Netzwerk/Bridge
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Bridges vs. Switches
Es gibt in der Fachliteratur keine eindeutige Einteilung der Technik, die Bridges oder Switches definieren. Switches arbeiten als transparente Bridges, haben jedoch eine höhere Durchsatzleistung und mehr Ports. Hinzu kommt, dass moderne Switches auch häufig mit einer Layer 3 Instance, einem einfachen Router, ausgestattet werden. Allgemein wurden Bridges etwa ab 1985 zum Segmentieren (Verkleinern der Kollisionsdomäne) von Netzen und zum Verbinden unterschiedlicher Architekturen (z. B. Ethernet – TokenRing) entwickelt und vermarktet. Switches wurden erst viel später (1990) entwickelt. Sie können unter gewissen Umständen Router ersetzen, sogar dann, wenn sie keine eigene Layer 3 Instance enthalten. Zum Beispiel wenn der Einsatz eines Switches statt einer Bridge nötig wurde, um eine Kollisionsdomäne zu verkleinern und eine Bridge nicht genug Ports und Durchsatz hatte.
Zur Verkleinerung der Kollisionsdomäne erhält ein Switch möglichst viele Ports, an die jeweils nur wenige Geräte – im Idealfall eines – angeschlossen wird. Zusätzlich stellen ein oder mehrere sogenannte Uplink-Ports Verbindungen zum nächsten Switch bzw. Router her. Oft, aber nicht notwendigerweise sind Uplink-Ports in einer schnelleren oder höherwertigen (Ethernet-)Technik realisiert als die anderen Ports (z. B. Gigabit-Ethernet statt Fast-Ethernet oder Glasfaserkabel anstatt Twisted-Pair-Kupferkabel). Nicht modulare Switches haben in der Regel mindestens vier bis maximal etwa 48 Ports. Große „modulare“ Switches können je nach Modell zu Einheiten mit mehreren hundert Ports konfiguriert werden. Im Gegensatz zu Bridges können Switches mehrere Pakete zeitgleich zwischen verschiedenen Portpaaren übertragen. Am Ehesten entspricht eine Bridge einem Switch im Betriebsmodus Store and Forward mit meist nur zwei Ports: a switch is a multiport bridge (ein Switch ist eine Mehrport-Bridge) lautete noch 1991 ein Lehrspruch von Cisco Systems, seit der Übernahme von Kalpana 1994 geht man bei Cisco differenzierter mit dem Thema um.
In den Anfangszeiten der Switch-Technik waren auch Port-Switches verbreitet, dies waren preisgünstigere Geräte, welche über einen dedizierten Uplink-Port verfügten und an den restlichen Ports lediglich eine MAC-Adresse pro Port speichern konnten. Bridges hingegen können stets viele MAC-Adressen in ihrer internen SAT (Source Address Table) speichern. Umgekehrt benötigen Bridges zum Anschluss mehrerer Geräte oft externe Verteiler z. B. Hubs.
In der Regel können Bridges und Switches Netzwerke mit verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten miteinander verbinden. Bridges können meist sowohl auf MAC- als auch auf LLC-Basis arbeiten, Switches hingegen arbeiten auf MAC-Basis. Switches können folglich keine unterschiedlichen Architekturen (z. B. Ethernet – Token Ring) überbrücken. Da Ethernet den Markt dominiert, hat die Überbrückung verschiedener LAN-Architekturen nur eine geringe Bedeutung. Nicht zuletzt deshalb sind Bridges mittlerweile Nischenprodukte.
Bei größeren Switches, genau so wie bei leistungsstarken Bridges, kann für jedes verbundene Netzwerk-Segment eine bestimmte Bandbreite festgelegt werden, auch können bestimmte Dienste priorisiert werden (Quality of Service). Daneben unterstützen große moderne Switches eine Vielzahl von Protokollen und Verfahren (z. B. Discovery-Protokolle, VLANs, MANs, QoS, Layer 3 Instance mit diversen Routing-Protokollen, Management-Protokolle (SNMP, RMON, Syslog), Infrastruktur-Protokolle (DHCP-Server, BOOTP/TFTP-Server, FTP-Server, SSH-Server), Sonderbehandlung für spezielle Protokolle (DHCP und BOOTP Relay-Agent), Sicherheits-Features (Layer 2 bis 4 ACLs, Gratuitous ARP Protection, DHCP-Enforcement, MAC-Lockdown, Broadcasting-Kontrolle, Ingress-Filter), Redundanz-Protokolle (VRRP) usw.). Dabei verschwimmen auch die Unterschiede zu Routern immer mehr.
Bridges und Virtualisierung
Bridges, die innerhalb eines Betriebssystems eingerichtet werden, spielen eine große Rolle beim Thema Virtualisierung. Hierbei wird ein sogenanntes Bridgedevice eingerichtet, welches eine reelle Netzwerkkarte um virtuelle Netzwerkkarten erweitert und diese wie eine Bridge verbindet. Diese Schnittstellen werden dem virtualisierten Gastsystem als (virtuelle) Netzwerkkarten zur Verfügung gestellt. Erst über diese Netzwerkkarten wird die externe Netzwerkkommunikation eines Gastsystems über die reale Netzwerkschnittstelle des Hostsystems auch nach außen möglich.
Software-Bridges
Neben dedizierter Hardware kann man auch Computer auf macOS-, BSD-, DOS-, Linux- oder Windows-XP-Basis als Bridge-Lösungen einsetzen. Eine spezielle Hardware arbeitet zwar überwiegend robuster und durch die spezielle Architektur auch schneller; dennoch bestechen gerade Linux- und BSD-Versionen durch eine umfangreiche Unterstützung verschiedenster Netzwerkkarten und Protokolle. Leistungsbegrenzend wirken aber die geringen Datendurchsatzraten und die relativ hohen Latenzzeiten der bei PCs gängigen Bus-Systeme. Niemals erreichen PCs die Durchsatzraten von Switches und nur selten die von Bridges. Allgemein haben Software-Router auf PC- oder Workstationbasis oft einen weiteren Nachteil: den relativ hohen Stromverbrauch. Bereits nach einem Jahr können die Stromkosten höher sein als der Preis für ein kleines Kompaktgerät. Manche Bridges nennen sich zwar Hardware-Bridges, bestehen aber tatsächlich aus PC-Komponenten. Lediglich das Gehäuse oder die zum Teil mechanisch veränderten PCI-Steckplätze und das Betriebssystem erwecken den Anschein eines Spezialsystems. Zwar arbeiten diese Systeme meist sehr robust und zuverlässig; dennoch wird auch hier das Bridging per Software und ohne spezielle Hardwareunterstützung durchgeführt.
BRouter
Vorlage:Hauptartikel Geräte, die die Funktion von Bridges und Routern vereinen, nennt man gelegentlich BRouter. Häufiger findet sich fälschlicherweise der Begriff Layer-3-Switch. Ein Layer-3-Switch ist jedoch nicht genau dasselbe wie ein BRouter.