Netzwerktechnik

Switching
Funktionsweise: 

 Ein Switch führt intern eine MAC-Adressentabelle 

 Die Ethernetframes werden immer nur an den Richtigen Port gesendet. 

 Es gibt 3 mögliche Fälle: 

 

 Switch kennt bereits die MAC-Adresse → Frame wird direkt an den richtigen Port gesendet 

 Switch kennt die MAC-Adresse noch nicht → Frame wird an alle Ports außer Empfangsport gesendet 

 Broadcast Ziel → Frame wird an alle Ports außer Empfangsport gesendet 

 

 

 Arbeitsweisen: 

 Es werden 2 Arbeitsweisen unterschieden: 

 

 Store-and-Forward:

 

 Frame wird komplett empfangen und gespeichert 

 Frame wird geprüft (FCS) 

 Frame wird weitergeleitet 

 

 

 Cut-Through:

 

 Frame wird nach Empfang der Zieladresse direkt weitergeleitet 

 schneller, aber keine Prüfung auf Beschädigungen 

 

 

 

 In der Realität werden Mischformen verwendet. 

 

 Schleifen: 

 Bei L2 Schleifen wird die TTL nicht heruntergezählt, deshalb haben L2-Frames eine unbegrenzte Lebenszeit. 

 Bei einem Broadcast kann das zu Problemen führen 

   

 

   

 Es gibt mehrere Lösungen für diese Probleme: 

 

 Schleifen vermeiden → saubere Sternverkabelung 

 Spanning-Tree Protokoll Familie (STP) → Schleifen durch Abschalten von Ports auflösen 

 Ethernet Ring Protection (ERP) → Schleifen durch gezieltes Forwarding vermeiden.

VLAN
Virtuelle LANs 

 Durch Virtuelle LANs kann man einen physikalischen Switch in mehrere logische Bridges aufteilen. 

 Dadurch kann man mehrere (IP Sub-) Netze über eine Leitung übertragen 

 

 

 Arten von Switchports: 

 

 Access-Port: einem einzigen VLAN zugeordnet

 

 Für Endgeräte 

 ohne Tags 

 

 

 Trunk-Port: mehrere VLANs, Frames getaggt

 

 eins der VLANs ist aus historischen Gründen ungetaggt (native VLAN) 

 

 

 

 

 Port Aggregation 

 Es werden mehrere Links/Ports "parallel geschaltet" wodurch mehrere physische Ports als ein logischer Port mit höherer Bandbreite genutzt werden können. Auf einem aggregierten Port können gleichzeitig über VLANs mehrere Frames getaggt und transportiert werden. 

 Andere Begriffe für Port Aggregation: Etherchannel, Teaming, Port Trunking 

 

 VLAN - Tags 

 Ethernet-Frames, die über eine mehrfach genutzte Leitung (Trunk) gesendet werden, müssen eine "Netzkennung" also einen Tag erhalten. 

 Diese Tags sind nach dem IEEE 802.1Q Standard defiinert: 

 

 VLAN-Tag wird bei Bedarf nachträglich in den Ethernet Frame eingefügt (4 Byte) 

 4094 VLAN IDs möglich (12Bit, 0 und 4095 reserviert)