Switch (Schalter)

Was ist ein Switch?

Als Switch (deutsch Schalter oder Weiche) bezeichnet man im Zusammenhang mit Netzwerken ein Hochgeschwindigkeitsgerät, das eingehende Datenpakete empfängt und sie an ihr Ziel in einem lokalen Netzwerk (LAN) weiterleitet.

Ein LAN-Switch arbeitet auf der Datenverbindungsschicht (Layer 2) oder der Netzwerkschicht des OSI-Modells und kann als solcher alle Arten von Paketprotokollen unterstützen. Der Layer-2-Switch wird manchmal auch als Brücke bezeichnet: Seine Funktion besteht darin, Rahmen mit Datenpaketen zwischen Knoten oder Segmenten eines Netzwerks zu senden.

Im Wesentlichen fungiert ein Switch als Verkehrspolizei in einem einfachen lokalen Netz. Switching legt die Flugbahn für die Rahmen als Dateneinheiten fest und bestimmt, wie die Daten von einem Bereich des Netzes in einen anderen gelangen.

Im Gegensatz dazu findet das Routing auf Schicht 3 (Layer 3) statt, wo die Daten zwischen den Netzen oder von einem Netz zum anderen gesendet werden.

Switch einfach erklärt

Ein Switch in einem Ethernet-basierten LAN liest eingehende TCP/IP-Datenpakete/Frames, die Zielinformationen enthalten, wenn sie an einem oder mehreren Eingangsports ankommen.

Anhand dieser Informationen wird bestimmt, über welche Ausgangsports die Daten an den vorgesehenen Bestimmungsort weitergeleitet werden.

Auch hier ist zu beachten, dass der Switch auf der Datenübertragungsschicht, Layer 2, arbeitet und einen Rahmen sendet, der ein einzelnes Datenpaket enthält.

Switches sind vergleichbar mit Hubs, nur intelligenter. Ein Hub verbindet alle Knoten im Netzwerk. Ohne Switching erfolgt die Kommunikation wahllos, da jedes Gerät zu jeder Zeit versucht, zu kommunizieren, was zu vielen Kollisionen führt.

Ein Switch hingegen schafft für einen Sekundenbruchteil einen elektronischen Tunnel zwischen Quell- und Zielport, in den kein anderer Verkehr eindringen kann. Dadurch kommt es zu einer Kommunikation ohne Kollisionen.

Switches ähneln ebenfalls Routern. Ein Router hat jedoch die zusätzliche Fähigkeit, Pakete zwischen verschiedenen Netzen weiterzuleiten, während ein Switch auf die Node-to-Node-Kommunikation innerhalb desselben Netzes beschränkt ist.

Andere Vorgänge finden in aufeinanderfolgenden Schichten des OSI-Modells statt: auf Layer 4 (Transportschicht), Layer 5 (Sitzungsschicht), Layer 6 (Präsentationsschicht) und Layer 7 (Anwendungsschicht), der Ebene, die dem Endbenutzer am nächsten ist.

Wie andere Aspekte der Vernetzung im OSI-Modell hat sich auch das Switching durch das Aufkommen der Virtualisierung und logische Fortschritte in der Vernetzung weiterentwickelt.

Beispielsweise sind die Hardwarekomponenten, seien es Brücken, Switches, Router oder andere Geräte, jetzt in einer virtuellen Maschine (VM) verteilt, anstatt aus einzelnen Hardwareeinheiten „auf bloßem Metall“ zu bestehen.

Die Entwicklung des virtuellen LAN oder VLAN bedeutet, dass Pakete/Frames zwischen Knoten als Teil mehrerer LAN-Konfigurationen verschoben werden können, wobei der Datenverkehr logisch entsprechend seiner LAN-Bezeichnung abgegrenzt wird. Ressourcen wie CPU und RAM werden von virtuellen Systemadministratoren aufgeteilt.

Obwohl die Virtualisierung den Systemen viel mehr Vielseitigkeit verliehen hat, können Probleme wie die Ausbreitung von VMs entstehen, wenn die Systeme nicht gut geordnet sind. Der Layer-2-Switch oder die Brücke hat also die Aufgabe, die Netzwerkaktivität konsistent und transparent zu halten.

Verwandte Begriffe

Margaret Rouse

Margaret Rouse ist eine preisgekrönte technische Autorin und Dozentin. Sie ist für ihre Fähigkeit bekannt, komplexe technische Themen simpel und nachvollziehbar zu erklären. In den letzten zwanzig Jahren sind ihre Erklärungen auf TechTarget-Websites erschienen und sie wurde in Artikeln der New York Times, des Time Magazine, USA Today, ZDNet, PC Magazine und Discovery Magazine als Quelle und Expertin zitiert. Wenn Sie einen Vorschlag für eine neue Definition haben oder eine technische Erklärung verbessern möchten, schicken Sie einfach Margaret eine E-Mail oder kontaktieren Sie sie auf LinkedIn oder Twitter.