Ein flaches Netzwerk ist eine Art von Netzwerkarchitektur bei der alle Geräte im Rechenzentrum einander erreichen können ohne über Zwischengeräte wie Router gehen zu müssen.
In einem flachen Netzwerk sind alle Geräte mit einem einzigen Switch verbunden. Das bedeutet, dass alle mit dem flachen Netzwerk verbundenen Workstations demselben Netzwerksegment angehören. Da alle Geräte mit einem einzigen Switch verbunden sind, gehört dieses Netzwerkdesign zu den am einfachsten zu verwaltenden. Außerdem ist es sehr kostengünstig.
Intermediate System to Intermediate System (IS-IS), Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) und Routing Information Protocol (RIP) sind einige Beispiele für Routingprotokolle in flachen Netzwerken.
Was ist ein flaches Netzwerk und wie funktioniert es?
Flache Netzwerke sind Netzwerkarchitekturen, bei denen alle Geräte ohne Hierarchie oder zentrale Steuerung mit einem einzigen Netzwerksegment verbunden sind. In einem flachen Netzwerk sind alle Geräte im selben Broadcast-Bereich mit einem einzigen Switch oder Hub verbunden und kommunizieren ohne Vermittler miteinander. Diese verbundenen Geräte gelten als Peers mit derselben Zugriffsebene.
Im Gegensatz zu einem hierarchischen Netzwerk, in dem Geräte durch zwischengeschaltete Hardware wie Router segmentiert werden, gibt es in einem flachen Netzwerk keine Hierarchie und keine Aufteilung des Netzwerks in Ebenen. Wenn ein verbundenes Gerät (A) eine Kommunikation an ein anderes Gerät (B) sendet, leiten alle mit dem Switch verbundenen Ports – nennen wir sie X, Y und Z – exakt dieselbe Broadcast-Nachricht weiter, mit Ausnahme des Ports, der den Broadcast empfangen hat, in diesem Fall Gerät B. Die Ports X und Y benötigen diese Informationen möglicherweise nicht, verschwenden aber trotzdem wertvolle Bandbreite für die Weiterleitung der Nachricht. Das geschieht, weil es keine logische Segmentierung gibt, die den Datenverkehr auf die vorgesehenen Geräte beschränkt.
Da es keine zentrale Steuerung gibt, kann es im Fall einer Sicherheitsverletzung schwierig sein, Netzwerke zu isolieren und zu verwalten. Daher eignet sich eine flache Netzwerktopologie ideal für kleine Unternehmen, die keine komplizierten Anforderungen haben oder nicht viel in den Aufbau komplexer Netzwerke investieren möchten.
Vorteile flacher Netzwerke
Teilweise aufgrund ihrer Einfachheit bieten flache Netzwerke eine Reihe von Vorteilen, darunter geringe Kosten, eine kurze Lernkurve und eine hohe Geschwindigkeit der Datenübertragung.
Günstig einzurichten
Ein Vorteil flacher Netzwerke sind die geringen Einrichtungskosten. Das liegt daran, dass keine mehreren Router und Switches erforderlich sind, da alles mit einem einzigen Switch verbunden wird und kostengünstige Hubs bei Bedarf für zusätzliche Konnektivität sorgen. Da flache Netzwerke außerdem keine komplexen Routinginformationen, keine spezielle Planung und keine Schulungen erfordern, senken sie die internen IT-Kosten erheblich.
Einfach einzurichten
Im Vergleich zu Mesh- oder Sterntopologien sind flache Netzwerke einfach und unkompliziert einzurichten. Aufgrund dieser Einfachheit lässt sich ein flaches Netzwerk sehr leicht planen. Für die Architektur muss nicht viel bedacht werden, daher ist es einfach aufzubauen, einfach zu betreiben – sofern es ordnungsgemäß funktioniert – und einfach sowie kostengünstig zu warten.
Schneller Datenfluss
Da flache Netzwerke aus einer einzigen Verbindung zwischen den Knoten bestehen, ermöglichen sie eine schnellere Datenübertragung, da die Informationen nicht über verschiedene Gateways oder Hub-and-Spoke-Systeme geleitet werden müssen.
Probleme und Nachteile flacher Netzwerke
Obwohl flache Netzwerke in jeder Umgebung kostengünstig und einfach einzurichten sind, dürfen mehrere Nachteile ihrer Architektur nicht ignoriert werden. Dazu gehören die fehlende Redundanz, die schwierige Fehlerbehebung und die Anfälligkeit für laterale Angriffe.
Fehlende Redundanz
Die Einfachheit eines flachen Netzwerks hat auch ihren Preis: die Abhängigkeit von einem einzigen Switch. Das Risiko besteht darin, dass beim Ausfall des zentralen Switches das gesamte Netzwerk vollständig zum Stillstand kommen kann, da es keinen alternativen Netzwerkpfad gibt. Dieser Nachteil schränkt die praktische Skalierbarkeit flacher Netzwerke ein.
Probleme bei der Fehlerbehebung
Ironischerweise bedeutet die Einfachheit des Designs eines flachen Netzwerks auch, dass die Fehlerbehebung deutlich schwieriger sein kann. Wenn ein Netzwerkproblem auftritt, kann es sich nahezu überall im Netzwerk befinden, sodass die Suche nach der Ursache schwierig und zeitaufwendig sein kann. In einem segmentierten Netzwerk lässt sich der Ort des Problems dagegen leichter eingrenzen. Selbst wenn wichtige Infrastruktur ersetzt werden muss, kann das Problem auf das Netzwerksegment beschränkt werden, in dem sich diese Infrastruktur befindet.
