12.2 Routing und Switching im Vergleich

Routing und Switching gehören zu den zentralen Grundbegriffen der Netzwerktechnik. Beide Prozesse kümmern sich darum, Daten von einem Punkt zu einem anderen zu transportieren, arbeiten aber auf unterschiedlichen Ebenen und mit unterschiedlichen Informationen. Genau deshalb werden sie von Einsteigern oft verwechselt. Ein Switch verbindet Geräte innerhalb eines lokalen Netzes und leitet Frames meist anhand von MAC-Adressen weiter. Ein Router verbindet dagegen unterschiedliche Netzwerke und entscheidet anhand von IP-Adressen, wohin ein Paket als Nächstes gesendet werden muss. Wer moderne Unternehmensnetze verstehen will, muss diese beiden Konzepte sauber auseinanderhalten. Denn fast jede Netzwerkarchitektur basiert auf dem Zusammenspiel von Switching und Routing.

Warum Routing und Switching oft verwechselt werden

Für viele Anwender sieht ein Netzwerk zunächst einfach wie eine einzige zusammenhängende Infrastruktur aus. Ein PC erreicht einen Drucker, ein Server ist ansprechbar, das Internet funktioniert. Im Hintergrund laufen dabei aber zwei unterschiedliche Arten von Weiterleitung ab. Innerhalb eines lokalen Netzwerksegments ist meist Switching aktiv. Sobald Daten jedoch ein anderes Subnetz, ein anderes VLAN oder einen entfernten Standort erreichen müssen, kommt Routing ins Spiel.

Die Verwechslung entsteht oft, weil beide Technologien „weiterleiten“. Der Unterschied liegt aber darin, was weitergeleitet wird, auf welcher Schicht gearbeitet wird und welche Adressen für die Entscheidung genutzt werden.

• Switching verbindet Geräte innerhalb eines Layer-2-Bereichs.
• Routing verbindet unterschiedliche IP-Netze.
• Switches arbeiten typischerweise mit MAC-Adressen.
• Router arbeiten mit IP-Adressen.

Was ist Switching?

Switching ist der Prozess, bei dem ein Switch Ethernet-Frames innerhalb eines lokalen Netzwerks weiterleitet. Ein Switch arbeitet klassisch auf Layer 2 des OSI-Modells und nutzt MAC-Adressen, um zu entscheiden, an welchen Port ein Frame gesendet werden soll.

Wenn ein Frame an einem Port eingeht, schaut sich der Switch die Quell-MAC-Adresse und die Ziel-MAC-Adresse an. Die Quelladresse nutzt er zum Lernen, die Zieladresse für die Weiterleitungsentscheidung. Kennt er den Zielport, forwardet er den Frame gezielt. Kennt er ihn nicht, floodet er den Frame im VLAN.

Typische Aufgaben eines Switches

• Weiterleitung von Ethernet-Frames innerhalb eines LANs
• Lernen von MAC-Adressen über die MAC-Adresstabelle
• Segmentierung in VLANs auf Layer 2
• Reduzierung von Collision Domains
• Verbindung von Endgeräten wie PCs, Druckern, IP-Telefonen oder Access Points

Switching ist also die Grundlage dafür, dass Geräte innerhalb eines lokalen Netzsegments effizient miteinander kommunizieren können.

Was ist Routing?

Routing ist der Prozess, bei dem ein Router oder Layer-3-Gerät IP-Pakete zwischen unterschiedlichen Netzwerken weiterleitet. Routing arbeitet auf Layer 3 des OSI-Modells und nutzt IP-Adressen als Entscheidungsgrundlage.

Ein Router empfängt ein Paket, prüft die Ziel-IP-Adresse und sucht in seiner Routing-Tabelle nach dem besten passenden Zielnetz. Auf dieser Basis entscheidet er, über welches Interface oder zu welchem nächsten Hop das Paket weitergeleitet werden soll.

Typische Aufgaben eines Routers

• Verbindung unterschiedlicher IP-Netze
• Weiterleitung zwischen VLANs oder Subnetzen
• Nutzung von Routing-Tabellen für Zielentscheidungen
• Begrenzung von Broadcast-Domains
• Anbindung an WAN, Internet oder entfernte Standorte

Routing ist damit die Grundlage für jede Kommunikation über Netzgrenzen hinweg.

Der wichtigste Unterschied: Layer 2 gegen Layer 3

Der vielleicht wichtigste Unterschied zwischen Routing und Switching liegt in der Schicht des OSI-Modells, auf der die jeweilige Technik arbeitet.

