Die Geheimsprache der Hersteller

Switches, die Dispatcher im Netz

Jürgen Hill ist Teamleiter Technologie. Thematisch ist der studierte Diplom-Journalist und Informatiker im Bereich Communications mit all seinen Facetten zuhause. 
Von der einfachen Bridge zum Hochleistungs-Switch war es ein langer Weg. Doch die technischen Grundlagen gelten noch heute und grenzen die Möglichkeiten der Switches ein.
Foto: sxc.hu

Switches und das Ethernet hängen eng miteinander zusammen: Ohne die Switches wäre die Erfolgsgeschichte des Ethernets vom 10-Mbit/s-Netz hin zur Gigabit- beziehungsweise 10-Gigabit-Infrastruktur nicht denkbar. In den 80er Jahren zeigte sich nämlich schnell, dass die normale Ethernet-Technik (Bus-Technik) an ihre Leistungsgrenzen stieß. Ein Manko, das mit einer Segmentierung in Subnetze, die dann geroutet werden sollten, behoben werden sollte. Die Idee hatte jedoch einen Nachteil, denn sie brachte nicht nur den gewünschten Performance-Gewinn, sondern erhöhte auch die Komplexität sowie die Investitionskosten. Die damals weit verbreiteten Bridges, die im Gegensatz zu den Routern auf Netzebene 2 arbeiteten, waren ebenfalls keine Lösung, da sie langsam waren und meist nur zwei Ports hatten.

Eine wirksame Abhilfe brachte dann 1990 Kalpana (später von Cisco gekauft) mit dem ersten kommerziell verfügbaren Switch auf den Markt. Er war eine Weiterentwicklung des traditionellen Bridging-Prinzips auf Layer-2-Ebene, wartete jedoch mit einer höheren Performance sowie einer größeren Port-Dichte auf. Deshalb wurden die Switches anfangs von den Router-Herstellern verächtlich als Multiport-Bridge bezeichnet. Dabei stach bereits der erste Kalpana-Switch die damaligen Highend-Router von Cisco in Sachen Datendurchsatz und Preis aus. Doch für die Switches sprach noch etwa anderes - im Gegensatz zu den Hubs, die nur physisch eine Sternverkabelung abbilden, logisch aber einer Bus-Struktur entsprechen, ermöglichen Switches auch logisch eine Sternstruktur.

Damit gelten die Restriktionen in Sachen Kabellängen nicht wie beim Hub für alle angeschlossen Geräte gleichzeitig, sondern für jeden einzelnen Port. Zudem befinden sich die angeschlossen Geräte nicht in einer einzigen Kollisionsdomäne, sondern in unterschiedlichen. Letztlich bildet jeder Port ein eigenes Netzsegment, das mit anderen Segmenten über den Switch verbunden wird. Auf diese Weise werden Datenpakete im Netz auch nur im Segment des Senders und Empfängers transportiert, was die anderen Segmente entlastet. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Vollduplex-Übertragung, bei der Sender und Empfänger im Gegensatz zu einem Bus-System gleichzeitig Datenpakete übertragen können.