5-4-3-Regel

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Die 5-4-3-Regel oder auch Repeater-Regel ist ein Begriff aus der Netzwerktechnik. Sie besagt, dass bei einem Ethernet-Netzwerk (10 Mbit/s) mit gemeinsamem Zugriff in einer Baumtopologie (10BASE2, 10BASE5, 10BASE-T) der Pfad zwischen zwei beliebigen Stationen durch maximal 5 Segmente mit 4 Repeatern verlaufen darf, wobei nur an 3 Segmenten aktive Endgeräte angeschlossen sind.[1][2] Weil dabei 2 Linksegmente verwendet werden dürfen und die Regel 1 Kollisionsdomäne betrifft, wird sie auch 5-4-3-2-1-Regel genannt.

Segmente ohne aktive Geräte heißen Linksegmente oder Inter-Repeater-Leitungen. Ihre Aufgabe besteht lediglich darin, zwei Repeater miteinander zu verbinden, um größere Reichweiten zu überbrücken. Die Linksegmente müssen Vollduplex-Medien verwenden (z. B. 10BASE-FL oder 10BASE-T) damit Kollisionen sofort erkannt werden können.[3] (Vollduplex-Medien verwenden für jede Richtung einen dedizierten Übertragungskanal – das heißt nicht, dass auch die Ethernetübertragung vollduplex stattfindet.)

Die 5-4-3-Regel ist ein Faustregel, die auch unter ungünstigen Bedingungen einen stabilen Betrieb garantieren soll.[4] Bei exakt bekannten Bedingungen kann unter Umständen von dieser Regel abgewichen werden.[5]

Grund[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In einem klassischen Ethernet können durch den Halbduplex-Betrieb Kollisionen auftreten. Diese sollen möglichst vermieden, müssen aber auf jeden Fall zuverlässig erkannt werden (CSMA/CD).[4]

Die Laufzeit eines Signales, und damit die maximale Bandbreite einer Broadcastdomäne, lässt sich durch die Summierung der Laufzeiten je Segment und der Verzögerung der Koppelelemente ermitteln. Dieser muss unterhalb des Round Trip Delays liegen. Da diese Berechnung relativ komplex sein kann, wurde mit der Router-Regel eine einfachere Repeater-Methode entwickelt, mit der die Laufzeitbeschränkung eingehalten werden kann.

Zu beachten ist, dass die 5-4-3-Regel nur auf den Bereich einer einzelnen Kollisionsdomäne anwendbar ist. Wird die Kollisionsdomäne durch den Einsatz einer Bridge / Multibridge (Switch) geteilt, beginnt die Zählung neu.

Repeater, Hubs und Switches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Netzwerkschema bei Einsatz eines Repeaters: Verbindung zweier Segmente über einen Repeater

Werden bei 10BASE-T zwei Hubs über einen Uplink miteinander verbunden, so zählen sie als zwei halbe Repeater bzw. als ein Repeater. Ein neues Segment entsteht, wenn ein weiterer Hub an einen Port (des Repeaters) für Endgeräte (kein Uplink) angeschlossen wird.

Wird anstelle eines Hubs eine Bridge oder ein Switch verwendet, findet die 5-4-3-Regel keine Anwendung. Ebenso endet der Geltungsbereich der Regel an einem Switchport.[6] Ein Switch verbindet mehrere verschiedene Kollisionsdomänen. Außerdem ermöglicht er einen Vollduplex-Betrieb, in dem keine Kollisionen mehr auftreten können.

Fast Ethernet[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei Fast Ethernet (100 Mbit/s) können unter Ausnutzung der maximalen Segmentlänge nur noch zwei Class-II-Repeater kaskadiert werden (je max. 92 Bitzeiten Latenz). An einen Class-I-Repeater (max. 140 Bitzeiten Latenz) darf kein weiterer angeschlossen werden.[7]

Gigabit Ethernet[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für Gigabit-Ethernet wurde ursprünglich noch der Betrieb eines einzigen Repeaters pro Segment definiert. Solche Geräte wurden aber nicht mehr gebaut, und in neueren Versionen des Standards werden die Spezifikationen nicht mehr aktualisiert.[8]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Christian Baun:Computernetze kompakt. 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2015, ISBN 978-3-662-46931-6.
  • Gerd Küveler, Dietrich Schwoch: Informatik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Band 2: PC- und Mikrocomputertechnik - Rechnernetze. 5. Auflage. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8348-9191-4.
  • Bruce Hartpence:Praxiskurs Netzwerkgrundlagen. 1. Auflage. O’Reilly Verlag, Köln 2011, ISBN 978-3-86899-151-2.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. IEEE 802.3 13.3 Transmission System Model 1
  2. 5-4-3-2-1 Repeater-Regel. Abgerufen am 30. Juli 2017.
  3. IEEE 802.3 1.4.255 link segment
  4. a b IEEE 802.3 13. System considerations for multisegment 10 Mb/s baseband networks
  5. IEEE 802.3 13.4 Transmission System Model 2
  6. IEEE 802.3 13.5 Full duplex topology limitations
  7. IEEE 802.3 29. System considerations for multisegment 100BASE-T networks
  8. IEEE 802.3 41. Repeater for 1000 Mb/s baseband networks