Anfälliger für laterale Angriffe
Der Einsatz eines flachen Netzwerks macht Sie anfälliger für laterale Angriffe. Dabei können Angreifer über einen Einstiegspunkt auf das Netzwerk zugreifen und sich anschließend im kompromittierten Netzwerk ausbreiten ohne auf Widerstand zu stoßen. Wenn Ihre Organisation beispielsweise ein flaches Netzwerk verwendet und Malware eines Ihrer Geräte infiziert, kann sie sich schnell lateral auf andere Geräte im Netzwerk ausbreiten, bis das gesamte Netzwerk infiziert ist.
Für Hacker leicht zu verbergen
Wenn es Hackern gelingt, den Netzwerkperimeter zu durchdringen und Zugriff auf ein Unternehmensnetzwerk zu erlangen, versuchen sie häufig, im Netzwerk unentdeckt zu bleiben und gleichzeitig Scans sowie andere Maßnahmen zur Netzwerkerkundung durchzuführen. So können sie sich im Netzwerk bewegen und die wertvollsten Ressourcen ausfindig machen, die sie plündern können.
In einem großen flachen Netzwerk ist es für Hacker deutlich einfacher, unentdeckt zu bleiben. Denn wenn so viele Geräte und Anwendungen miteinander kommunizieren – von IP-Telefonen über Desktop-Computer und Druckserver bis hin zu Überwachungskameras –, ist es für Sicherheitssysteme wesentlich schwieriger, Datenströme zu analysieren und anomalen Datenverkehr zu erkennen, der ein verräterisches Zeichen für die Aktivitäten von Hackern sein könnte.
Wer sollte ein flaches Netzwerk nutzen?
Flache Netzwerke eignen sich vor allem für Heimnetzwerke, Mobilfunk-Breitbandanbieter und kleine Unternehmen, da die flache Architektur im Vergleich zu komplexeren Systemen Kosten spart. Sie sind einfach einzurichten und erfordern keine teure Hardware oder komplizierte Software für die Kommunikation zwischen den Geräten. Außerdem sind flache Netzwerke für Organisationen mit Mitarbeitern an verschiedenen Standorten praktisch, da sie die gemeinsame Nutzung von Ressourcen über verbundene Geräte vereinfachen.
Andererseits ist der Einsatz flacher Netzwerke in großen Organisationen mit einer hohen Benutzerzahl nicht praktikabel, da sie dieselben Broadcast-Nachrichten an jeden Port innerhalb der Broadcast-Domäne senden, was zu viel „Rauschen“ führt. Stellen Sie sich beispielsweise eine Organisation vor, in der Tausende von Geräten über ein flaches Netzwerk miteinander kommunizieren. Abgesehen vom inhärenten Sicherheitsrisiko, dass sensible Daten mit allen Teilnehmern des Netzwerks geteilt werden, besteht das Problem darin, dass alle Switches und Hosts in der Broadcast-Domäne denselben Datenverkehr empfangen. Das führt zu viel unnötigem Datenverkehr und schafft eine chaotische Situation.
Alternativen zu flachen Netzwerken
Flache Netzwerke machen es Bedrohungsakteuren relativ leicht, über einen einzigen Einstiegspunkt auf das gesamte Netzwerk zuzugreifen und schädliche Payloads schnell im gesamten System zu verbreiten. In einem solchen Szenario dauert es nicht lange, bis sich Ransomwareim gesamten System ausbreitet, wodurch flache Netzwerke für weitreichende und flächendeckende Cyberangriffe anfällig werden.
Eine Lösung besteht in der Einführung einer umfassenden Defense-in-Depth-Strategie (DiD), die Ihre Netzwerke vor Cyberangriffen schützt. Die Netzwerksegmentierung ist ein wesentlicher Bestandteil eines DiD-Sicherheitsansatzes.
Netzwerksegmentierung
Netzwerksegmentierungist der Prozess, ein Netzwerk in kleinere Netzwerke oder Subnetze aufzuteilen. Zwischen den Subnetzen werden Barrieren eingerichtet, die Interaktionen zwischen ihnen verhindern. Da jedes Subnetz als unabhängige Einheit arbeitet, wird laterale Bewegung verhindert und es böswilligen Akteuren erschwert, das gesamte System zu übernehmen. Einer der größten Vorteile der Netzwerksegmentierung besteht daher in der Verbesserung der Sicherheit. Selbst im Fall eines Angriffs beschränkt die Netzwerksegmentierung den Angriff außerdem auf das betreffende Netzwerk und verhindert so seine Ausbreitung auf den Rest des Netzwerks.
Fazit: Ist ein flaches Netzwerk das Richtige für Ihr Unternehmen?
Letztlich ist die Entscheidung für ein flaches oder ein segmentiertes Netzwerk Sache der jeweiligen Organisation und wird stets durch die vorhandenen Gegebenheiten beeinflusst. Ein flaches Netzwerk lässt sich möglicherweise einfacher und kostengünstiger einrichten. Wenn eine Organisation jedoch bereits über ein komplexeres Netzwerk verfügt, gibt es wahrscheinlich keinen Grund, wieder zu einem flachen Netzwerk zurückzukehren.
Unterm Strich sind flache Netzwerke zwar möglicherweise einfacher und kostengünstiger, segmentierte Netzwerke bieten jedoch eine bessere Sicherheit. Jede Organisation muss selbst entscheiden, welcher dieser Aspekte wichtiger ist.
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