Switching auf Layer 2

Ein klassischer Switch arbeitet auf der Sicherungsschicht, also Layer 2. Er verarbeitet Ethernet-Frames und schaut auf MAC-Adressen. Für ihn ist entscheidend, welcher Port zu welcher MAC-Adresse gehört.

Routing auf Layer 3

Ein Router arbeitet auf der Vermittlungsschicht, also Layer 3. Er verarbeitet IP-Pakete und trifft seine Entscheidungen auf Basis von IP-Netzen, Präfixen, Routen und Next Hops.

Einfach ausgedrückt:

• Switch: Wohin innerhalb dieses lokalen Netzes?
• Router: Wohin in ein anderes Netz?

Diese Unterscheidung ist fundamental, weil sich daraus fast alle weiteren Unterschiede ableiten.

MAC-Adresse und IP-Adresse im Vergleich

Routing und Switching unterscheiden sich vor allem darin, mit welchen Adressen sie arbeiten.

MAC-Adresse beim Switching

Die MAC-Adresse ist eine Layer-2-Adresse. Sie wird in Ethernet-Frames verwendet und dient dazu, Geräte innerhalb eines lokalen Broadcast-Bereichs zu identifizieren. Switches lernen MAC-Adressen dynamisch und speichern sie in der MAC-Adresstabelle.

IP-Adresse beim Routing

Die IP-Adresse ist eine Layer-3-Adresse. Sie identifiziert ein Gerät beziehungsweise ein Interface innerhalb eines logischen Netzwerks. Router nutzen IP-Adressen und Netzmasken oder Präfixe, um zu entscheiden, welches Zielnetz gemeint ist.

Warum beide Adressen gebraucht werden

In einem realen Ethernet/IP-Netzwerk existieren beide Adressarten parallel:

• MAC-Adressen für die lokale Zustellung im Segment
• IP-Adressen für die logische Kommunikation über Netzgrenzen hinweg

Deshalb ist Routing nicht der „Ersatz“ für Switching und Switching nicht der „kleine Bruder“ von Routing. Beide sind unterschiedliche, aber zusammengehörige Ebenen der Kommunikation.

Wie Switching in der Praxis funktioniert

Ein praktisches Beispiel macht Switching leicht verständlich. Zwei PCs sind an denselben Switch angeschlossen und befinden sich im selben VLAN sowie im selben IP-Subnetz. Wenn PC-A mit PC-B kommunizieren möchte, läuft die Zustellung typischerweise komplett über Switching.

Der Ablauf sieht vereinfacht so aus:

• PC-A kennt oder ermittelt die MAC-Adresse von PC-B.
• PC-A sendet einen Ethernet-Frame an den Switch.
• Der Switch prüft die Ziel-MAC-Adresse.
• Er findet in seiner MAC-Tabelle den Port von PC-B.
• Der Frame wird gezielt an diesen Port weitergeleitet.

Solange Quelle und Ziel im gleichen Layer-2-Bereich und im selben IP-Subnetz liegen, ist kein Routing notwendig.

Wie Routing in der Praxis funktioniert

Jetzt betrachten wir ein zweites Beispiel. PC-A befindet sich im Netz 192.168.10.0/24, der Zielserver aber im Netz 192.168.20.0/24. In diesem Fall reicht Switching allein nicht mehr aus.

Der Ablauf ist vereinfacht so:

• PC-A erkennt anhand seiner Subnetzmaske, dass das Ziel nicht lokal liegt.
• PC-A sendet das Paket an sein Default Gateway.
• Das Gateway ist ein Router oder Layer-3-Switch.
• Dieses Gerät schaut in seine Routing-Tabelle.
• Es findet das Zielnetz 192.168.20.0/24 und leitet das Paket weiter.

Damit wird deutlich: Routing ist erforderlich, sobald unterschiedliche logische Netze miteinander kommunizieren sollen.

Switching und Routing im Unternehmensnetzwerk

In modernen Unternehmensnetzen arbeiten beide Technologien ständig zusammen. Access-Switches verbinden Endgeräte in Etagen oder Abteilungen. Router oder Layer-3-Switches übernehmen anschließend die Kommunikation zwischen VLANs, Servernetzen, Managementnetzen oder WAN-Verbindungen.

