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G04 · Netzwerkarchitektur

Client, Server, Switch und Router

Kapitel in dieser Lernstufe

Das lernst du

  • Geräte und logische Rollen auseinanderhalten.
  • Den Weg einer lokalen und einer gerouteten Nachricht erklären.

Voraussetzungen: G02 · IPv4 und Subnetze berechnenG03 · Parameter und ihre Auswirkungen

In kleinen Netzen stecken Router, Switch, DNS-Weiterleitung und DHCP oft in einer Box. Daraus folgt nicht, dass diese Funktionen technisch identisch sind.

Gleiches IP-Ziel, neue Ethernet-Hülle

Büro · .10.0/24Server · .20.0/24PC .10.120SwitchRouterDateiserver.20.30MAC-Ziel: GatewayMAC-Ziel: DateiserverIP-Ziel: .20.30IP-Ziel: .20.30Der Router wechselt die lokale Hülle, nicht das Ziel.
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Büro · .10.0/24Server · .20.0/24PC .10.120SwitchRouterDateiserver.20.30MAC-Ziel: GatewayMAC-Ziel: DateiserverIP-Ziel: .20.30IP-Ziel: .20.30Der Router wechselt die lokale Hülle, nicht das Ziel.
Ein Paket zum Dateiserver 192.168.20.30 passiert zwei Ethernet-Netze. Der PC adressiert lokal die MAC seines Gateways. Der Router erzeugt für das Servernetz eine neue Ethernet-Hülle. Das IP-Ziel bleibt hier gleich; das Beispiel verwendet kein NAT. DHCP verteilt zuvor die Konfiguration und transportiert diese Dateianfrage nicht.

Schichten und Zuständigkeiten

Ein Switch vermittelt im gewöhnlichen LAN Ethernet-Frames anhand von MAC-Adressen. Innerhalb eines VLANs verteilt er Broadcasts. Ein Router entscheidet anhand von IP-Zielen und Routen zwischen Netzen. Ein VLAN bildet einen logisch getrennten Layer-2-Bereich; zwischen VLANs braucht es eine passende Layer-3-Verbindung.

Der DHCP-Client fordert Parameter an. Der DHCP-Server verwaltet Adresszuordnungen und antwortet. Ein DNS-Server verarbeitet Namen. Dieselbe Servermaschine kann DHCP und DNS anbieten; beide Dienste haben getrennte Protokolle, Ports und Fehlerursachen.

Zentrale Dienste außerhalb des Büros

Bei Nordlicht liegen Arbeitsplätze in 192.168.10.0/24 und zentrale Dienste in 192.168.20.0/24. Das Büro-Gateway ist 192.168.10.1, der DHCP- und DNS-Server 192.168.20.10. Die Server-IP wird nicht als Standardgateway der Büro-PCs eingetragen.

Der erste DHCP-Broadcast erreicht einen entfernten Server nicht allein durch eine gewöhnliche Route. Ein Relay übernimmt gezielt die Vermittlung. Es ist eine weitere Funktion, die etwa auf dem Router laufen kann. Das wird in F09 paketweise hergeleitet.

Ein Paket durch das Firmennetz verfolgen

Der Büro-PC sendet einen Ethernet-Rahmen an den Switch. Ein Rahmen ist die lokale Transporthülle eines Pakets; seine Ziel-MAC-Adresse entscheidet über die Zustellung innerhalb des VLANs. Liegt das IP-Ziel im selben Subnetz, adressiert der PC auf dieser Ebene das Zielgerät. Liegt es außerhalb, adressiert er den nächsten Router. Die IP-Zieladresse bleibt dabei die Adresse des eigentlichen Empfängers.

Der Router entfernt die bisherige lokale Hülle, entscheidet anhand seiner Routingtabelle über den nächsten Weg und erzeugt auf dem Ausgangsnetz eine passende neue Hülle. Deshalb kann ein Paket auf verschiedenen Netzabschnitten andere MAC-Adressen tragen, obwohl es zur selben Kommunikation gehört. Ein gewöhnlicher Layer-2-Switch trifft diese Entscheidung zwischen IP-Netzen nicht. Ein Layer-3-Switch kann zusätzlich Routerfunktionen besitzen: Entscheidend ist die aktive Funktion, nicht die Gehäusebezeichnung.

Rollen können auf einem Gerät zusammenliegen

Ein kleiner Bürorouter kann gleichzeitig Gateway, DHCP-Server und DNS-Weiterleiter sein. Dann stehen in mehreren Konfigurationsfeldern gleiche Adressen, obwohl die Dienste unabhängig bleiben. Fällt dort nur der DHCP-Prozess aus, können vorhandene Clients unter Umständen weiterhin routen und Namen auflösen. Ein kompletter Geräteausfall betrifft dagegen mehrere Funktionen zugleich.

Nordlicht trennt diese Rollen im größeren Netz: Das Gateway liegt clientnah auf .10.1, DHCP und DNS zentral auf .20.10. Ein Relay am Router vermittelt die erste DHCP-Anfrage. Das macht aus DHCP keinen Routingdienst und aus dem Relay keinen Adressverwalter. Bei der Fehlersuche muss jeweils die ausgefallene Funktion untersucht werden, nicht nur „der Server“ als Ganzes.

DURCHGEARBEITETES BEISPIEL

Drucker oder Dateiserver?

  1. Der PC .120/24 will den Drucker .150/24 erreichen. Beide liegen im Büronetz. Der PC ermittelt per ARP die lokale MAC-Adresse und sendet über den Switch.
  2. Der Dateiserver 192.168.20.30 liegt außerhalb. Der PC sendet einen Frame an die MAC-Adresse seines Gateways; das IP-Ziel bleibt der Dateiserver.
  3. DHCP ist nach der Konfiguration an keiner dieser beiden Datenübertragungen beteiligt. DNS wird nur benötigt, wenn zunächst ein Name in eine Adresse aufgelöst werden muss.

Ergebnis: Ein Serverausfall betrifft nur die auf ihm betriebenen Dienste. Ein DHCP-Ausfall kappt nicht automatisch bereits bestehende IP-Kommunikation.

Typische Fehler

  • Serverkennung und Gateway sind verschiedene Parameter.
  • Ein Switch ist nicht automatisch ein DHCP-Relay.
  • Ein Gerät kann mehrere Rollen haben; Diagnose muss trotzdem rollenbezogen bleiben.

Praktisch anwenden

Offizielle Quellen

Versionsbezüge geprüft am 14. Oktober 2026. Produktkonfigurationen werden im jeweiligen isolierten Labor validiert.