# Switching, VLAN, IP-in-IP-Tunneling, VPN
## Switching
> Prozess, der Daten von einem **input Interface (Port)** zu einem **output Interface (Port)** transferiert
>
> Beruht darauf, dass Sender und Empfänger direkt miteinander verbunden sind
>
> Zentrale (Switching Factory) muss in der Lage sein, eine Verbindung zwischen den Ports herzustellen
### Switch (Definition)
> Weiterentwicklung einer Bridge, arbeitet ebenfalls auf L2
>
> verwendet MAC-Adressen zur Zustellung der Daten
#### Bridge vs Switch
> Bridge kann Bandbreite und Performance **im Gesamtnetz** verbessern
>
> Leitet Daten nur weiter, wenn es von Segment zu Segment ist
> Switch kann Bandbreite und Performance **innerhalb eines Segments** verbessern
>
> direkte und dedizierte Verbindungen zwischen den Ports
#### Switch-Typen
##### Cut-Through-Switches (CT)
- schnelle Durchleitung, kurze Latenzzeiten
- Puffern von ankommenden Frames bis zum Empfang der MAC-Zieladresse
- **Keine Fehlererkennung, Filtermechanismen**
##### Store-and-Forward-Switches (SF)
- Puffern auch
- können Filtern und Fehler erkennen
#### Managed L2 vs. Managed L3 Switch
| | **Managed L2** | **Managed L3** |
|----------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Fähigkeiten | Switching
innerhalb desselben VLANs/Subnetzes | Routing, Inter-VLAN-Routing
kann zwischen verschiedenen VLANs, Subnetzen routen (IP-basiert) |
| Routing-Protokolle | Keine | diverse unterstützt, um dynamisches Routing zu unterstützen |
| VLANs / Routing | kann VLANs erstellen, verwalten | kann VLANs erstellen, verwalten und Routing zwischen ihnen durchführen |
| Zugangskontrolle/Sicherheit | Basis ACLs auf L2 | ACLs auf IP-Ebene → feinere Zugriffssteuerung |
| Management | einfache Optionen | komplexere Optionen verfügbar um effizient Verkehr zu lenekne und zu kontrollieren |
| **QoS** | Basis (basiert auf VLAN-Tags) | Erweitert (auf L3-Informationen basiert) |
| QoS Datenverkehrsklassifizierung | mittels VLAN IEEE 802.1Q Tagging
Ethernet-Frames enthalten VLAN-Tags, die Prio enthalten | L2, IP-Header, Protokolle, Portnummer, Inhalt von Datenpaketen |
| QoS Markierung und Priorisierung | Setzen/Ändern des PCP-Wertes (Prio) im VLAN Tag | Prio im IP-Header
(genauer, da 0-63 nicht 0-7 mögliche Werte) |
| QoS Warteschlangenmanagement | mehrere Hardware-Warteschlangen pro Port
Frames mit hoher Prio werden vorne eingereiht | mehrere Warteschlangen für ausgehenden Verkehr
je nach Prio einsortiert |
| QoS Planung (Scheduling) | Round-Robin oder Weighted Fair Queuing
Prio früher | Weighted-Fair-Queuing, Class-Based WFQ, Low Latency Queuing |
| QoS Verkehrsformung und Policing | nur auf fortgeschrittenen Geräten | Datenflussrate begrenzen (Datenströme können Bandbreite nicht überschreiten)
übermäßiger Datenverkehr wird gedrosselt/verworfen |
| QoS Congestion Management | | Bei Netzwerküberlastung:
(Weighted) Random Early Detection um Stauungen zu verwalten/verhindern |
## VLAN
> VLANs unterteilen bestehendes, einzelnes, **physisches Netzwerk in mehrere logische Netzwerke**
>
> VLAN entspricht **einer Broadcast-Domäne**
>
> können sich **über mehrere Switche hinweg** strecken
### Gruppierungsmöglichkeiten
- Port-basierend
- MAC-basierend
- Netzwerkprotokoll-basierend
- Switching mit Netzwerkadressen (L3 Switching)
- Information im Header der Netzwerkschicht entscheidet
### Optimierung mit VLANs
> Alles weg und Managed-Layer-3 Switche hin
>
> "Normale Switche" zu "VLAN-Switchen"


## IP-in-IP-Tunneling (nicht klausurrelevant)
### Tunnel

> (logisch) geschützter Kanal für Datenpakete zwischen Eingang und Ausgang
>
> IP-Paket in einem weiteren IP-Paket gekapselt:
> äußerer Header adressiert Tunnelenden, sieht aus wie Nutzdaten,
> bis er vom Tunnelende entpackt wird und kann dann weitergeleitet werden