Einen einfachen managed Ethernet-Switch einrichten und konfigurieren

Es gibt bei kaum einer anderen Geräteklasse wie dem Ethernet-Switch eine so breite Spanne bezüglich der Komplexität des Einrichtens und der Konfiguration. Von ganz simplen unmanaged Ethernet-Switches, bis hin zu managed Ethernet-Switches für professionelle Unternehmenslösungen, für deren Bedienung Hersteller mehrtägige Weiterbildungskurse anbieten. Für den Bereich der kleinen Netzwerke, bzw. Heimnetzwerke fokussiert sich dieses Kapitel auf einfache managed Ethernet-Switches, welche je nach Hersteller auch durch eine eigenen Bezeichung von den komplexeren managed Ethernet-Switches abgegrenzt werden. Smart-Switches oder WebManaged-Switches sind zwei Beispiele für solch eine Bezeichnung.

Bei weitergehendem Interesse an Informationen über Ethernet-Switches finden Sie hinter folgendem Link eine kompakte Beschreibung dieser Geräteklasse für den Heimnetzwerkgebrauch.

Sich mit einem Ethernet-Switch verbinden

Um einen managed Ethernet-Switch zu konfigurieren, müssen Sie sich zuerst mit diesem verbinden und auf die Bedienoberfläche zugreifen. Wie bei anderen Netzwerkgeräten ist hier die Bedienung über einen Webbrowser üblich. Alternativ kommt eine separate Software zum Einsatz, welche Sie erst einmal auf Ihrem PC oder Notebook installieren müssen.

Für die allererste Verbindung sind 2 Ansätze gebräuchlich, wobei der 1. Ansatz der übliche Ansatz ist.

1. Idealerweise hat der Ethernet-Switch DHCP aktiviert und ist über Ihr Heimnetzwerk an einen DHCP Server (dieser ist typischerweise in Ihrem Internet-Router integriert) angebunden. In diesem Fall bezieht der Ethernet-Switch seine IP Adresse automatisch von diesem DHCP Server. Die zugewiesene IP Adresse können Sie in Ihrem Internet-Router, unter der Liste der angeschlossenen Geräte nachlesen. Abschließend einfach die IP Adresse numerisch in Ihren Webbrowser eingeben und die Bedienoberfläche des Ethernet-Switch erscheint. Bei Verwendung einer Konfigurationssoftware kann es sein, das diese eine Scan Funktion unterstützt, welche innerhalb des IP Adressbereiches ihres PCs/Notebooks nach Ethernet-Switches sucht und diese anzeigt. Ist dies der Fall, dann können Sie sich über einen direkt Klick auf den gefundenen Ethernet-Switch mit diesem Verbinden.

2. Der Ethernet-Switch hat ab Werk eine IP Adresse voreingestellt und DHCP ist nicht aktiv. In diesem Fall ist es notwendig in der Bedienanleitung nachzulesen, welche IP Adresse ab Werk eingestellt ist. Des Weiteren müssen Sie sowohl den Ethernet-Switch als auch den PC/Notebook, welchen Sie für die Konfiguration verwenden wollen von dem restlichen Netzwerk trennen. Danach gilt es in dem PC/Notebook eine feste IP Adresse zu konfigurieren, welche dem voreingestellten IP Adressbereich des Ethernet-Switch entspricht. Ist das alles geschehen können Sie sich mit dem Ethernet-Switch verbinden und die IP Adresse in den Webbrowser, bzw. die Konfigurationssoftware eingeben, um die Bedienoberfläche aufzurufen. Falls wie in Punkt 1 erwähnt die Konfigurationssoftware über eine Scan Funktion verfügt, dann kommt diese alternativ zur Eingabe einer IP Adresse jetzt ebenfalls zum Einsatz.

