Ein Ethernet-Switch ist der Dirigent eines Computernetzwerks und erleichtert die Datenübertragung zwischen allen angeschlossenen Geräten. In diesem Artikel erfährst du mehr über die Vorteile, die Funktionsweise, die verschiedenen Modelle und die Auswahlkriterien für einen Netzwerk-Switch.
Was ist ein Netzwerk-Switch?
Ein Netzwerk-Switch, auch Switch genannt, ist ein Gehäuse mit mehreren Ethernet-Ports (von 4 bis zu mehreren hundert). Er steuert den Datenfluss zwischen allen Geräten, die mit dem Computersystem verbunden sind, wie Computer, Server, Drucker und Netzwerkgeräte.
Der Nutzen von Switch in einem Unternehmen
Netzwerk-Switches sind ein integraler Bestandteil der IT-Infrastruktur. Und das aus gutem Grund: Indem sie die schnelle und effiziente Übertragung von Daten fördern, ermöglichen sie :
- Vermeidung von Überlastungen und Kollisionen;
- Verschiedene Leitungen innerhalb desselben Netzwerks schaffen;
Daten empfangen und an den richtigen Port senden; - Die Sicherheit des Netzwerks verbessern und die ausgetauschten Daten schützen;
- Mehrere Arbeitsstationen im selben Netzwerk verbinden.
Durch die intelligente Verteilung von Daten tragen Switches direkt zur Verbesserung der Netzwerkleistung bei.
Unterschied zwischen Netzwerk Switch, Hub und Router
Neben Switches werden in Computernetzwerken auch viele andere Geräte verwendet, z. B. Hubs oder Router. Was ist also der Unterschied zum Netzwerk-Switch? Hier sind die Antworten:
- Der Hub (oder Hub): Obwohl sowohl der Ethernet-Switch als auch der Hub den Datenverkehr verwalten sollen, unterscheidet sich ihre Funktionsweise erheblich. Der Switch leitet Daten auf der Grundlage von MAC-Adressen (Media Access Control) weiter. Mit anderen Worten: nur dorthin, wo sie benötigt werden. Das erhöht die Geschwindigkeit, die Effizienz und die Sicherheit des Netzwerks.
- Der Hub wiederum verteilt die Daten an alle Geräte im Netzwerk (ohne vorherige Auswahl). Dies kann zu einer Überlastung des Netzwerks und einer schlechteren Leistung führen, was der Grund dafür ist, dass Hubs immer seltener verwendet werden und stattdessen Switches zum Einsatz kommen.
- Router: Der Switch verwaltet und leitet den Datenverkehr auf lokaler Ebene, normalerweise innerhalb des lokalen Netzwerks (LAN). Während der Router verschiedene Netzwerke miteinander verbindet; z. B. verschiedene LANs, die mit einem Weitverkehrsnetz (WAN) kommunizieren. Dazu leitet der Router die Daten auf der Grundlage von IP-Adressen (und nicht von MAC-Adressen) weiter. Router und Switch ergänzen sich also in einem Computernetzwerk.
Wie funktionieren Switches?
Der Netzwerk-Switch basiert auf der Paketvermittlungstechnologie. Und das auf gezielte Weise. Wenn er Daten von einem Gerät empfängt, das mit dem Netzwerk verbunden ist, prüft er dessen MAC-Adresse (oder Zieladresse, die im Paket enthalten ist). Zur Erinnerung: Jede Netzwerkkarte oder jeder Ethernet-Adapter hat eine eindeutige MAC-Adresse. Dadurch kann sie eindeutig identifiziert werden.
Durch die Überprüfung der MAC-Adressen kann der Switch das Datenpaket an den richtigen Port senden.
Dazu erstellt er eine Zuordnungstabelle. Wenn die Adressen nicht aufgelistet sind, sucht der Switch durch einen Lernprozess nach dem richtigen Port. Sobald er ihn identifiziert hat, speichert der Switch die dem Quellport zugeordnete Adresse, um die unnötige Ausbreitung von Daten im Netzwerk zu minimieren. Und damit die Effizienz zukünftiger Datenübertragungen zu verbessern.
