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Switches & Link Aggregation – 2025-09-03 (NT, TRE)

Switch-Typen

Unmanaged Switch

  • Plug & Play
  • Keine Konfigurationsmoeglichkeiten
  • Typisch fuer Heimnetzwerke und kleine Umgebungen

Managed Switch

  • Konfigurierbar (VLAN, Port-Sicherheit, Monitoring)
  • Einsatz in Unternehmensnetzwerken
  • Unterstuetzt Diagnosefunktionen wie Port Mirroring

Port Mirroring: Kopiert den Verkehr eines Ports auf einen Analyse-Port (z. B. fuer Sniffer oder IDS).

Hoeheneinheiten (HE)

  • HE = Hoeheneinheit im 19"-Rack
  • 1 HE = 44,45 mm
  • Standardisierte Bauhoehe fuer Netzwerk- und Serverhardware
  • Erleichtert Planung und Austauschbarkeit

Funktionsweise eines Switches

  • Arbeitet auf OSI-Schicht 2 (Data Link Layer)
  • Verwendet MAC-Adressen zur Weiterleitung
  • Baut eine MAC-Adresstabelle auf (MAC → Port-Zuordnung)
  • Leitet Frames gezielt an den Ziel-Port weiter
  • Unterschied zum Hub: Kein Flooding an alle Ports (außer bei unbekannter Ziel-MAC oder Broadcast)

Praxis-Hinweise: - 10/100 Mbit/s nutzen nur 4 Adern (2 Paare) - 1000Base-T nutzt alle 8 Adern (4 Paare)

Mehrere physische Links werden zu einem logischen Kanal zusammengefasst.

Ziele: - Hoeherer Gesamtdurchsatz - Redundanz - Lastverteilung

Wichtig: Ein einzelner Datenstrom nutzt in der Regel nur einen physischen Link (Hash-basiert).

Begriffe und Standards

  • Oberbegriff
  • IEEE-Standard: 802.1AX (frueher 802.3ad)
  • Bestandteil von 802.1AX
  • Dynamische Aushandlung der Buendelung
  • Automatische Erkennung und Failover

Bonding (Linux)

  • Zusammenfassen mehrerer Interfaces (z. B. bond0)
  • Modi:
  • balance-rr
  • active-backup
  • balance-xor
  • 802.3ad (LACP)
  • balance-tlb / balance-alb

EtherChannel (Cisco)

  • Cisco-Bezeichnung fuer Link Aggregation
  • Statisch oder via LACP
  • Aelteres proprietaeres Protokoll: PAgP

Teaming (Windows)

  • Windows-Server-Begriff
  • Unterstuetzt LACP und Load-Balancing-Modi

Trunking – Begriffsklaerung

  • VLAN-Trunking (802.1Q): Mehrere VLANs ueber eine Leitung
  • Port-Trunking: Synonym fuer Link Aggregation (herstellerabhaengig)

Load-Hash-Varianten: - SA (Source Address) - DA (Destination Address) - SA-DA kombiniert - Optional Layer-4-Ports

   +-------------+       ||       +-------------+
   |   Switch 1  |=======||=======|   Switch 2  |
   +-------------+       ||       +-------------+
        |  |             ||             |  |
        |  +---- LA ---- || ---- LA ----+  |
        |                ||                |
   (2x 1 Gbit/s Ports)   ||    (2x 1 Gbit/s Ports)

                 = 2 Gbit/s logischer Kanal

Hinweis: Der logische Kanal verteilt Last, addiert aber nicht die Bandbreite eines einzelnen TCP-Streams.

Voraussetzungen

  • Beide Endgeraete muessen LA unterstuetzen
  • Gleiche Geschwindigkeit und Duplex
  • Identische LACP-Parameter
  • Gleiche VLAN-Konfiguration bei Trunks

Einsatzgebiete

  • Backbone-Verbindungen
  • Core-Switches
  • Server mit hohem Datendurchsatz
  • SAN / NAS

Kernaussagen

  • Switches arbeiten auf Layer 2.
  • Managed Switches erlauben VLAN und Monitoring.
  • Link Aggregation erhoeht Durchsatz und Redundanz.
  • LACP ist der Standardmechanismus (802.1AX).
  • Einzelne Verbindungen skalieren nicht linear mit der Anzahl der Links.