Nicht übereinstimmende Ports, Geschwindigkeiten und Duplexmodi

Manche Verbindungen fallen nicht aus, weil die Hardware defekt ist, sondern weil die Einstellungen nicht übereinstimmen. Abweichungen bei Geschwindigkeit und Duplex sowie Fehlkonfigurationen von Ports verursachen eine schlechte oder fehlende Verbindung – selbst bei einwandfreier Verkabelung. Dabei handelt es sich um logische Fehler der Layer 1/2: Die physische Verbindung wird hergestellt, aber die beiden Enden können nicht zuverlässig kommunizieren, weil sie unterschiedlich konfiguriert sind.

Duplex beschreibt, wie eine Verbindung Daten sendet und empfängt. Halbduplex ermöglicht entweder das Senden oder das Empfangen, aber nicht beides gleichzeitig – ähnlich wie bei einem Walkie-Talkie. Vollduplex ermöglicht beides gleichzeitig, wie bei einem Telefongespräch. Modernes kabelgebundenes Ethernet verwendet Vollduplex. Wenn die beiden Enden beim Duplex nicht übereinstimmen, bricht die Leistung ein, obwohl die Verbindung aktiv erscheint.

Auto-Negotiation ermöglicht es zwei verbundenen Geräten, sich automatisch auf die beste gemeinsame Geschwindigkeit (10/100/1000 Mbit/s) und den besten gemeinsamen Duplexmodus zu einigen. Wenn beide Enden Auto-Negotiation verwenden, wählen sie normalerweise die schnellste Vollduplex-Einstellung, die von beiden unterstützt wird. Auto-Negotiation ist die Standardeinstellung und wird empfohlen; dadurch werden die meisten Probleme durch abweichende Einstellungen automatisch verhindert.

Eine Duplex-Abweichung tritt auf, wenn ein Ende auf Vollduplex und das andere auf Halbduplex eingestellt ist – häufig, weil eine Seite manuell festgelegt wurde, während die andere per Auto-Negotiation auf Halbduplex eingestellt wurde. Das Ergebnis ist problematisch: Die Verbindung funktioniert, leidet aber unter späten Kollisionen, Fehlern und einem sehr schlechten Datendurchsatz. Dies ist ein klassischer, schwer zu erkennender Fehler: Die Verbindung ist langsam, aber nicht vollständig ausgefallen.

Eine Duplex-Abweichung zeigt typische Anzeichen: eine aktive, aber quälend langsame Verbindung, steigende Zähler für Kollisionen und CRC-Fehler auf der Halbduplex-Seite sowie eine unbeständige Leistung, die unter Last schlechter wird. Benutzer melden „Das Netzwerk ist langsam“, nicht „Das Netzwerk ist ausgefallen“. Kollisionen und Fehler auf einer Verbindung mit voller Geschwindigkeit deuten direkt auf ein Duplexproblem hin.

Abweichungen entstehen häufig, wenn ein Administrator Geschwindigkeit und Duplex auf einer Seite manuell festlegt, die andere Seite aber auf Auto belässt. Die Auto-Seite kann den Duplexmodus der manuell konfigurierten Seite nicht erkennen und verwendet standardmäßig Halbduplex, während die manuell konfigurierte Seite Vollduplex beibehält. Die Lösung ist eine einheitliche Konfiguration: Verwenden Sie entweder an beiden Enden Auto-Negotiation oder legen Sie an beiden Enden identische Werte manuell fest.

Eine Geschwindigkeitsabweichung, bei der ein Ende fest auf eine Geschwindigkeit eingestellt ist, die das andere nicht erwartet, verhindert normalerweise, dass die Verbindung überhaupt aktiv wird, da sich die Ports nicht auf eine Taktrate einigen können. Anders als bei einer Duplex-Abweichung, bei der die Verbindung langsam, aber funktionsfähig bleibt, zeigt eine Geschwindigkeitsabweichung häufig nicht einmal eine Verbindungsanzeige. Beide Probleme entstehen durch uneinheitliche manuelle Einstellungen.

Abgesehen von Geschwindigkeit und Duplex kann ein Switch-Port falsch konfiguriert sein: administrativ deaktiviert (shutdown), dem falschen VLAN zugewiesen, als falscher Porttyp eingerichtet oder nach einem Verstoß durch Port-Sicherheit deaktiviert. Ein deaktivierter Port oder ein Port im falschen VLAN kann für den Benutzer wie eine unterbrochene Verbindung aussehen, obwohl das Kabel einwandfrei ist.

Switch-Befehle machen diese Probleme sichtbar. Der Schnittstellenstatus zeigt, ob ein Port aktiv, inaktiv oder err-disabled ist, welche Geschwindigkeit und welcher Duplexmodus ausgehandelt wurden, welchem VLAN der Port zugewiesen ist und welche Fehlerzähler vorliegen. Das Lesen dieser Ausgabe ist der schnellste Weg, eine Abweichung oder Fehlkonfiguration zu bestätigen. Der Port selbst zeigt Ihnen, was er ausgehandelt hat und welche Fehler er erkennt.

Um Duplex- und Geschwindigkeitsprobleme zu beheben, müssen beide Enden übereinstimmen: Idealerweise stellen Sie beide auf Auto-Negotiation ein oder legen Sie an beiden Enden übereinstimmende Werte für Geschwindigkeit und Duplex fest. Bei Portproblemen aktivieren Sie einen per shutdown deaktivierten Port wieder, korrigieren Sie das VLAN oder setzen Sie den Status err-disabled zurück, nachdem Sie die Ursache behoben haben. Eine einheitliche Konfiguration an beiden Enden ist das grundlegende Prinzip jeder Behebung.

Verhindern Sie diese Probleme, indem Sie grundsätzlich überall Auto-Negotiation verwenden, sofern ein bestimmtes Gerät keine manuellen Einstellungen erfordert. Dokumentieren Sie solche Ausnahmen. Eine einheitliche Konfigurationsrichtlinie sowie die Prüfung der Schnittstellenstatistiken bei der Einrichtung verhindern Abweichungen, bevor Benutzer sie bemerken. Wenn langsame Verbindungen mit Kollisionen auftreten, sollten Sie als Erstes den Duplexmodus überprüfen.

Testen Sie Ihr Wissen über Abweichungen.

Sie haben Abweichungen bei Konfigurationen kennengelernt. Wichtige Punkte:

• Duplex: Halbduplex (jeweils eine Richtung) gegenüber Vollduplex (beide Richtungen gleichzeitig).
• Auto-Negotiation vereinbart Geschwindigkeit und Duplexmodus; sie ist die Standardeinstellung.
• Duplex-Abweichung = langsame Verbindung mit Kollisionen und CRC-Fehlern.
• Eine Geschwindigkeitsabweichung bedeutet häufig, dass überhaupt keine Verbindung zustande kommt.
• Prüfen Sie den Portstatus auf shutdown, ein falsches VLAN oder err-disabled.