Wie funktioniert ein Layer 2 Switch?

Ein Layer 2 Switch arbeitet auf der Data Link Layer (Schicht 2) des OSI-Modells. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Datenpakete innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) zu empfangen und weiterzuleiten. Hier sind die wesentlichen Funktionsweisen eines Layer 2 Switches:

1. **MAC-Adresstabelle**: Der Switch führt eine Tabelle, die MAC-Adressen (Media Access Control) der Geräte im Netzwerk mit den entsprechenden Ports des Switches verknüpft. Diese Tabelle wird dynamisch erstellt und aktualisiert, wenn der Switch Datenpakete empfängt.

2. **Frame-Weiterleitung**: Wenn ein Datenpaket (Frame) an den Switch gesendet wird, liest der Switch die Ziel-MAC-Adresse des Frames. Anhand der MAC-Adresstabelle entscheidet der Switch, an welchen Port das Paket weitergeleitet werden soll.

3. **Broadcast und Unicast**: Wenn die Ziel-MAC-Adresse nicht in der Tabelle vorhanden ist, sendet der Switch das Paket an alle Ports (Broadcast), außer dem Port, von dem es empfangen wurde. Wenn die Ziel-MAC-Adresse bekannt ist, wird das Paket nur an den entsprechenden Port gesendet (Unicast).

4. **Learning**: Der Switch lernt die MAC-Adressen der Geräte, indem er die Quell-MAC-Adressen der empfangenen Frames in seine Tabelle einträgt. So kann er zukünftige Pakete effizienter weiterleiten.

5. **Loop Prevention**: Layer 2 Switches können Spanning Tree Protocol (STP) verwenden, um Schleifen im Netzwerk zu verhindern. Schleifen können auftreten, wenn mehrere Verbindungen zwischen Switches bestehen, was zu endlosen Zirkulationen von Paketen führen kann.

Ein Layer 2 Switch verbessert die Netzwerkleistung, indem er den Datenverkehr segmentiert und Kollisionen reduziert, was zu einer effizienteren Nutzung der Netzwerkbandbreite führt.