In modernen Produktionshallen ist der Datenverkehr so dicht wie die Straßen im Berufsverkehr: Maschinen melden Zustände, Sensoren liefern Messwerte, Steuerungen greifen im Millisekundenbereich ein. Damit all diese Informationen zuverlässig ankommen, müssen industrielle Netzwerke stabil und gut strukturiert sein. Das gilt bis auf die Ebene einzelner Komponenten, deren Einfluss oft unterschätzt wird.
Eine Ebene davon sind Netzwerk-Switches. Ihre Aufgabe besteht darin, Datenpakete an die richtigen Endgeräte zu übermitteln und so den Informationsfluss im Betrieb aufrechtzuhalten. Doch wie funktioniert das genau? In modernen Industrieanlagen tauschen Sensoren, Steuerungen, Maschinen und Server kontinuierlich Daten aus. Damit dieser Austausch kontrolliert bleibt, braucht es ordnende Instanzen wie Netzwerk-Switches. Sie erkennen, welches Gerät an welchen Anschluss angebunden ist, und leiten Daten dorthin, wo sie benötigt werden. Anders als einfache Verteiler – sogenannte Hubs – vermeiden sie überflüssigen Datenverkehr und sorgen für eine stabile Kommunikation. Gerade in industriellen Anwendungen mit vielen Knotenpunkten und hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit ist das entscheidend.
Was zunächst simpel klingt, wird in der Praxis schnell komplex – insbesondere, wenn zwischen Unmanaged und Managed Switches gewählt werden muss. Jürgen Greger, Produktmanager Industrial Communication bei LAPP, betont: „Security und Transparenz werden immer wichtiger. Wer zukunftsfähige Netzwerke will, kommt an Managed Switches nicht vorbei.“
Unmanaged Switches – Datenverkehr ohne Ampeln
Unmanaged Switches sind in vielen Anlagen weiterhin der Standard: Sie verteilen Datenpakete anhand der MAC-Adresse, die jedem Netzwerkadapter bei der Herstellung fest zugewiesen wird und eine eindeutige Zuordnung im Netzwerk ermöglicht. Nach dem Einschalten verteilen sie sofort die Datenpakete, ohne dass Anwender:innen die Systeme konfigurieren müssen. Damit sind sie eine leicht zu integrierende und zugleich wirtschaftliche Lösung.
Diese Einfachheit hat jedoch klare Grenzen: Unmanaged Switches liefern keine Informationen über den aktuellen Zustand oder die exakte Struktur des Netzwerks. Fällt eine Datenverbindung aus oder verändert sich der Datenfluss, erfahren die Betreiber:innen davon erst, wenn die Maschinen stillstehen. Eine Diagnose oder Fehleranalyse aus der Ferne sind nicht möglich. Stattdessen hilft nur der direkte Blick auf die LED-Anzeigen im Schaltschrank.
Thomas Leitmann, Applikationsingenieur bei LAPP, beschreibt dieses Prinzip anhand einer Metapher: „Unmanaged Switches ähneln Kreuzungen ohne Ampeln, Verkehrsregeln oder Blitzerkameras: Alle fahren einfach los, ohne zu wissen, wer Vorrang hat. Wenn dann ein Unfall passiert, steht der Verkehr an dieser Stelle still und keiner weiß, wie es dazu gekommen ist.“
Managed Switches – die Kontrollinstanz in der Verkehrsleitzentrale
Das Gegenstück sind Managed Switches. Auch sie leiten Datenpakete weiter, lassen sich aber spezifischer konfigurieren, überwachen und an individuelle Anforderungen anpassen. Über ein Webinterface oder eine Netzwerkmanagement-Software können Anwender:innen:
- Datenströme priorisieren,
- Ports aktivieren oder sperren,
- Statusinformationen abrufen,
- Fehler und Paketverluste erkennen,
- Virtuelle Netzwerke (VLAN) einrichten und
- Redundanzen zur Ausfallsicherheit schaffen.
Damit bieten Managed Switches ein hohes Maß an Transparenz und Kontrolle. Sie zeigen, welche Geräte an welchen Ports kommunizieren, wo Störungen entstehen und wie sich das Netzwerk verhält. Auffälligkeiten lassen sich so frühzeitig erkennen und beheben – ein entscheidender Vorteil für eine durchgängige Produktion. Ergänzend erklärt Thomas Leitmann: „Um das Bild des Straßenverkehrs beizubehalten: Managed Switches sind wie Kreuzungen mit Ampelschaltungen und enger Verkehrsführung: Der Verkehr wird gesteuert und überwacht – und das auch aus der Ferne über die Verkehrsleitzentrale.“
Diagnosefähigkeit, Transparenz und Stabilität
Die Vorteile von Managed Switches zeigen sich nicht nur im Bild des geregelten Straßenverkehrs, sondern auch im praktischen Einsatz industrieller Netzwerke. Jürgen Greger erklärt: „Bei der Auswahl von Switchen sollte es nicht allein um die Kosten gehen. Funktionen wie Transparenz und Anpassbarkeit bringen im Betrieb praktische Vorteile. Daher sind Managed Switches ohne Zweifel die bessere Wahl.“
Eine der wichtigsten Funktionen ist die Diagnosefähigkeit: Managed Switches erfassen den Datenverkehr im laufenden Betrieb, registrieren Datenverluste und zeigen Engpässe im Netzwerk auf. Über sogenanntes Port-Mirroring lässt sich der Datenfluss an einem einzelnen Anschluss beobachten.
