Switches

Letztmalig dran rumgefummelt: 26.08.24 03:33:47

Netzwerke sind in aller Munde und zwischenzeitlich auch zum Gegenstand für ganz privates Arbeiten am PC geworden. Aus der Welt mit all ihren PCs sind sie jedenfalls nicht mehr wegzudenken und selbst Laien nutzen mehr oder weniger erfolgreich das Internet als Medium.

1. Definition und Funktion von Switches
2. Management von Switches
3. Tagged & Untagged
4. Loops & Spanning Trees
5. Weblinks
6. Verwandte Themen

Local Area Network - kurz: LAN

Logo der Switches

begrenzt verwendbar - selbst aufpassen, ab welcher Stelle es Blödsinn wird ;-)

Basiswissen der Informatik

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

Informatik-Profi-Wisse

1. Definition und Funktion von Switches

Funktional sind intelligente Switches ausgangsseitig mehrfach angeordnete Bridges - ihr Datenverkehr ist punktgenau auf eine Adresse gerichtet.

OSI Referenz-Schichtenmodell als CorelDrwa 11.0-Datei

Hub

Bridge

Die wichtigsten Funktionen der sieben OSI-Schichten sind in der Tabelle oben zusammengestellt. Die oberen drei OSI-Schichten erfüllen datenverarbeitungstypische Aufgaben; die unteren Schichten 1 bis 4 sind kommunikationsorientiert.

2. Management von Switches

Schon kurz nach dem Einsatz erster Computer kam die Idee auf, diese miteinander zu verbinden - das war grundsätzlich die Idee des Netwerkes. Und wer immer schon einmal Daten auf einen Datenträger gespeichert hat, diesen zu einem anderen Rechner geschafft und dort genutzt hat, dem ist der grundsätzliche Vorteil eines Netzwerkes sofort klar. Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das Geräte in einem lokalen Netzwerk (LAN) miteinander verbindet. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Datenpakete basierend auf den MAC-Adressen (Media Access Control) der angeschlossenen Geräte effizient weiterzuleiten. Hier ist eine Übersicht, wie ein Switch funktioniert:

Verbindung von Geräten: Ein Switch hat mehrere Ports, an die Netzwerkgeräte wie Computer, Drucker und Server angeschlossen werden. Wenn ein Gerät an einen dieser Ports angeschlossen wird, merkt sich der Switch die MAC-Adresse dieses Geräts und speichert sie in einer internen Tabelle, der sogenannten MAC-Adress-Tabelle.

Erlernen von MAC-Adressen: Wenn ein Gerät Datenpakete (Frames) sendet, schaut sich der Switch die Absenderadresse (MAC-Adresse) des Pakets an und speichert diese in der MAC-Adress-Tabelle zusammen mit dem Port, an dem das Gerät angeschlossen ist. So weiß der Switch, welches Gerät sich an welchem Port befindet.

Weiterleitung von Datenpaketen: Wenn ein Datenpaket an den Switch gesendet wird, prüft der Switch die Ziel-MAC-Adresse des Pakets: Wenn die Zieladresse in der MAC-Adress-Tabelle vorhanden ist: Der Switch leitet das Paket nur an den spezifischen Port weiter, an dem das Zielgerät angeschlossen ist. Dies nennt man unicast forwarding.
Wenn die Zieladresse nicht bekannt ist: Der Switch sendet das Paket an alle Ports außer dem Absenderport (dies nennt man Flooding), um das Zielgerät zu finden. Sobald das Zielgerät antwortet, lernt der Switch auch dessen MAC-Adresse und Port und speichert diese Information in seiner Tabelle.

Reduktion von Kollisionen und Erhöhung der Netzwerkleistung: Im Gegensatz zu einem Hub, der Daten an alle Ports gleichzeitig sendet, arbeitet ein Switch intelligenter und leitet die Datenpakete nur an den Zielport weiter. Dadurch werden Kollisionen vermieden, und die Netzwerkleistung wird verbessert, weil der Datenverkehr nur an die Geräte gesendet wird, die ihn benötigen.

Vollduplex-Betrieb: Viele moderne Switches unterstützen Vollduplex-Betrieb, was bedeutet, dass Daten gleichzeitig in beide Richtungen zwischen Geräten fließen können. Dies erhöht die Geschwindigkeit und Effizienz des Netzwerks.

Erweiterte Funktionen: Einige Switches bieten zusätzliche Funktionen wie VLAN (Virtual Local Area Network) Unterstützung, Quality of Service (QoS) zur Priorisierung bestimmter Datenarten (z.B. für Voice-over-IP), und Link Aggregation, um mehrere Ports zu bündeln und die Bandbreite zu erhöhen.

