.
Erste Kategorie sind meist billige Access- und Consumer Switches.
Zweite Kategorie sind in der Regel latenzarme, moderne Server und Core Switches oft mit Fabric Funktionen wie SPB oder TRILL.
Store and Forward Switches geben Collisions auf dem Port NICHT weiter, da bleibt das Lahmlegen also rein auf den Port beschränkt. Der Switch selber kann (sollte es verstärkt an multiplen Ports passieren) dadurch aber Performance Probleme bekommen und dann wieder indirekt das Netz beeinflussen.
Aufgrund ihrer Architektur leiten Cut Through Switches Port Collisions weiter und da muss man dann nach dem bösen Collision Buhmann suchen.
Die Antwort lautet also: "Es kommt darauf an..." !
Zur Frage:
Bei dem Switch kommt es entscheidend auf dessen ASIC Architektur an ! Also ob das ein sog. Store and Forward Switch ist, also einer der zwischenpuffert.
Oder ob es ein sog. Cut Through Switch ist, der eingehende L2 Frames gleich wieder raustaktet.
Erste Kategorie sind meist billige Access- und Consumer Switches.
Zweite Kategorie sind in der Regel latenzarme, moderne Server und Core Switches oft mit Fabric Funktionen wie SPB oder TRILL.
Store and Forward Switches geben Collisions auf dem Port NICHT weiter, da bleibt das Lahmlegen also rein auf den Port beschränkt. Der Switch selber kann (sollte es verstärkt an multiplen Ports passieren) dadurch aber Performance Probleme bekommen und dann wieder indirekt das Netz beeinflussen.
Aufgrund ihrer Architektur leiten Cut Through Switches Port Collisions weiter und da muss man dann nach dem bösen Collision Buhmann suchen.
Die Antwort lautet also: "Es kommt darauf an..." !
Ethernet nutzt CDMA und das heißt Collision Detect Multiple Access
Ethernet nutzt CDMA
Übrigens. Es heißt CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD) (zu Deutsch: „Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionserkennung“)
Hallo.
aber nicht beim Switching (Full Duplex)! (Ich betrachte mal die Ausnahme, dass ein HUB an einem Switchport angeschlossen ist, nicht - Half Duplex). Ein Switch-Port stellt eine Punk-zu-Punkt-Verbindung zu einer Gegenstelle (PC, Server, anderer Switch oä.) her. Es gibt zw den beiden Geräten 2 Übertragungskanäle: Einem zum Senden von A nach B (B empfängt) und einen von B nach A (A empfängt). Da beide Geräte auf einem eigenem Übertragungskanal senden, kann es prinzipbedingt nicht zu Kollisionen kommen. Deshalb müssen auch keine Kollisionen detektiert werden.
"CSMA/CD und der Duplex-Modus
CSMA/CD ist der Sicherungsschicht des OSI-Modells zuzuordnen. Es wird von der Ethernetschnittstelle (z. B. Netzwerkkarte) durchgeführt, soweit diese im Halbduplex-Modus betrieben wird - das Netzwerk hat hier signaltechnisch eine Bus-Topologie.
Ethernet-Netze können auch in (signal-technischer) Stern-Topologie verschaltet sein, wobei die einzelnen Anschlüsse zu Punkt-zu-Punkt-Verbindungen werden. Hier kann die Schnittstelle in den Vollduplex-Modus umkonfiguriert werden (mitunter automatisch), was CSMA/CD abschaltet, da hier keine Kollisionen mehr auftreten können. Somit kann die Schnittstelle gleichzeitig senden und empfangen.
Auch gibt es gänzlich kollisionsfreie Übertragungsprinzipien wie das Token Passing, es kommt z. B. bei ARCNET oder Token Ring zum Einsatz."
https://de.wikipedia.org/wiki/Carrier_Sense_Multiple_Access/Collision_De ...
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1406181.htm
https://forums.juniper.net/t5/Ethernet-Switching/CSMA-CD-amp-Full-Duplex ...
Jürgen
Es bleibt aber dabei das Store an Forward basierte Systeme Collision Frames NICHT forwarden sondern verwerfen am Port, Cut Through Systeme prinzipienbedingt aber forwarden.
Es kommt also entscheidend auf die interne Architektur des Switches an !
Es kommt also entscheidend auf die interne Architektur des Switches an !
Hallo @aqui,
das ist vollig richtig. Aber wo sollen denn durch Kollisionen beschädigte Ethernet-Frames herkommen, wenn an einem Switch-Port nur ein Endgerät (PC, weiterer Switch o.ä.) im Full-Duplex-Mode (also mit getrennten Übertragungskanälen für jeder Kommunikationsrichtung) hängt? Ist an einem Switch-Port ein Ethernet- oder Fast-Ethernet-HUB (weiß noch jemand, was ein HUB ist? .-) ) angeschlossen (Half-Duplex), können Kollisionen auftreten (shared Medium). Damit ist dann auch der Switch-Port gefordert, damit umzugehen (Pass Through oder Store and Forward).
Gigabit-Ethernet und höher "kennt" aber nur noch geswitchte Umgebungen und kein "Shared Medium" und damit auch keine Kollisionen.
Also: Wo sollen Kollisionen herkommen?
