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Hardware - Switch

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Ein Switch (engl. Schalter; auch Weiche) ist eine Netzwerk-Komponente zur Verbindung mehrerer Computer bzw. Netz-Segmente in einem lokalen Netzwerk (LAN). Da Switches den Netzwerkverkehr analysieren und logische Entscheidungen treffen, werden sie auch als intelligente Hubs bezeichnet. Die Funktionsweise eines Switches ist der einer Bridge sehr ähnlich, daher wurde anfangs auch der Begriff Multi-Port-Bridge benutzt.

Funktionsweise

Im Folgenden wird, sofern nicht anders gekennzeichnet, von Layer-2-Switches ausgegangen. Die einzelnen Porst eines Switches können unabhängig voneinander Daten empfangen und senden. Diese sind entweder über einen internen Hochgeschwindigkeitsbus (Backplane-Switch) oder kreuzweise miteinander verbunden (Matrix Switch). Datenpuffer sorgen dafür, dass nach Möglichkeit keine Datenframes verloren gehen.

Ein Switch braucht im Regelfall nicht konfiguriert zu werden. Empfängt er ein Paket nach dem Einschalten, speichert er die MAC-Adresse des Senders und die zugehörige Schnittstelle in der Source-Address-Table (SAT).

Wird die Zieladresse in der SAT gefunden, so befindet sich der Empfänger im an der zugehörigen Schnittstelle angeschlossenen Segment. Das Paket wird dann an diese Schnittstelle weitergeleitet. Sind Empfangs- und Zielsegment identisch, muss das Paket nicht weitergeleitet werden, da die Kommunikation ohne Switch im Segment selbst stattfinden kann.

Falls die Zieladresse (noch) nicht in der SAT ist, muss das Paket an alle anderen Schnittstellen weitergeleitet werden. In einem IPv4-Netz wird der SAT-Eintrag meist während der sowieso nötigen ARP-Adressenanfragen vorgenommen. Zunächst wird aus der ARP-Adressenanfrage eine Zuordnung der Absender-MAC-Adresse möglich, aus dem Antwortpaket erhält man dann die Empfänger-MAC-Adresse. Da es sich bei den ARP-Anfragen um Broadcasts handelt und die Antworten immer an bereits erlernte MAC-Adressen gehen, wird kein unnötiger Verkehr erzeugt. Broadcast-Adressen werden niemals in die SAT eingetragen und daher stets an alle Segmente weitergeleitet. Multicast-Adressen werden von einfachen Geräten wie Broadcast-Adressen verarbeitet oder höher entwickelte Geräte, die Multicasts verarbeiten können, senden diese nur an die in der SAT registrierten Multicast-Adress-Empfänger.

Switches lernen also gewissermaßen die MAC-Adressen der Geräte in den angeschlossenen Segmenten automatisch.

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Autor: switcher

Kategorie: Hardware

Titel: Switch

Veröffentlicht am: 22.04.09

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