Zusammengefasst ermöglicht ein Switch eine effiziente und zielgerichtete Datenübertragung in einem Netzwerk, indem er den Datenverkehr intelligent steuert und die verfügbaren Netzwerkressourcen optimal nutzt.

3. Tagged & Untagged

	Heute spielen wie niemals zuvor Sicherheitsfragen einen alles entscheidende Rolle. Und genau hier haben Netzwerke einen ihrer Hauptschwächen. Leider sind dabei nicht einmal die Netzwerke selbst die Ursache von Angriffen - diese sind gar nicht so einfach, wie immer dargestellt - vielmehr sind dies die unbedarften Nutzer.

4. Loops & Spanning Trees

Grundsätzlich kann man Netzwerke nach zwei Methoden aufbauen: als so genannte Ringe oder als Ketten. Selten nur sind Computer direkt miteinander verbunden - immer häufiger spielen Server hierbei eine entscheidende Rolle

Loops & Spanning Trees

Kettenstrukturen

5. Weblinks

6. Verwandte Themen

Datenübertragungsverfahren

zur Hauptseite

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus (das haben wir schon den Salat - und von dem weiß ich!) nicht mehr teilzunehemn ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

	Schon kurz nach dem Einsatz erster Computer kam die Idee auf, diese miteinander zu verbinden - das war grundsätzlich die Idee des Netwerkes. Und wer immer schon einmal Daten auf einen Datenträger gespeichert hat, diesen zu einem anderen Rechner geschafft und dort genutzt hat, dem ist der grundsätzliche Vorteil eines Netzwerkes sofort klar. Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das Geräte in einem lokalen Netzwerk (LAN) miteinander verbindet. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Datenpakete basierend auf den MAC-Adressen (Media Access Control) der angeschlossenen Geräte effizient weiterzuleiten. Hier ist eine Übersicht, wie ein Switch funktioniert:
	Verbindung von Geräten: Ein Switch hat mehrere Ports, an die Netzwerkgeräte wie Computer, Drucker und Server angeschlossen werden. Wenn ein Gerät an einen dieser Ports angeschlossen wird, merkt sich der Switch die MAC-Adresse dieses Geräts und speichert sie in einer internen Tabelle, der sogenannten MAC-Adress-Tabelle.
	Erlernen von MAC-Adressen: Wenn ein Gerät Datenpakete (Frames) sendet, schaut sich der Switch die Absenderadresse (MAC-Adresse) des Pakets an und speichert diese in der MAC-Adress-Tabelle zusammen mit dem Port, an dem das Gerät angeschlossen ist. So weiß der Switch, welches Gerät sich an welchem Port befindet.
	Weiterleitung von Datenpaketen: Wenn ein Datenpaket an den Switch gesendet wird, prüft der Switch die Ziel-MAC-Adresse des Pakets: Wenn die Zieladresse in der MAC-Adress-Tabelle vorhanden ist: Der Switch leitet das Paket nur an den spezifischen Port weiter, an dem das Zielgerät angeschlossen ist. Dies nennt man unicast forwarding. Wenn die Zieladresse nicht bekannt ist: Der Switch sendet das Paket an alle Ports außer dem Absenderport (dies nennt man Flooding), um das Zielgerät zu finden. Sobald das Zielgerät antwortet, lernt der Switch auch dessen MAC-Adresse und Port und speichert diese Information in seiner Tabelle.
	Reduktion von Kollisionen und Erhöhung der Netzwerkleistung: Im Gegensatz zu einem Hub, der Daten an alle Ports gleichzeitig sendet, arbeitet ein Switch intelligenter und leitet die Datenpakete nur an den Zielport weiter. Dadurch werden Kollisionen vermieden, und die Netzwerkleistung wird verbessert, weil der Datenverkehr nur an die Geräte gesendet wird, die ihn benötigen.
	Vollduplex-Betrieb: Viele moderne Switches unterstützen Vollduplex-Betrieb, was bedeutet, dass Daten gleichzeitig in beide Richtungen zwischen Geräten fließen können. Dies erhöht die Geschwindigkeit und Effizienz des Netzwerks.
	Erweiterte Funktionen: Einige Switches bieten zusätzliche Funktionen wie VLAN (Virtual Local Area Network) Unterstützung, Quality of Service (QoS) zur Priorisierung bestimmter Datenarten (z.B. für Voice-over-IP), und Link Aggregation, um mehrere Ports zu bündeln und die Bandbreite zu erhöhen.
	Zusammengefasst ermöglicht ein Switch eine effiziente und zielgerichtete Datenübertragung in einem Netzwerk, indem er den Datenverkehr intelligent steuert und die verfügbaren Netzwerkressourcen optimal nutzt.