Das Routing im Internet

Dezember 2016

Die Router

Die Router sind Geräte zur Bestimmung der "Auswahl" der Datagrammwege die sie bis zum Ziel schreiten müssen.
Es sind mit Netzkarten mehrfach bestückte Maschinen, wo jede Karte jeweils mit einem anderen Netz verbunden ist. In der einfachsten Auslegung, braucht der Router nur "anschauen" wo sich ein Rechner befindet und ihn dann mit den Absender Datagramme zu versorgen.

Das Internet Shema ist jedoch wesentlich verzwickter, aus folgenden Gründe :

  • Die Menge der Nezte an die der Router anschliessbar ist, sind allgemein sehr viele
  • Die, mit dem Router verbundene Netze können auch mit anderen Netze verbunden sein, die dem Router nicht bekannt sind.

Aus diesem Grunde werden Router mit Routentabellen und Routenprotokolle nach folgendem Modell funktionieren  :

  • Der Router erhält ein Frame von dem, an einem der Netze verbundenen Rechner
  • Die Datagramme werden an die IP Schicht übertragen
  • Der Router untersucht den Datagramm-Header
  • Wenn die Ziel IP Adresse zu einem der Netze gehört, dem eine der Routerschnistelle verbunden ist, wird die Meldung an die Schicht 4 weitergeleitet nach dem der IP Header entkapselt (entnommen) wurde.
  • Wenn die Ziel IP Adresse aus einem anderen Netz stammt, fragt der Router die Routentabelle ab - eine Tabelle die den anzuschreitenden Weg angibt
  • Der Router sendet das Datagramm über die mit dem Netz verbundene Karte, dem das Paket bestimmt ist.
Es entstehen zwei Szenarien. Entweder sind Sender- sowie Empfängerstation lokale Stationen im selben Netz, so spricht man in dem Falle von direkte Übergabe, oder es liegt mindestens ein Router zwischen beiden, und man spricht dann von indirekte Übergabe.

Liegt eine indirekete Übergabe vor, ist die Aufgabe des Router, insbesondere der für die Routentabelle, von absoluter Relevanz. Das Routerverhalten ist von der Herstellunsart dieser Tabelle abhängig.

  • Wenn die Routentabelle von Administrator Hand aufgestellt wurde, heisst sie statisches Routing( angebracht bei Netze mit geringem Umfang)
  • Sollte der Router selbst, mit den ihm von den Routingprotokolle übergebenen Informationsfunktionen, die Routentabelle aufbauen, spricht man von dynamisches Routing.

Die Routentabelle

Die Routentabelle ist eine Zuweisungstabelle zwischen Adresse Zielstation und nächster Knoten, dem die Nachricht zugedact ist. In Wirklichkeit reicht es wenn die Nachricht das lokale Netz der Station zugeliefert wird, ein Speichern der vollständigen IP Adresse der Station ist entbehrlich : nur das Netzkennzeichen der IP Adresse(d.h. Netz ID) braucht gespeichert werden.

Die Routentabelle ist infolgedessen eine Tabelle mit Adressenpaare :

Dank dieser Tabelle, kann der Router die in der Nachricht verkapselte Zieladresse erfahren, und wird dann entscheiden welche Schnittstelle für diese Nachricht die richtige ist ( also welche Netzkarte aussuchen), herausfinden welcher Router unmittelbar im Netz mit dieser Karte verbunden ist, und dann das Diagramm übermitteln.
Dieses Verfahren bei dem nur die Adresse des nächsten Knoten in Richtung Ziel bekannt zu werden braucht, wird genannt Routing mit Folgesprünge (eng. next-hop-routing).

Ausserdem kann die Zielstation einem angehören das nicht in der Routentabelle enhalten ist. In Disem Falle geht der Router auf ein default Router zurück, auch genannt deault gateway).

So kann auf einfachere Art eine Routentabelle aussehen :

Die Nachricht wird so von Router nach Router in Folgesprünge übergeben, bis zu dem Router auf dem Netz dem die Zielstation angehört. Dieser übergibt dann die Nachricht lokal an die anvisierte Maschine …

Im Falle von static routing, ist der Administrator für die Erneuerung de Routentabelle zuständig.
Beim dynamischen Routing dagegen, erlaubt ein Protokoll - das Routing Protokoll - das automatische updaten der Tabelle, damit sie jederzeit die optimale Route anzeigt.

Die Routenprotkolle

Internet ist ein Gebilde von zusammengeschalteten Netze. Demzufolge gleichen sich die Router bei ihren Aufgaben nicht da sie auf auf verschieden Netztypen sitzen.

In der Tat, gibt es Router mit verschiedener Fähigkeiten, die mit verschiedenen Protokolle laufen :

  • Die Kern Router sind Hauptrouter und verbinden die verschiedenen Netze untereinander
  • Die externen Router verbinden die autonomes Netze untereinander Sie laufen auf das EGP Protokoll (Exterior Gateway Protocol) das langsam verbessert wird und den gleichen Namen behält
  • Die Innenrouter verschieben Informationen innerhalb der autonomen Netze. Die Informationen werden ausgetauscht über die IGP Protokolle (Interior Gateway Protocol) wie RIP oder auch OSPF

Das RIP Protokoll

RIP bedeutet Routing Information Protocol ( RoutinInformationsprotokoll). Es ist ein Protokoll vom Typ Vector Distance (Distanzvektor), d.h. jeder Router vermittelt seine Distanz zu den anderen Router (die Anzahl der Trenn-hops). So inkrementiert der Router, wenn er eine Nachricht bekommt, die Distanz um 1 und vermittelt die Nachricht an die unmittelbar zugänglichen Router. Die Router behalten so den optimalen Weg einer Nachrichten und speichern die Routeradresse so dass die Sprünge zum Zielrouter am kleinsten bleiben. Jedoch berechnet der Router nur die Distanz, in Sprünge ausgedrückt, der beiden Stationen, berücksichtigt aber nicht den Verbindungsgütestand für eine bessere Bandbreite.

Das Protokoll OSPF

OSPF (Open Shortest Path First) ist leistungsfähiger als RIP und ersetzt es nach und nach. Es ist ein Protokoll vom Typ protocole route-link ( das schlapp übersetzt wird mit Protokoll der Verbindungszustände), das bedeutet im gegensatz zu RIP, das Protokoll sendet den benachbarten Router keine Auskunft über ihre Trennsprünge, aber den Gütestand ihrer Verbindung. So kann der Router eine Liste über den Netzzustand und kann daraus jederzeit die beste Route für die Nachricht auswählen.

Zu alledem kann das Protokoll den Zwischenrouter das inkrementieren Sprünge ersparen was etwa so viel bedeutet wie eine Verringerung der Informationsmenge, was wiederum zu einer höheren Bandbreite führt als bei RIP.


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