Typische Verteilung der Aufgaben

• Access-Switches: lokale Endgeräteanbindung
• Distribution-Switches: Aggregation und häufig Inter-VLAN-Routing
• Router oder Edge-Geräte: WAN- und Internetanbindung

Das bedeutet: Ein einzelnes Paket kann zunächst geswitcht, dann geroutet und danach erneut geswitcht werden. Genau dieses Zusammenspiel ist der Normalfall im Netzwerkalltag.

Collision Domain und Broadcast Domain im Vergleich

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Routing und Switching zeigt sich bei Collision Domains und Broadcast Domains.

Switching und Collision Domains

Ein moderner Switch trennt Collision Domains portweise. Jeder Switch-Port bildet normalerweise seine eigene Collision Domain. Das verbessert Performance und Stabilität erheblich.

Switching und Broadcast Domains

Ein Switch trennt Broadcast Domains nicht automatisch, solange sich alle Ports im selben VLAN befinden. Broadcasts werden innerhalb des VLANs verteilt.

Routing und Broadcast Domains

Ein Router oder Layer-3-Switch trennt Broadcast Domains. Broadcasts werden nicht einfach von einem IP-Netz ins nächste weitergeleitet. Genau das ist ein zentraler Vorteil von Routing in größeren Netzwerken.

• Switching reduziert Collision Domains.
• Routing trennt Broadcast Domains.

Diese Unterscheidung ist für das Verständnis von Netzdesign enorm wichtig.

VLANs als Übergang zwischen Switching und Routing

VLANs sind ein sehr gutes Beispiel dafür, wie eng Routing und Switching zusammenhängen. Ein VLAN ist zunächst eine Layer-2-Struktur und damit ein Switching-Thema. Sobald aber Geräte aus verschiedenen VLANs miteinander kommunizieren sollen, wird Routing notwendig.

Beispiel

• VLAN 10 für Clients
• VLAN 20 für Drucker
• VLAN 30 für Server

Innerhalb jedes VLANs läuft die Kommunikation durch Switching. Zwischen VLAN 10 und VLAN 20 oder VLAN 30 ist Routing erforderlich. Das nennt man Inter-VLAN-Routing.

Gerade dieses Beispiel zeigt, dass Routing und Switching keine konkurrierenden, sondern komplementäre Technologien sind.

Gerätevergleich: Switch, Router und Layer-3-Switch

Ein klassischer Layer-2-Switch und ein klassischer Router sind leicht zu unterscheiden. In modernen Netzen begegnet man aber häufig Layer-3-Switches, die beide Welten verbinden.

Layer-2-Switch

• arbeitet primär auf Layer 2
• nutzt MAC-Adressen
• verbindet Geräte innerhalb eines LAN oder VLAN

Router

• arbeitet auf Layer 3
• nutzt IP-Adressen und Routing-Tabellen
• verbindet unterschiedliche Netze

Layer-3-Switch

• vereint Switching und Routing in einem Gerät
• kann VLANs schalten und zwischen ihnen routen
• wird häufig im Distribution- oder Core-Bereich genutzt

Das ist besonders wichtig für Einsteiger: Ein Layer-3-Switch ersetzt die Grundlagen nicht, sondern zeigt, wie beide Funktionen in modernen Geräten zusammenwachsen.

Routing-Tabelle und MAC-Adresstabelle im Vergleich

Auch die internen Tabellen von Routern und Switches unterscheiden sich deutlich.

MAC-Adresstabelle beim Switch

Ein Switch speichert, welche MAC-Adresse über welchen Port erreichbar ist. Diese Tabelle dient der lokalen Frame-Weiterleitung.

Typischer Inhalt:

• MAC-Adresse
• zugeordneter Port
• VLAN
• Eintragstyp, etwa dynamisch oder statisch

Routing-Tabelle beim Router

Ein Router speichert, welche IP-Netze über welches Interface oder welchen Next Hop erreichbar sind. Diese Tabelle dient der Paketweiterleitung zwischen Netzen.

Typischer Inhalt:

• Zielnetz
• Präfix oder Subnetzmaske
• Next Hop
• Ausgangsinterface
• Routenquelle

Die Tabellen spiegeln also genau den Unterschied der beiden Technologien wider.

Typische Cisco-Befehle für Switching und Routing

Die Unterschiede zeigen sich auch sehr gut in der Cisco-CLI. Einige Befehle gehören klar in die Switching-Welt, andere in die Routing-Welt.

Typische Switching-Befehle

show mac address-table

Zeigt die MAC-Adresstabelle des Switches.

show vlan brief

Zeigt VLANs und Portzuordnungen.

show interfaces status

Zeigt Portstatus, VLAN-Zugehörigkeit und Linkinformationen.

