Broadcast-Domäne: So funktioniert die Netzwerktechnik

Bei einem Broadcast sendet ein Gerät eine Nachricht an alle anderen empfangenden Punkte in einem Netzwerk. Alle Geräte, die diese Sendung erhalten können, sind Teil einer Broadcast-Domäne. Wie kann man den Bereich eingrenzen?

Was ist eine Broadcast-Domäne?

Als Broadcast-Domäne (engl. Broadcast Domain) bezeichnet man das Netzwerk aus Geräten, die einen Broadcast empfangen können. Das sendende Gerät schickt die Nachricht an die Broadcast-Adresse, und alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Domäne empfangen diese Übertragung. Dafür muss die sendende Instanz nicht die IP-Adressen der anderen Geräte kennen.

Eine solche Broadcast Domain kann, muss aber nicht ein ganzes Netzwerk umschließen. Auch innerhalb eines LANs etwa können mehrere Broadcast-Domänen aufgebaut werden. Alle Verbindungen innerhalb der Domäne teilen das gleiche Layer-2-Segment – sind also auf der Sicherungsschicht miteinander verbunden.

In der Praxis sind meist alle Knotenpunkte, die über Switches und Repeater miteinander verbunden sind, Teil der gleichen Broadcast-Domäne. Bei einem Router wiederum endet die Domäne, da das Netzwerkgerät auf der Vermittlungsschicht (Layer 3) arbeitet. Deshalb sind Computer, die über das Internet miteinander in Kontakt treten, nicht Teil der gleichen Broadcast Domain.

Um eine Broadcast Domain auch innerhalb des gleichen Layer-2-Segments zu unterteilen, werden VLANs eingesetzt. Diese verhalten sich so, als wären sie aus unterschiedlichen physikalischen Netzwerken erstellt. Die virtuellen Netzwerke begrenzen somit eine Broadcast-Domäne, ohne dass der Einsatz von mehreren Routern notwendig wäre.

Wofür braucht man Broadcast Domains?

Innerhalb eines Netzwerks ist es wichtig, dass sich die einzelnen Geräte ansprechen können, ohne direkte Verbindungen herzustellen. Das gilt vor allem dann, wenn die IP-Adressen der anderen Knotenpunkte nicht bekannt sind. Broadcasts finden deshalb regelmäßig etwa bei ARP oder DHCP statt – also dann, wenn Netzwerkinformationen erst angefragt werden müssen.

Doch diese Abfragen müssen auf einen bestimmten Bereich eingegrenzt werden, denn sonst würden Sie (z. B. bei Verbindung mit dem Internet) viel zu lange brauchen. Außerdem wird das restliche Netz sonst mit unnötiger Kommunikation geflutet. Die Broadcast Domain setzt also einen klaren Rahmen, welche Geräte durch einen Broadcast angesprochen werden sollen.

Nachteile von Broadcast-Domänen

Für die reibungslose Kommunikation in einem Netzwerk sind Broadcasts in den meisten Fällen entscheidend, und deshalb sollte man die Domänen auch nicht unterbinden. Probleme entstehen dann, wenn eine Broadcast-Domäne zu groß gewählt wird. Ein Broadcast ist eine Nachricht (also ein kleines Datenpaket), die an alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Domäne gesendet wird. Das belastet das Netzwerk und auch die Geräte in diesem. Jede Anfrage muss schließlich in irgendeiner Weise verarbeitet werden, selbst wenn die Information am Ende gar nicht für die jeweilige Instanz interessant ist.

In Heimnetzwerken dürfte dies bei geringer Geräteanzahl kein Problem darstellen. Doch in sehr großen Netzwerken (Konzerne, Behörden, Universitäten etc.) ist es wichtig, diese in einzelne Domänen zu unterteilen. So verringert man unnötigen Traffic, der die Übertragungsgeschwindigkeit verschlechtert. Bei der Aufteilung unterbindet man aber auch, dass Dienste wie DHCP auf die anderen Domänen zugreifen können. Dies lässt sich mit Techniken wie DHCP-Relay lösen, das über die Grenzen einer Broadcast Domain kommunizieren kann.

Broadcast-Domäne vs. Kollisionsdomäne: Was sind die Unterschiede?

Beide Domain-Arten beschreiben logische Unterteilungen eines Netzwerks. Doch sie beziehen sich auf verschiedene Herausforderungen: Die Broadcast Domain gibt an, welche Netzteilnehmerinnen und -teilnehmer durch einen Broadcast angesprochen werden können. Die Kollisionsdomäne hingegen beschreibt den Teil eines Netzwerks, in dem Datenpakete kollidieren können. Dies geschieht, wenn zwei Netzgeräte zur gleichen Zeit innerhalb eines Abschnitts (der Kollisionsdomäne) Daten schicken.

Während eine Broadcast-Domäne nur durch Router unterbrochen wird, werden Kollisionsdomänen bereits durch Switches begrenzt. Zwischen zwei Endgeräten, die per Switch miteinander verbunden sind, findet also keine Kollision statt – stattdessen zwischen Switch und Endgerät. Das liegt daran, dass die beiden Phänomene (Broadcast & Kollision) auf unterschiedlichen Schichten des OSI-Modells agieren: Ein Broadcast wird auf der Sicherheitsschicht (Layer 2) gesendet. Kollisionen hingegen passieren auf der Bitübertragungsschicht (Layer 1).