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Netzwerk-Switch

Ein Netzwerk-Switch verbindet Geräte (zum Beispiel Computer, Drucker, drahtlose Zugangspunkte, Smartphones etc.) in einem Netzwerk miteinander und ermöglicht es ihnen, durch den Austausch von Datenpaketen miteinander zu kommunizieren. Bei Netzwerk-Switches kann es sich sowohl um Hardwaregeräte handeln, die physische Netzwerke verwalten, als auch um softwarebasierte virtuelle Geräte.

Netzwerk-Switches bilden die große Mehrheit der Netzwerkgeräte einer modernen Datennetz-Infrastruktur. Sie stellen die kabelgebundenen Verbindungen zu den genannten Geräten und Industriemaschinen oder Dingen des Internets of Things (IoT) wie Karteneingabesystemen her. Sie verbinden die Computer, die virtuelle Maschinen (VM) in Rechenzentren hosten, sowie die physischen Server und einen Großteil der Speicherinfrastruktur. Sie leiten große Mengen an Datenverkehr in den Netzen der Telekommunikationsanbieter.

Ein Netzwerk-Switch arbeitet auf der Netzwerkschicht 2 des OSI-Modells. In einem lokalen Netzwerk (LAN), das Ethernet verwendet, bestimmt ein Netzwerk-Switch anhand der physischen Geräteadresse (oder MAC-Adresse), wohin er jeden eingehenden Nachrichten-Frame senden soll. Switches führen Tabellen, die jede MAC-Adresse dem Port zuordnen, an dem die Geräte angeschlossen sind.

Abbildung 1: Ein Netzwerk-Switch sorgt für die Verteilung der Daten zu, von und zwischen den Endgeräten.
Abbildung 1: Ein Netzwerk-Switch sorgt für die Verteilung der Daten zu, von und zwischen den Endgeräten.

So funktioniert ein Netzwerk-Switch

Ein Netzwerk-Switch kann auf die folgenden Arten eingesetzt werden:

  • Edge- oder Access-Switches (Zugangs-Switches): Diese Switches verwalten den Datenverkehr, der in das Netz eintritt oder es verlässt. Geräte wie Computer und Zugangspunkte werden an Edge-Switches angeschlossen.
  • Aggregations- oder Verteilungs-Switches: Diese Switches befinden sich in einer optionalen mittleren Schicht. Edge-Switches sind mit ihnen verbunden und können den Datenverkehr von Switch zu Switch oder bis zu den Core-Switches weiterleiten.
  • Core-Switches: Diese Netzwerk-Switches bilden den Backbone des Netzes. Core-Switches verbinden entweder Aggregations- oder Edge-Switches, Benutzer- oder Geräte-Edge-Netzwerke mit Rechenzentrumsnetzwerken und Unternehmens-LANs mit Routern.
Netzwerkarchitektur mit Switches der Ebenen Kern (Core), Verteilung (Aggregation) und Zugang (Access).
Abbildung 2: Netzwerkarchitektur mit Switches der Ebenen Kern (Core), Verteilung (Aggregation) und Zugang (Access).

Erfolgt die Weiterleitung eines Frames an eine der Switch-Infrastruktur unbekannte MAC-Adresse, wird er an alle Ports in der Switching-Domäne übertragen (geflutet). Broadcast- und Multicast-Frames werden ebenfalls geflutet. Dies wird als BUM-Flooding bezeichnet: Broadcast, unknown unicast, and multicast flooding. Diese Fähigkeit macht einen Switch zu einem Layer-2- oder Data-Link-Layer-Gerät im OSI-Kommunikationsmodell (Open Systems Interconnection).

Diese Definition wurde zuletzt im September 2021 aktualisiert
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