Dieses gezielte Umschalten entspricht dem Standardmodell des Switches (auch „store and forward“ oder zeitversetzter Modus genannt). Ziel ist es, Überlastungen zu reduzieren, die Netzwerkleistung zu verbessern und eine reibungslose Kommunikation zwischen den angeschlossenen Geräten zu gewährleisten.
💡Gut zu wissen: Der Netzwerk-Switch operiert auf der Schicht 2 (Verbindung) oder Schicht 3 (Netzwerk) des OSI-Modells. Die rein auf MAC-Adressen basierende Arbeitsweise bezieht sich jedoch auf Link-Switches. Netzwerk Switches können auch IP-Adressen verarbeiten und so ein anspruchsvolleres Routing zwischen verschiedenen Subnetzen durchführen.
Welche Arten von Netzwerk-Switches gibt es?
Abgesehen von den Unterschieden zwischen Layer-2- und Layer-3-Switches können Unternehmen verschiedene Arten von Switches verwenden. Hier sind die wichtigsten:
- Unmanaged Switches: Sie sind sehr einfach zu konfigurieren und übernehmen die grundlegende Vermittlung von Datenpaketen. Sie werden oft in Heimumgebungen oder kleinen Unternehmen eingesetzt. In diesem Fall stehen den Nutzern jedoch keine erweiterten Funktionen für die Netzwerkverwaltung zur Verfügung.
- Managed Switches (verwaltete Switches): Systemadministratoren erhalten eine fortschrittlichere Kontrolle über das Netzwerk, wie z. B. die Konfiguration von Quality of Service (QoS), Portsicherheit, Access Control Lists (ACL) oder VLANs (Virtual Local Area Networks).
Intelligente Switches: Sie sind einfacher zu konfigurieren als vollständig verwaltete Switches. Aber auch sie können angepasst werden, z. B. bei der Verwaltung von VLANs oder der Überwachung des Datenverkehrs. - Gigabit- und 10-Gigabit-Switches: Dank ihres hohen Datendurchsatzes sind sie besonders für Unternehmen interessant, die eine hohe Bandbreite benötigen.
- Cloud-Switches: Sie basieren auf einem sicheren Cloud-System und sind aus der Ferne zugänglich.
Wie wählt man einen Netzwerk-Switch in einem Unternehmen aus?
Es gibt viele verschiedene Arten von Netzwerk Switches, aber Unternehmen müssen auch in der Lage sein, den richtigen Switch für ihre aktuellen und zukünftigen Bedürfnisse auszuwählen. Hier sind einige Auswahlkriterien, die du berücksichtigen solltest:
- Die benötigten Funktionen: wie VLAN-Management, Layer-3-Routing, PoE-Unterstützung, erweiterte Sicherheit, Redundanz usw.
- Kapazität und Durchsatz: Dies hängt von der Anzahl der zu verbindenden Geräte, der benötigten Bandbreite, den verwendeten Anwendungen oder den Leistungsanforderungen ab. Die Idee ist, einen Switch auszuwählen, der über genügend Portkapazität und Durchsatz verfügt, um den Datenverkehr des Unternehmens zu bewältigen.
- Verwaltung und Kontrolle: Dies hängt davon ab, wie viel Kontrolle und Anpassung im Netzwerk erforderlich ist.
- Sicherheit: Der Switch muss mehrere wichtige Funktionen wie ACLs (Access Control Lists), 802.1X-Authentifizierung, Intrusion Detection usw. bieten.
- Redundanz: Um eine optimale Verfügbarkeit des Netzwerks zu gewährleisten, z. B. durch Spanning Tree Protocol (STP) oder Link Aggregation (EtherChannel).
Was wir uns merken sollten:
- Der Netzwerk-Switch steuert den Datenfluss zwischen allen Geräten, die mit dem Computersystem verbunden sind. Dadurch verbessert er direkt die Leistung des Netzwerks.
- Um die Datenströme zu verwalten, untersucht der Switch die MAC-Adressen. Dadurch werden die richtigen Informationen an den richtigen Port gesendet.
- Es gibt verschiedene Arten von Netzwerk Switches. Unternehmen sollten daher ihre internen Anforderungen sorgfältig prüfen, bevor sie sich für ein Gerät entscheiden.