Typische Routing-Befehle

show ip route

Zeigt die Routing-Tabelle mit direkt verbundenen, statischen oder dynamisch gelernten Routen.

show ip interface brief

Zeigt IP-Interfaces und deren Status.

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.0.113.1

Konfiguriert eine Standardroute.

Schon an diesen Befehlen wird deutlich, dass Routing und Switching unterschiedliche Denkwelten innerhalb derselben Infrastruktur sind.

Typische Praxisbeispiele für Switching

Einige typische Alltagssituationen gehören klar zum Switching:

• ein PC kommuniziert mit einem Drucker im selben VLAN
• ein Client erreicht einen Server im selben Subnetz
• ein Switch lernt MAC-Adressen und leitet Frames gezielt weiter
• Broadcasts werden innerhalb desselben VLANs verteilt

All diese Vorgänge bleiben innerhalb derselben Layer-2-Domäne und benötigen daher kein Routing.

Typische Praxisbeispiele für Routing

Andere Situationen gehören klar zum Routing:

• ein Client in VLAN 10 greift auf einen Server in VLAN 30 zu
• ein Standort erreicht einen anderen Standort über WAN
• ein internes Netz wird an das Internet angebunden
• ein Drucker in einem eigenen Subnetz wird aus einem Clientnetz erreicht

Sobald unterschiedliche IP-Netze verbunden werden müssen, ist Routing aktiv.

Warum Routing und Switching immer zusammen gedacht werden sollten

In der Praxis lassen sich Routing und Switching nicht sauber voneinander trennen, wenn man ein ganzes Netzwerk betrachtet. Beide Prozesse greifen ständig ineinander.

Ein typischer Datenfluss kann so aussehen:

• Ein PC sendet Daten an sein Default Gateway.
• Der lokale Switch leitet den Frame per Switching weiter.
• Das Gateway routet das Paket in ein anderes Netz.
• Im Zielnetz übernimmt wieder ein Switch die lokale Zustellung.

Das zeigt: Ein Paket wird oft erst geswitcht, dann geroutet und danach wieder geswitcht. Netzwerkkommunikation ist also fast immer ein Zusammenspiel beider Technologien.

Typische Anfängerfehler beim Vergleich von Routing und Switching

„Ein Switch macht einfach dasselbe wie ein Router, nur kleiner“

Das ist falsch. Beide Geräte treffen grundlegend andere Weiterleitungsentscheidungen und arbeiten auf unterschiedlichen Schichten.

„Routing ist nur für große Netze relevant“

Auch kleine VLAN-basierte Netzwerke benötigen Routing, sobald mehrere Subnetze vorhanden sind.

„Switching ist veraltet, weil Layer-3-Switches alles können“

Layer-3-Switches kombinieren beide Welten, aber sie ersetzen nicht die Konzepte. Switching bleibt weiterhin die Grundlage lokaler Ethernet-Kommunikation.

„Wenn IP-Adressen vorhanden sind, wird immer geroutet“

Nicht unbedingt. Zwei Geräte mit IP-Adressen im selben Subnetz kommunizieren lokal oft rein per Switching.

„Broadcasts laufen überall hin, solange ein Router da ist“

Gerade das ist nicht der Fall. Router trennen Broadcast Domains und leiten Layer-2-Broadcasts normalerweise nicht zwischen Netzen weiter.

Warum dieses Thema für CCNA und Praxis so wichtig ist

Der Vergleich von Routing und Switching gehört zu den absoluten Grundlagen der Netzwerktechnik. Wer diesen Unterschied sauber versteht, kann fast alle weiteren Themen deutlich besser einordnen – von VLANs über Inter-VLAN-Routing bis hin zu WAN, Firewalls und Routing-Protokollen.

• Er erklärt den Unterschied zwischen Layer 2 und Layer 3.
• Er macht den Zweck von Routern und Switches verständlich.
• Er bildet die Grundlage für VLAN- und Subnetz-Design.
• Er ist zentral für CCNA, CCNP und den Netzwerkalltag.
• Er hilft beim Troubleshooting von lokalen und netzübergreifenden Verbindungen.

Wer Routing und Switching nicht nur oberflächlich, sondern in ihrem Zusammenspiel versteht, hat ein starkes Fundament für praktisch jedes weitere Netzwerkthema. Genau deshalb ist dieser Vergleich einer der wichtigsten Lernschritte für Einsteiger und zugleich ein permanenter Bezugspunkt in der täglichen Arbeit von Network Engineers.

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