Jürgen
das ist vollig richtig. Aber wo sollen denn durch Kollisionen beschädigte Ethernet-Frames herkommen, wenn an einem Switch-Port nur ein Endgerät (PC, weiterer Switch o.ä.) im Full-Duplex-Mode (also mit getrennten Übertragungskanälen für jeder Kommunikationsrichtung) hängt? Ist an einem Switch-Port ein Ethernet- oder Fast-Ethernet-HUB (weiß noch jemand, was ein HUB ist? .-) ) angeschlossen (Half-Duplex), können Kollisionen auftreten (shared Medium). Damit ist dann auch der Switch-Port gefordert, damit umzugehen (Pass Through oder Store and Forward).
Gigabit-Ethernet und höher "kennt" aber nur noch geswitchte Umgebungen und kein "Shared Medium" und damit auch keine Kollisionen.
Also: Wo sollen Kollisionen herkommen?
Jürgen
Kaputte Kabel.
Hallo @Lochkartenstanzer,
"kaputte" Kabel, Einkoppeln von EMV-Störungen oder das "Ziehen" des Netzwerksteckers im laufenden Betrieb können beschädigte Ethernet-Frames erzeugen, die bei Store-and-Forward-Switches "herausgefiltert" werden. Bei Full-Duplex-Übertragung über zwei getrennte Übertragungskanäle in einem gemeinsamen Übertragungsmedium können prinzipbedingt keine Kollisionen auftreten!
Der TO fragte expliziet nach Kollisionen in einem "geswitchtem" Netz und deren Auswirkungen auf die Performance, nicht nach unvollständigen oder beschädigten Ethernet-Frames, die auch anders entstehen können (zB. durch "kaputte" Kabel).
Jürgen
.
Aber wo sollen denn durch Kollisionen beschädigte Ethernet-Frames herkommen
In der Hauptsache sind das defekte Kabel oder defekte Transceiver Bausteine entweder auf Switch oder Endgerät. Autonegotiation Probleme mit Speed oder Duplex ModeIch hatte den Fall eines 9B/10B Encoders dessen interne Stromversorgung auf dem Board defekt war und der immer korrupte Frames sendete je nach Temperatur usw. usw. Im LWL Bereich sind das defekte oder dreckige Optiken oder PHY Chips oder Induktionen bei Kupfer...gibt schon genügend Gründe.
Prinzipienbedingt kann nix passieren wenn alle Spannungen, Pegel und Normen passen. Wenn nicht und es äußere Faktoren sind, dann nützt das Prinzip wenig. Unvollständige oder beschädigte Ethernet-Frames sind ja oft die Auslöser für Kollisionen weil sie durch ihre nicht standardkonforme Natur häufig nicht erkannt werden von den Kollisions Algorythmen.
Letztlich st die Frage aber für den TO eigentlich geklärt. Auch wenn er bis dato leider nicht viel substantielles zur Diskussion beigetragen hat außer dem Einwand das es keine "Hausaufgabe" war. Nundenn...
Case closed.
Kann man nur noch hoffen das es bei ihm dann noch für ein
Wie kann ich einen Beitrag als gelöst markieren?
reichen wird ?!
Hallo @aqui,
abschließend von mr noch eine Anmerkung.
Ich habe nie behauptet, dass in einem "geswitchten" Netzwerk keine korrupten Ethernet-Frames auftauchen können. Die möglichen Gründe hast Du ja bereits genannt. Deshalb ist es gegebenenfalls sinnvoll Store-and-Forward-Switche einzusetzen.
Ich habe nur behauptet, dass bei einer Full-Duplex-Kommunikation, wie sie in der Regel ab einem geswitchten 1GB-Netzwerk stattfindet, prinzipiell Kollisionen als Ursache für korrupte Frames auszuschließen sind.
Jürgen
PS: Kollisionen erzeugen unvollständige oder beschädigte Frames, nicht umgekehrt.
abschließend von mr noch eine Anmerkung.
Ich habe nie behauptet, dass in einem "geswitchten" Netzwerk keine korrupten Ethernet-Frames auftauchen können. Die möglichen Gründe hast Du ja bereits genannt. Deshalb ist es gegebenenfalls sinnvoll Store-and-Forward-Switche einzusetzen.
Ich habe nur behauptet, dass bei einer Full-Duplex-Kommunikation, wie sie in der Regel ab einem geswitchten 1GB-Netzwerk stattfindet, prinzipiell Kollisionen als Ursache für korrupte Frames auszuschließen sind.
Jürgen
PS: Kollisionen erzeugen unvollständige oder beschädigte Frames, nicht umgekehrt.
Es sollte auch keine Kritik sein. Bitte nicht falsch verstehen !
Halten wir also fest: Der (Collision) Teufel ist ein Eichhörnchen...
Dem TO ists vermutlich mittlerweile eh Latte oder er versteht vom Diskurs hier nur noch Bahnhof
Leider ja keinerlei Feedback.
Halten wir also fest: Der (Collision) Teufel ist ein Eichhörnchen...
Dem TO ists vermutlich mittlerweile eh Latte oder er versteht vom Diskurs hier nur noch Bahnhof
Leider ja keinerlei Feedback.
Hallo @aqui,
in einer sachlichen Diskussion gehören doch unterschiedliche Meinungen und Kritik dazu. Also alles im "grünen Bereich".
Ich wünsche Dir noch einen streßfreien Tag.
Jürgen
in einer sachlichen Diskussion gehören doch unterschiedliche Meinungen und Kritik dazu. Also alles im "grünen Bereich".
Ich wünsche Dir noch einen streßfreien Tag.
Jürgen
