In der Netzwerkwelt fungieren Switches als Rückgrat und leiten Datenpakete effizient an ihre Zielorte weiter. Um die Komplexität moderner Netzwerkarchitekturen zu verstehen, ist es wichtig, die Grundlagen der Switch-Funktion zu verstehen.
Im Wesentlichen fungiert ein Switch als Multiport-Gerät, das auf der Sicherungsschicht des OSI-Modells arbeitet. Im Gegensatz zu Hubs, die Daten wahllos an alle angeschlossenen Geräte senden, können Switches Daten intelligent nur an das jeweilige Zielgerät weiterleiten und so die Netzwerkeffizienz und -sicherheit verbessern.
Der Betrieb des Switches hängt von mehreren Schlüsselkomponenten und -prozessen ab:
MAC-Adresslernen:
Der Switch verwaltet eine MAC-Adresstabelle, die MAC-Adressen den entsprechenden Ports zuordnet, die sie empfangen. Wenn ein Datenrahmen an einem Switch-Port eintrifft, prüft der Switch die Quell-MAC-Adresse und aktualisiert seine Tabelle entsprechend. Dadurch kann der Switch fundierte Entscheidungen darüber treffen, wohin nachfolgende Rahmen weitergeleitet werden sollen.
Nach vorne:
Sobald ein Switch die MAC-Adresse eines an seinen Port angeschlossenen Geräts kennt, kann er Frames effizient weiterleiten. Bei einem eingehenden Frame konsultiert der Switch seine MAC-Adresstabelle, um den passenden Ausgangsport für die Ziel-MAC-Adresse zu ermitteln. Der Frame wird dann nur an diesen Port weitergeleitet, wodurch unnötiger Datenverkehr im Netzwerk minimiert wird.
Broadcast- und unbekanntes Unicast-Flooding:
Empfängt der Switch einen Frame mit einer MAC-Zieladresse, die nicht in seiner MAC-Adresstabelle enthalten ist, oder ist der Frame für eine Broadcast-Adresse bestimmt, verwendet der Switch Flooding. Er leitet Frames an alle Ports außer dem Empfangsport weiter und stellt so sicher, dass der Frame sein Ziel erreicht.
Adressauflösungsprotokoll (ARP):
Switches spielen eine wichtige Rolle bei der Durchführung des ARP-Prozesses im Netzwerk. Wenn ein Gerät die MAC-Adresse einer bestimmten IP-Adresse ermitteln muss, sendet es eine ARP-Anfrage. Der Switch leitet die Anfrage an alle Ports weiter, außer an den, an dem sie empfangen wurde. So kann das Gerät mit der angeforderten IP-Adresse direkt antworten.
VLANs und Trunks:
Virtuelle LANs (VLANs) ermöglichen Switches, das Netzwerk in verschiedene Broadcast-Domänen aufzuteilen und so Leistung und Sicherheit zu verbessern. Durch Trunking kann der Switch den Datenverkehr mehrerer VLANs über eine einzige physische Verbindung übertragen, was die Flexibilität bei Netzwerkdesign und -konfiguration erhöht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Switches den Grundstein moderner Netzwerkinfrastruktur bilden und eine effiziente und sichere Kommunikation zwischen Geräten ermöglichen. Durch die genaue Analyse der Switch-Funktionen können Netzwerkadministratoren die Leistung optimieren, die Sicherheit erhöhen und einen reibungslosen Datenfluss im Netzwerk gewährleisten.
Veröffentlichungszeit: 24. April 2024
