LAN-Switching und LAN-Bridging bei lokalen Netzwerken

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Von der Bridge zum Switch

Üblicherweise haben Brücken zwei Anschlüsse für die beiden Netze, die sie verbinden. Brücken, die viele Anschlüsse besitzen, heißen Multiport Bridges. Diese Brücken können den Netzwerk-Verkehr aller angeschlossenen LAN-Segmente untereinander vermitteln und stellen somit einen „Backbone in der Box“ dar. Sie sind besonders zur Leistungssteigerung von mittleren Ethernet- oder Token Ring-Installationen geeignet, wobei der Markt heute vor allem auf Ethernet zielt. Switches sind im Grunde genommen nichts anderes als speziell designte Multiport-Brücken.

Durch eine Multiport-Brücke kann sich die Gesamtleistung des LANs erheblich erhöhen: alle Algorithmen zur Steuerung des wechselseitigen Ausschlusses beim Zugriff auf das gemeinsam nutzbare Medium haben gemein, dass sie umso besser funktionieren je geringer die Last ist. Ein Netz mit schlechten Antwortzeiten wegen Medium-Hochlast kann durch eine Bridge wesentlich entlastet werden

Dabei gehen moderne Bridges sogar noch einen Schritt weiter: man kann vielfach einstellen, dass nur Pakete, die einem bestimmten Protokollstack, wie TCP/IP, angehören, die Bridge passieren dürfen. Das ist in all den Fällen sinnvoll, wo die Kommunikation über die Bridge hinweg nur in bestimmten Fällen funktionieren soll oder darf.

Selbstlernende Brücken

Eine selbstlernende Brücke erspart die manuelle Konfigurierung von Adresstabellen in Brücken oder End-Stationen: sie baut nach Inbetriebnahme automatisch Adresstabellen auf, anhand derer sie über Weitertransport/Vernichtung eines Paketes selbständig entscheiden kann.

Die Brücke arbeitet im so genannten promiscuous Mode, d.h. sie empfängt alle Pakete, die auf dem Netz gesendet werden. Die Quell- und Ziel-Adresse der Pakete werden überprüft und im Anschluss daran folgende Aktionen ausgeführt: Ist die Quell-Adresse noch nicht in der Adresstabelle für das angeschlossene Subnetz eingetragen, erfolgt ein Eintrag, der die Quell-Adresse mit dem Segment assoziiert, auf dem das Datenpaket angekommen ist.

Ist die Ziel-Adresse eingetragen (d.h. ein Paket mit dieser Adresse als Quell-Adresse ist schon einmal empfangen worden) und das Frame von demselben Segment angekommen, der mit der Ziel-Adresse assoziiert ist, wird das Paket als lokaler Verkehr erkannt und nicht weitertransportiert. Ist die Ziel-Adresse nicht eingetragen oder mit einem anderen Segment assoziiert, wird das Paket weitertransportiert.

Mit der Zeit lernt die Brücke so alle Stationen der jeweiligen LAN-Segmente kennen, die sie verbindet. So ist sie in der Lage, lokalen Verkehr vollständig zu filtern und Lasttrennung zwischen den Segmenten durchzuführen.

Selbstlernende Brücken erfordern eine zyklenfreie Netztopologie, da sie zirkulierende Pakete (insbesondere Broadcast-Nachrichten) immer weiter transportieren würden: Es wird kein Header mit einer eventuellen Routing-Information interpretiert (da keiner vorhanden, nur die MAC-Adresse zählt als Information), die Gesamt-Topologie ist einer einzelnen Brücke nicht bekannt.

weiter mit: Schleifenunterdrückung

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