Das grundlegende Einrichten eines Ethernet-Switch

Nach erfolgreichem Zugriff auf die Bedienoberfläche müssen Sie sich über einen ab Werk voreingestellten Benutzernamen und Passwort anmelden. Auch bei einem Ethernet-Switch in Ihrem Heimnetzwerk ist es ratsam diese Voreinstellung so schnell wie möglich zu ändern, um ungewollte Konfigurationen soweit wie möglich zu vermeiden. Als zweites sollten Sie bei einer ab Werk fest eingestellten IP Adresse, entweder den automatischen Bezug einer IP Adresse über DHCP aktivieren oder fest eine IP Adresse, Subnetzmaske konfigurieren, welche dem IP Adressbereich Ihres Heimnetzwerkes entspricht. Die Konfiguration eines sogenannten Default Gateways wird nur benötigt, wenn Sie sich aus einem anderen IP Netz mit dem Ethernet-Switch verbinden wollen (z.B. per Fernzugriff aus dem Internet). Im Normalfall ist dies aber unnötig und Sie können die Voreinstellung bzw. das vom DHCP Server zugewiesene Default Gateway belassen.

Nächster Schritt sollte es sein zu prüfen ob die Firmware aktuell ist und diese bei Bedarf zu aktualisieren. Hierzu können Sie über die Webseiten des Herstellers Ihres Ethernet-Switch prüfen ob eine neuere Firmwareversion vorliegt und diese dann auf Ihren Rechner herunterladen. Über die Bedienoberfläche können Sie dann die lokal gespeicherte Firmware selektieren und den Vorgang zum aktualisieren starten. Vor dem eigentlichen aktualisieren ist es noch einen Gedanken wert, die Konfiguration Ihres Ethernet-Switches zu sichern. Damit können Sie, im Fall das etwas schief geht und der Ethernet-Switch auf Werkseinstellungen zurückgesetzt wird, Ihre Einstellungen schnell wiederherstellen.

Die Ethernet-Switch Funktionen konfigurieren

Im folgenden eine Beschreibung interessanter typischer Funktionen eines Ethernet-Switches, welche Sie durch eine Konfiguration an ihre Bedürfnisse anpassen können.

• Sie können jeden einzelnen Ethernet Anschluss Ihres Ethernet-Switch konfigurieren.

  • Soll ein Ethernet Anschluss ein- oder ausgeschaltet sein. Diese Einstellung kann nützlich sein, um zu verhindern das Ethernet Anschlüsse in öffentlich zugänglichen Räumlichkeiten unbefugt verwendet werden, wenn Sie diese selbst gerade nicht brauchen.

  • Mit welcher Datenrate und welchem Duplex Mode soll ein Ethernet-Anschluss betrieben werden. Um Probleme zu vermeiden sollte die automatische Aushandlung eingestellt sein, bzw. belassen werden. Mit einer Einstellung auf 100Mbit/s, Full Duplex können Sie etwas Energie sparen, falls Ihnen diese Datenrate ausreichend ist. Andere Einstellungen auf z.B. Halb Duplex oder 10Mbit/s sind in der Regel nicht sinnvoll und finden inzwischen nur noch in alten Netzwerken eine Anwendung.

  • Die Flow Control Einstellung bietet in einem Heimnetzwerk nur sehr selten einen Mehrwert. Damit ist es möglich Engpässe in der Übertragung dem Gerät am anderen Ende der Ethernet Verbindung mitzuteilen und dieses anzuweisen kurz mit dem Senden von neuen Daten zu warten. In einem Heimnetzwerk bildet jedoch üblicherweise nicht die Ethernet Verbindung einen Engpass (Gigabit- Ethernet angenommen).

• Das Aktivieren der IGMP Snooping Funktion ist sehr interessant, wenn Sie Fernsehen über das Internet nutzen (IP-TV). Damit können Sie verhindern, dass der Ethernet-Switch IP-TV Datenströme blind auf alle Verbindungen verteilt, sondern nur auf die Verbindungen hinter welchen Geräte angeschlossen sind, welche einen IP-TV Datenstrom angefordert haben. Verbindungen mit niedriger Datenrate werden damit nicht so schnell unnötig überlastet.

