Switch (Netzwerk-Switch)

Infrastruktur

Der Switch auf Deutsch (switch) ist ein Netzwerkgerät, das Computer, Server und andere Knoten in einem lokalen Netzwerk verbindet und Daten zwischen ihnen überträgt, indem es Frames nur an den Empfänger sendet. Er arbeitet auf der Sicherungsschicht des OSI-Modells und gewährleistet eine schnelle, zuverlässige und sichere Verbindung innerhalb des Netzwerks.

Der Switch (Netzwerk-Switch) ist ein Netzwerkgerät, das Computer, Server und andere Knoten in einem lokalen Netzwerk verbindet und Daten zwischen ihnen überträgt, indem es Frames nur an den Empfänger sendet. Im Gegensatz zu einem Router, der verschiedene Netzwerke verbindet und den Datenverkehr zwischen ihnen lenkt, arbeitet der Switch innerhalb eines Netzwerks, erhöht dessen Leistung und senkt die Belastung der Leitung.

Was ist ein Switch

Switch (Network Switch) — das ist ein Gerät mit mehreren Ports, an die Netzwerkgeräte angeschlossen werden: Computer, Server, Drucker, Zugangspunkte und andere Switches. Bei der Datenübertragung merkt sich der Switch, an welchem Port sich jedes Gerät befindet (MAC-Adresstabelle), und sendet den Frame nur an den Empfänger, für den er bestimmt ist. Das unterscheidet den Switch vorteilhaft vom Hub, der Daten an alle Geräte gleichzeitig sendet und das Netzwerk stark belastet. Moderne Switches arbeiten mit Geschwindigkeiten von 1/10/25/40/100 Gbit/s und unterstützen Verwaltung, VLAN, QoS, Port-Aggregation und Sicherheitsfunktionen.

Switch-Typen

Nach Ebene und Zweck werden mehrere Typen unterschieden. Unmanaged Switches — einfach und günstig, werden automatisch konfiguriert, für Zuhause und kleine Büros geeignet, bieten aber keine Kontrolle über den Datenverkehr. Managed Switches — unterstützen die Konfiguration von VLAN, Verkehrsprioritäten, Spiegeln und Monitoring; werden in Unternehmensnetzen verwendet. Access-Switches — verbinden Benutzergeräte am Ende des Netzes. Aggregations-Switches — fassen die Access-Switches zusammen und verbinden sich mit dem Kern. Core-Switches — Hochleistungsgeräte an der Basis des Rechenzentrumsnetzes mit Redundanz. PoE-Switches — versorgen Videokameras, Telefone und Zugangspunkte über ein Kupferkabel mit Strom.

Wie man einen Switch auswählt

Bei der Auswahl werden die Anzahl der Ports bewertet (dabei bleiben 20–30 % für das Wachstum), die erforderliche Geschwindigkeit (1 Gbit/s für Arbeitsplätze, 10–40 Gbit/s für Server und den Kern), die Notwendigkeit der Verwaltung und die Unterstützung von PoE für die Stromversorgung der Geräte. Für mittlere Unternehmen werden Managed Switches mit VLAN und Sicherheitsfunktionen empfohlen; in Rechenzentren werden Switches mit redundanten Netzteilen und Unterstützung von Hochgeschwindigkeitsmodulen verwendet.

Switch und Netzwerksicherheit

Managed Switches unterstützen Sicherheitsfunktionen: Port-Isolation und VLAN, Port-Zugriffskontrolle (802.1X), Filterung nach MAC-Adressen und Schutz vor dem Senden von Frames in fremde Segmente. Die QoS-Konfiguration priorisiert Dienste (Telefonie, Videokonferenzen, DBMS). Für kritische Infrastrukturen werden redundante Netzteile, Verbindungsredundanz (Spanning-Tree, Aggregation) und Port-Überwachung verwendet. Regelmäßige Firmware-Updates schließen Schwachstellen und verlängern die Lebensdauer der Geräte.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Switch und wofür wird er benötigt?

Der Switch ist ein Gerät, das Computer, Server und andere Netzwerkknoten in einem lokalen Netzwerk vereint und Daten strikt zwischen den gewünschten Geräten überträgt. Er wird verwendet, um Computer im Büro zu verbinden, Kameras und Zugangspunkte mit Strom zu versorgen, VLAN zu organisieren und den Kern des Netzwerks im Rechenzentrum aufzubauen.

Wie unterscheidet sich ein Switch von einem Router?

Der Switch arbeitet innerhalb eines lokalen Netzwerks und überträgt Frames zwischen seinen Knoten auf der Grundlage von MAC-Adressen. Der Router verbindet verschiedene Netzwerke und sendet Pakete zwischen ihnen nach IP-Adressen, bietet außerdem Internetzugang, NAT und Netzwerkübergreifenden Schutz.

Welche Switch-Typen gibt es?

Unmanaged — einfach, ohne Konfiguration; Managed — mit VLAN, QoS und Monitoring; Access-, Aggregations- und Core-Switches — je nach Netzwerkhierarchie; PoE-Switches — versorgen Geräte über das Netzwerkkabel mit Strom; Industrie-Switches — für raue Betriebsbedingungen.

Wie viele Ports braucht ein Switch?

Man zählt die Anzahl der anzuschließenden Geräte und fügt 20–30 % Reserve für das Wachstum hinzu. Für ein kleines Büro reichen in der Regel 8–24 Ports, für ein mittleres Unternehmen — Modelle mit 48 Ports und mehreren Uplink-Ports mit 10 Gbit/s zu Server und übergeordneter Ausrüstung.

Was ist VLAN in einem Switch?

VLAN (Virtual Local Area Network) ist eine Funktion eines Managed Switches, mit der man ein physisches Netzwerk logisch in mehrere isolierte Segmente teilen kann: zum Beispiel getrennte VLAN für Mitarbeiter, Gäste, Server und IP-Telefonie. Das erhöht die Sicherheit und vereinfacht die Verkehrsverwaltung.

Was ist PoE und wofür wird es benötigt?

PoE (Power over Ethernet) — eine Technologie zur Stromversorgung eines Geräts über dasselbe Netzwerkkabel wie die Daten. PoE-Switches versorgen Videokameras, Wi-Fi-Zugangspunkte und IP-Telefone, was die Montage vereinfacht und keine separaten Steckdosen an jedem Gerät erfordert.

Warum ist ein Managed Switch besser als ein Unmanaged?

Ein Managed Switch ermöglicht die Konfiguration von VLAN, QoS-Prioritäten, Port-Aggregation, Spiegeln und die Durchführung von Verkehrs-Monitoring. Das ist für Unternehmensnetzwerke notwendig, wo Segmentierung, Leistungssteuerung und Informationssicherheit erforderlich sind.

Welchen Switch wählt man für das Rechenzentrum?

Für den Kern des Rechenzentrums wählt man leistungsstarke Switches mit 10/25/40/100 Gbit/s, redundanten Netzteilen und Lüftern, Unterstützung von Erweiterungsmodulen und Verwaltung über CLI/NETCONF. Für Server-Racks verwendet man Modelle mit Port-Aggregation für die Anbindung an den Kern und die Datenspeichersysteme.