Netzwerk-Switches

Netzwerk-Switches sind intelligente Netzwerkgeräte, die auf der Sicherungsschicht (Schicht 2) und manchmal auf der Vermittlungsschicht (Schicht 3) des OSI-Modells arbeiten. Sie verbinden Geräte innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) und verwenden MAC-Adressen, um Daten nur an das spezifische Gerät weiterzuleiten, das sie empfangen muss, im Gegensatz zu Hubs, die an alle angeschlossenen Geräte senden. Moderne Switches unterstützen Funktionen wie VLANs, Quality of Service (QoS), Link-Aggregation und Verwaltungsfunktionen.

In industriellen Umgebungen sind Netzwerk-Switches oft für raue Umgebungen ausgelegt, mit Betriebstemperaturen von -40°C bis 85°C und Schutzarten von IP30 bis IP65. Sie können Power over Ethernet (PoE) unterstützen, um angeschlossene Geräte wie IP-Kameras oder Sensoren mit Strom zu versorgen, mit bis zu 48 PoE-Ports. Die Anzahl der Ports reicht typischerweise von 8 bis 48, mit Portgeschwindigkeiten von 10/100/1000 Mbit/s (IEEE 802.3). Die Switch-Kapazität kann von 16 bis 336 Gbit/s reichen, und die Weiterleitungsrate von 11,9 bis 250 Mpps. Die Größe der MAC-Adresstabelle variiert von 8K bis 128K Einträgen. Die Versorgungsspannung beträgt typischerweise 9-36 V DC, mit einem Stromverbrauch zwischen 5 und 30 W, abhängig von der Anzahl der Ports und dem PoE-Budget. Formfaktoren umfassen Desktop- und Rackmount, mit Gewichten von 0,5 bis 5 kg.

Diese Switches werden aus Kunststoff, Metall, elektronischen Komponenten und Leiterplatten hergestellt. Sie werden in der Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Produkten eingesetzt. Bei der Auswahl eines Netzwerk-Switches ist es wichtig, modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren, da die angegebenen Bereiche nur als Referenz dienen.

Netzwerk-Switches funktionieren, indem sie eingehende Datenpakete untersuchen, die Ziel-MAC-Adresse im Header jedes Pakets lesen und das Paket nur an den spezifischen Port weiterleiten, der mit dem Zielgerät verbunden ist. Sie pflegen eine MAC-Adresstabelle, die MAC-Adressen Switch-Ports zuordnet und dynamisch durch Lernen von Quelladressen aus eingehendem Verkehr aufgebaut wird. Wenn ein Paket ankommt, sucht der Switch die Ziel-MAC-Adresse in seiner Tabelle und leitet das Paket an den entsprechenden Port weiter. Wenn die Zieladresse unbekannt ist, sendet der Switch das Paket an alle Ports außer dem Quellport. Dieser Prozess schafft dedizierte Kommunikationspfade zwischen Geräten, reduziert Kollisionen und verbessert die Netzwerkeffizienz im Vergleich zu Hubs.