• Mittels Link Aggregation können Sie mehrere Ethernet Anschlüsse zu einem logischen Ethernet Anschluss zusammenfassen. Falls das Gerät am anderen Ende der Ethernet Verbindung diese Funktion ebenfalls interoperabel unterstützt, dann können Sie eine Ethernet Verbindung mit der, je nach Anzahl zusammengefasster Anschlüsse, doppelten, dreifachen, etc. Datenrate aufbauen. Diese Funktion kann für Sie interessant sein, wenn Sie an dem Ethernet-Switch einen WLAN Access Point angeschlossen haben, welcher höchste IEEE802.11n/ac Datenraten über mehrere Frequenzbänder gleichzeitig unterstützt. Selbst dann reicht im Normalfall eine reguläre Gigabit-Ethernet Verbindung aus, doch falls Sie einen temporären Engpass absolut ausschließen wollen, dann kann die Link Aggregation Funktion Abhilfe schaffen. Beachten Sie dabei, dass weiterführende Verbindungen dann ebenfalls höhere Datenraten unterstützen, da Sie sonst die Stelle eines potentiellen Engpasses nur verschieben, den Engpass an sich aber nicht verhindern.

• Mit den Einstellungen für Anschluss basiertes Quality of Service (QoS) können Sie priorisieren, welche Datenströme von welchen Anschlüssen Priorität haben, falls mehrere Ethernet Frames gleichzeitig empfangen werden oder ein Engpass vorliegt. Haben Sie z.B. ein IP Telefon oder einen PC für das Online Gaming an einen Ethernet-Switch angeschlossen, dann können Sie diesen Vorrang gegenüber anderen Geräten einräumen. Unten stehendes Bild zeigt als Beispiel die Bedienoberfläche eines einfachen Ethernet-Switch des Herstellers TP-Link für die Anschluss-basierte Priorisierung.

• Die Bandbreiten Kontrolle (engl.: Bandwidth Control) ermöglicht es die Empfangsdatenrate und die Sendedatenrate zu limitieren. Damit ist eine noch striktere Kontrolle möglich das bestimmte Ethernet Verbindungen nicht die Ursache für einen Engpass sein können. Es ist aber effizienter ein Priorisierung zu konfigurieren, als Bandbreiten hart zu limitieren.

• Durch eine fehlerhafte Installation, eine absichtliches oder unabsichtliches Generieren von massenhaften Multicast oder Broadcast Ethernet Frames, kann Ihr Netzwerk innerhalb kürzester Zeit komplett überlastet und unbrauchbar gemacht werden. Um das zu verhindern bieten Ethernet-Switches Funktionen sogenannte Broadcast Storms zu limitieren. Das behebt nicht die eigentlich Ursache, sorgt aber dafür das Ihr Netzwerk in diesem Fall überhaupt noch seinen eigentlichen Zweck erfüllen kann. In kleinen Netzwerken sind Broadcast Storms allerdings selten und eine Konfiguration macht nur Sinn, wenn Sie berechtigten Anlass zur Sorge haben.

Notiz: Schon einfache managed Ethernet-Switch Geräte unterstützen das Konzept der Virtual Local Area Networks (VLAN). Dieses Konzept erlaubt die Unterteilung eines physikalischen Netzwerkes in mehrere aus Ethernet Sicht getrennte logische Netzwerke. Dieses Konzept ist eng verknüpft mit der Unterteilung von IP Adressbereichen und dem Bedarf zwischen den einzelnen getrennten logischen Netzwerken zu routen. Da die allermeisten Heimnetzwerke ohne die Unterteilung in VLANs auskommen, wird derzeitig diese Thematik nicht weiter vertieft.

Notiz: Es ist sehr gut möglich, dass sich für Sie kein Bedarf ergeben hat Ethernet-Switch spezifische Konfigurationen vorzunehmen. Da liegt die Frage nahe, warum habe ich mir jetzt einen managed Ethernet-Switch gekauft, ein günstigerer unmanaged Ethernet-Switch hätte es ja auch getan? Die Antwort ist, dass der eigentliche Mehrwert eines managed Ethernet-Switch für ein Heimnetzwerk oft in den Funktionen zur Prüfung Ihres Netzwerkes und der Unterstützung Fehler zu finden liegt. Die Nützlichkeit solcher Möglichkeiten sollte nicht unterschätzt werden, vor allem wenn es im Netzwerk klemmt. Mehr Informationen finden Sie hierzu in den Kapiteln über das Prüfen eines Netzwerkes, bzw. der Fehlersuche.