Was ist ein Schalter?

Ein Switch ist ein Netzwerkgerät zur elektrischen (optischen) Signalweiterleitung. Er kann einen exklusiven elektrischen Signalpfad für zwei beliebige an den Switch angeschlossene Netzwerkknoten bereitstellen. Der Switch wird nur zum Verteilen von Netzwerkdaten verwendet. Er kann viele Hosts mit der Außenwelt verbinden, von denen jeder seine eigene IP hat. Der Switch arbeitet auf der Relay-Ebene, adressiert basierend auf der MAC-Adresse und kann diese Funktion nicht bereitstellen.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Was ist ein Switch? Ein Switch ist ein Netzwerkgerät zur Weiterleitung elektrischer (optischer) Signale. Es kann einen exklusiven elektrischen Signalpfad für zwei beliebige Netzwerkknoten bereitstellen, die mit dem Switch verbunden sind. Der gebräuchlichste Switch ist ein Ethernet-Switch. Andere gebräuchliche sind Telefon-Sprachschalter, Glasfaserschalter usw. Zu den Übertragungsmodi des Switches gehören Vollduplex, Halbduplex und Vollduplex/Halbduplex adaptiv. Der Vollduplex des Switches bedeutet, dass der Switch beim Senden von Daten auch Daten empfangen kann und die beiden synchronisiert sind. Dies ist so, als ob wir normalerweise beim Telefonieren die Stimme des anderen Teilnehmers hören können. Alle aktuellen Switches unterstützen Vollduplex. Der Vorteil von Vollduplex ist eine geringe Verzögerung und eine hohe Geschwindigkeit.

Der Switch dient lediglich der Verteilung von Netzwerkdaten. Er kann viele Hosts, von denen jeder über eine eigene IP verfügt, mit der Außenwelt verbinden. Der Switch arbeitet auf der Relay-Ebene und wird anhand der MAC-Adresse angesprochen und kann diese Funktion nicht bereitstellen.

So funktioniert der Switch: Der Switch arbeitet auf der zweiten Ebene des OSI-Referenzmodells. Er verfügt über einen Rückbus mit sehr hoher Bandbreite und eine interne Schaltmatrix Bus. Im Betrieb stellt der Switch zunächst die Zuordnung zwischen der Quell-MAC-Adresse im empfangenen Datenrahmen und dem Switch-Port her und schreibt sie in die MAC-Adresstabelle. Anschließend vergleicht der Switch die Ziel-MAC-Adresse im Datenrahmen mit der erstellten MAC-Adresstabelle, um zu bestimmen, welcher Port weitergeleitet werden soll. Wenn die Ziel-MAC-Adresse im Datenrahmen nicht in der MAC-Adresstabelle enthalten ist, wird sie an alle Ports weitergeleitet. Wenn ein Empfangsport antwortet, lernt der Switch die neue MAC-Adresse und fügt sie der internen MAC-Adresstabelle hinzu, wodurch das Netzwerk „segmentiert“ wird. Bei zukünftigen Kommunikationen werden an diese MAC-Adresse gesendete Datenpakete nur an den entsprechenden Port gesendet, nicht an alle Ports.

Der Switch kann Daten zwischen mehreren Portpaaren gleichzeitig übertragen. Jeder Port kann als unabhängiges Netzwerksegment betrachtet werden, das allein die gesamte Bandbreite nutzen kann, ohne mit anderen Geräten zu konkurrieren. Wenn Knoten A Daten an Knoten D sendet, kann Knoten B gleichzeitig Daten an Knoten C senden, und beide Übertragungen nutzen die volle Bandbreite des Netzwerks und verfügen über ihre eigenen virtuellen Verbindungen.

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