Wenn man in einem Büro die Netzwerkschränke öffnet, sieht man oft Geräte, die auf den ersten Blick unscheinbar wirken: Kästen mit vielen kleinen Ports, aus denen unzählige Kabel herausführen. Das sind Switches – die zentralen Verteilerstationen in lokalen Netzwerken. Sie sorgen dafür, dass Datenpakete zielgerichtet ankommen.
Früher gab es an dieser Stelle oft Hubs. Die sahen ähnlich aus, arbeiteten aber viel primitiver. Der Unterschied zwischen beiden Geräten ist entscheidend für das Verständnis moderner Netzwerke. In diesem Beitrag schauen wir uns an, warum Hubs heute fast verschwunden sind, Switches hingegen das Rückgrat jedes LANs bilden und welche Rolle sie in der Netzwerkinfrastruktur spielen.
Das Prinzip: Geräte miteinander verbinden
Das Grundproblem ist simpel: Wenn man mehrere Rechner oder Drucker im selben Netz betreiben möchte, brauchen sie eine Möglichkeit, miteinander zu sprechen. Direktverbindungen per Kabel wären unpraktisch – niemand möchte für jeden Rechner ein eigenes Kabel zu jedem anderen legen. Stattdessen setzt man auf einen zentralen Punkt, an dem alle Geräte angeschlossen werden.
- Hubs waren die erste Lösung: einfache Verteiler, die Signale an alle weitergeben.
- Switches sind die Weiterentwicklung: intelligente Verteiler, die gezielt nur den richtigen Empfänger ansprechen.
Hubs – die lauten Marktplätze
Ein Hub arbeitet denkbar einfach: Alles, was ein Gerät an den Hub schickt, wird an alle anderen Ports weitergegeben. Man könnte es mit einem Marktplatz vergleichen, auf dem jeder seine Botschaft in die Menge ruft – egal, für wen sie gedacht ist.
Vorteile
- Sehr billig in der Herstellung.
- Plug-and-Play – keine Konfiguration nötig.
Nachteile
- Jedes Gerät bekommt jedes Paket, auch wenn es gar nicht für ihn bestimmt ist.
- Kollisionen sind häufig: Wenn zwei Geräte gleichzeitig senden, stören sie sich gegenseitig.
- Die Bandbreite wird geteilt – je mehr Geräte, desto langsamer.
- Sicherheitsrisiko: Jeder Teilnehmer könnte problemlos den gesamten Verkehr mithören.
Aus diesen Gründen sind Hubs heute praktisch ausgestorben. Sie sind höchstens noch in Labors oder zum Debugging zu finden.
Switches – die eleganten Verkehrsmanager
Ein Switch löst all diese Probleme, indem er intelligenter arbeitet. Er merkt sich, welche MAC-Adresse (Hardware-Adresse der Netzwerkkarte) an welchem Port hängt. Wenn ein Paket ankommt, schaut der Switch nach: „Für welche MAC-Adresse ist das bestimmt? Ach, das Gerät hängt an Port 5. Dann leite ich es nur dorthin.“
Man könnte sagen: Statt den Marktplatz anzuschreien, gibt es nun geordnete Straßen mit Schildern, die jedes Paket zum richtigen Haus bringen.
Vorteile
- Volle Bandbreite pro Verbindung – kein Teilen wie beim Hub.
- Weniger Kollisionen, da jeder Port sein eigenes Segment bildet.
- Mehr Sicherheit: Pakete landen nur beim Empfänger.
- Viele Zusatzfunktionen, z. B. VLANs oder Quality of Service.
Switches im Alltag
Ein klassisches Heimnetzwerk sieht heute so aus:
- Der Router hat oft einen kleinen Switch integriert (meist 4 Ports).
- Dort hängen PC, Smart-TV oder Spielekonsole per Kabel dran.
- Für größere Netze (z. B. Büros) kommen 8-, 16- oder 48-Port-Switches zum Einsatz.
In Unternehmen findet man oft Racks mit mehreren Switches, die ganze Etagen oder Gebäude versorgen. Von dort führen Kabel zu den Arbeitsplätzen, Access Points und Servern.
Managed vs. Unmanaged Switches
Nicht jeder Switch ist gleich. Es gibt zwei Hauptkategorien:
- Unmanaged Switches: Einstecken, fertig. Keine Konfiguration möglich, einfach Verteiler. Ideal fürs Heimnetz oder kleine Büros.
- Managed Switches: Lassen sich konfigurieren und überwachen. Administratoren können VLANs einrichten, Ports sperren, Prioritäten setzen oder Traffic analysieren. Diese Switches sind teurer, aber in professionellen Umgebungen unverzichtbar.
Zusatzfunktionen moderner Switches
Heutige Switches können viel mehr als nur Pakete weiterleiten. Einige wichtige Features:
- VLANs: Virtuelle Netze, die Geräte logisch voneinander trennen.
- QoS (Quality of Service): Priorisierung bestimmter Daten, z. B. für Telefonie oder Videokonferenzen.
- Port-Security: Beschränkung, welche Geräte an welchen Ports angeschlossen werden dürfen.
- Link Aggregation: Mehrere Kabel bündeln, um die Bandbreite zu erhöhen.
- Spanning Tree Protocol (STP): Schutz vor Netzwerkschleifen.
Damit wird der Switch zu einem mächtigen Werkzeug, das Netzwerke stabil und sicher hält.
Switches und Sicherheit
Auch wenn Switches Pakete nur gezielt weiterleiten, sind sie nicht unangreifbar. Angreifer können versuchen, mit MAC-Flooding die Adresstabellen des Switches zu überlasten. Dann fällt er in den Hub-Modus zurück und leitet alles an alle weiter – was das Mithören erleichtert.
Deshalb ist es in Unternehmen üblich, Sicherheitsmechanismen zu aktivieren:
- Begrenzung der Anzahl erlaubter MAC-Adressen pro Port.
- Alarmierung bei ungewöhnlichem Verhalten.
- Nutzung von VLANs, um Netze sauber zu trennen.
Switches in Rechenzentren
In modernen Rechenzentren übernehmen Switches noch größere Aufgaben. Dort gibt es oft Core-Switches, die ganze Netzwerke verbinden, sowie Top-of-Rack-Switches, die jeweils nur für einen Serverschrank zuständig sind.
In High-Speed-Umgebungen arbeiten Switches mit 10, 40 oder sogar 100 Gbit/s pro Port. Sie bilden das unsichtbare Rückgrat für Cloud-Dienste, Streaming-Plattformen und Online-Spiele.
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