Bridges, Switches und Router: Netzwerkkomponenten erklärt

Bridges und Switches im Netzwerk

Bridges (Brücken) und Switches sind Netzwerkelemente, die über Kontrollfähigkeiten verfügen. Sie speichern und leiten Frames (Datenrahmen) weiter, die sie über ihre Ports basierend auf deren Inhalt empfangen.

Sie werden verwendet, um gleiche oder verschiedene LANs miteinander zu verbinden. Eine Bridge isoliert dabei den Datenverkehr zwischen den Netzwerksegmenten.

Wenn ein Ethernet-Netzwerk beispielsweise eine Länge von 2,5 km hat, kann eine Bridge in der Mitte des Netzwerks installiert werden. Durch die Zuweisung jedes Segments mit einer Länge von maximal 2,5 km lässt sich so ein Netzwerk von bis zu 5 km Gesamtlänge realisieren.

Funktionsweise auf OSI-Ebene

Bridges arbeiten auf der OSI-Ebene 2 (Sicherungsschicht). Die grundlegende Verarbeitungseinheit ist der Frame.

Phasen der Frame-Verarbeitung in Segmenten:

• Zuerst erfolgt die Speicherung des empfangenen Frames im Puffer (Memory).
• Es folgt eine CRC-Prüfung, um sicherzustellen, dass keine fehlerhaften Frames weitergeleitet werden.
• Einige Bridges sind in der Lage, das Zielsegment des Frames zu bestimmen.
• Schließlich leitet die Bridge den Frame weiter, sofern das Ziel über das entsprechende Segment erreichbar ist.

Switches

Ein Switch ist ein Gerät, das ebenfalls Funktionen auf der OSI-Ebene 2 ausübt. Er ähnelt in seinem Betrieb einer Bridge, weist jedoch spezifische Merkmale auf:

• Der Switch arbeitet in der Regel lokal.
• Er verbindet Netzwerksegmente anstelle von ganzen Netzwerken.
• Er arbeitet schneller als eine Bridge.
• Switches können die Bandbreite des Netzwerks bei Bedarf in jedem Segment aufteilen.
• Sie sind stapelbar (stackable).
• Die Gesamtbandbreite des Switches liegt über der Bandbreite der einzelnen Ports.
• Einige Modelle können Netzwerksegmente unterschiedlichen Typs verbinden.
• Typische Protokolle werden über das Netzwerk verwaltet.

Der Router

Router sind Hardware- oder Software-Geräte, die so konfiguriert werden können, dass sie Pakete zwischen einzelnen Ports weiterleiten. Dabei nutzen sie logische Adressen für LAN-Verbindungen auf der OSI-Ebene 3 (Vermittlungsschicht).

Ihr Betrieb wird durch das Netzwerkprotokoll bestimmt. Die Leistung wird durch die Analyse der Pakete beeinflusst. Ein Router isoliert logische Netzwerke und trennt den Datenverkehr zwischen Segmenten sowie den Broadcast-Verkehr.

Es ist zu berücksichtigen, dass das Netzwerkprotokoll routingfähig sein muss; ein Router, der TCP/IP routet, kann auch andere Protokolle verarbeiten.

Routing-Algorithmen

• Statische Routing-Algorithmen: Die Routing-Tabelle wird manuell vom Administrator programmiert. Diesen Algorithmen fehlt die Fähigkeit, die Netzwerktopologie selbstständig zu erlernen.
• Dynamische oder adaptive Routing-Algorithmen: Diese sind in der Lage, die Topologie selbstständig zu erlernen. Sie sind daher wesentlich flexibler als statische Algorithmen, auch wenn sie teils eine geringere Performance aufweisen. Häufig genutzte Protokolle sind RIP, RIP2 und OSPF (SPF).