SwitchingProtokolle

SwitchingProtokolle bezeichnen in der Netzwerktechnik die Protokolle und Mechanismen, die das Lernen, die Auswahl von Zielports und die Weiterleitung von Frames in Switching-Umgebungen steuern. Sie arbeiten überwiegend auf der Layer-2-Ebene und tragen dazu bei, Daten effizient und loopfrei durch ein lokales Netzwerk zu bewegen.

Auf Switches erfolgt die Weiterleitung meist über eine MAC-Adresstabelle. Die Switches lernen MAC-Adressen durch Beobachtung fließender Frames und verwenden altersbasierte Einträge. Ist die Zieladresse bekannt, wird der Frame direkt zum passenden Port geleitet; ist sie unbekannt, wird der Frame auf alle relevanten Ports gesendet (Flooding).

Zur Vermeidung endloser Schleifen kommt das Spanning-Tree-Konzept zum Einsatz. Das Spanning-Tree Protocol (STP, IEEE 802.1D) bestimmt eine redundante Topologie so, dass nur ein aktiver Pfad zwischen zwei Stationen existiert. Erweiterungen wie Rapid Spanning Tree (RSTP, IEEE 802.1W) und Multiple Spanning Tree (MSTP, IEEE 802.1S) verbessern Konvergenzzeit und Skalierbarkeit. In vielen Netzwerken werden außerdem VLAN-spezifische Instanzen mit PVST+ oder ähnlichen Varianten eingesetzt.

Für Leistungs- und Ausfallsicherheit über mehrere Verbindungen hinweg kommt Link Aggregation zum Einsatz. LACP (IEEE 802.1AX, früher 802.3ad) bündelt mehrere physische Ports zu einem logischen Kanal, erhöht Bandbreite und reduziert einzelne Fehlerquellen.

Zusätzliche Ansätze adressieren größere oder speziellere Topologien. IEEE 802.1Q definiert VLAN-Tagging, das in Switches genutzt wird, um logische Netze zu trennen. In Rechenzentren dienen SPB (IEEE 802.1aq) und TRILL (IETF-Standards) als Alternativen oder Ergänzungen zu STP, um Schleifen zu vermeiden und mehrere Pfade effizient zu nutzen.

SwitchingProtokolle müssen je nach Netzgröße, Anforderungen an Ausfalltoleranz, Latenz und Wartung sorgfältig ausgewählt werden; Konvergenzzeiten, Kompatibilität und Herstellerunterstützung sind zentrale Entscheidungskriterien.