Dafür kommen unter anderem Analysewerkzeuge wie Wireshark zum Einsatz, um Kommunikationsprobleme präzise zu lokalisieren. Gleichzeitig entsteht im Hintergrund ein vollständiges Bild des Netzwerks: Der Switch erkennt automatisch, welche Geräte an welchen Ports angeschlossen sind, und bildet die gesamte Topologie digital ab. Bei Unmanaged Switches müssen Techniker:innen diese Zusammenhänge mühsam manuell nachvollziehen.
Weitere Vorteile bieten Managed Switches auch für die Stabilität des Netzwerks. Sie ermöglichen den Aufbau alternativer Datenpfade, die bei einem Leitungsausfall automatisch übernehmen und den Datenverkehr weiterführen. Dadurch bleibt die Kommunikation selbst bei Störungen stabil. Parallel wird der Ausfall gemeldet, sodass sich die betroffene Stelle identifizieren und die Ursache beheben lässt. Das verkürzt Stillstandszeiten und erhöht die Betriebssicherheit erheblich.
Cyberresilienz im industriellen Netzwerk
Zur Betriebssicherheit gehört auch der Schutz vor Angriffen und unerlaubtem Zugriff – dabei unterstützen Managed Switches. Mit Hilfe virtueller Netzwerke lassen sich Bereiche wie das Produktionsnetz, das Büro-Netz und die IT-Verwaltung logisch voneinander trennen. Diese Segmentierung sorgt dafür, dass sich potenzielle Störungen oder Angriffe nicht über das gesamte System ausbreiten können. Das bedeutet: Angeschlossene Geräte im Netzwerk können sich physisch zwar am selben Switch befinden, können jedoch nicht miteinander kommunizieren. Auf diese Weise entsteht ein Sicherheitskonzept, das einer physikalischen Trennung gleichkommt, jedoch deutlich kosteneffizienter umgesetzt werden kann.
Zusätzlich verfügen Managed Switches über Schutzfunktionen, die unbefugten Zugriff auf das Netzwerk verhindern: Über sogenannte Portlocks lassen sich ungenutzte Anschlüsse verschließen, sodass keine unerwünschten Geräte eingesteckt werden können. Filtermechanismen auf Basis von IP- und MAC-Adressen beschränken zudem den Zugriff auf bekannte Geräte und schließen potenzielle Einfallstore. Manipulationen werden so von vornherein erschwert. Jürgen Greger kommentiert: „Cybersicherheits-Strategien wie Defense in Depth und internationale Normen wie IEC 62443 setzen auf Schutz vor Manipulation, und klar geregelte Zugriffe. Managed Switches leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Zukunftssicherheit der industriellen Kommunikation.“
Unmanaged am Rand – Managed im Kern
Dennoch werden Unmanaged Switches nicht vollkommen verschwinden. Sie eignen sich als Port-Erweiterung in einfachen Anwendungen, wie etwa am Rand eines Netzwerks. Dort werden keine sicherheitsrelevanten Daten übertragen und ein Ausfall hätte keine unmittelbaren Folgen. Thomas Leitmann kommentiert: „Wenn in einer Anlage alle Ports belegt sind, kann ein zusätzlicher Unmanaged Switch helfen, ohne die bestehende Infrastruktur zu verändern. Aber für moderne Anwendungen in der Produktion oder in sicherheitskritischen Bereichen, ist das heutzutage keine verantwortungsvolle Lösung mehr.“
Denn mit zunehmender Vernetzung steigen die Anforderungen an Transparenz, Sicherheit und Reaktionsfähigkeit. Genau hier zeigen Managed Switches ihre Stärke: Indem sie die Netzwerke nachvollziehbar und steuerbar machen, schaffen sie die Basis für eine stabile industrielle Kommunikation. Jürgen Greger bringt es auf den Punkt: „Wer im industriellen Alltag einen reibungslosen und sicheren Datenverkehr anstrebt, braucht eine gut organisierte Verkehrsleitzentrale, die den Überblick behält und bei Bedarf eingreifen kann. Managed Switches schaffen dafür die notwendigen Voraussetzungen.“