Routing

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Beschreibung

Der Router ist ein Netzwerkhardwaregerät, das dafür verantwortlich ist Pakete an ihre Ziele weiterzuleiten. Router stellen eine Verbindung zwischen zwei oder mehr IP-Netzwerken oder mehr IP-Netzwerken oder Subnetzwerken her. Arbeitet auf der 3. Schicht im OSI-Modell (Vermittlungsschicht)

Routing

• Routing ist das englische Wort für Vermittlung.
• Es ist der Prozess, bei dem ein Pfad über ein oder mehrere Netzwerke ausgewählt wird, um Daten zu versenden.

In Netzwerken, die Pakete vermitteln, wählt das Routing die Pfade aus, auf denen die Internet-Protokoll-Pakete (IP-Pakete) von ihrem Ursprung zu ihrem Ziel gelangen.

Wann wird ein Router benötigt?

• Sobald Daten mit einem anderen IP-Netzwerk ausgetauscht werden sollen, wird ein Router benötigt.

Vorgang

• PC hat ein IP-Adresse + Subnetzmaske
• PC fuhrt mit IP + Subnetzmaske und Vergleich durch
• Ebenfalls und Vergleich von IP + Subnetz des Ziel-Computerts
• Unterschiedliches Ergebnis = Netzübergreifende Kommunikation = Router notwendig

Router Arten

Backbone-Router

• Der Backbone Router ist ein Hochgeschwindigkeitsrouter.
• Er ist mit einem Datendurchsatz von mehreren Terabit pro Sekunde auf das Weiterleiten von Paketen optimiert.
• Sie werden meistens in Rechenzentren oder großen Unternehmen verwendet.
• Die benötigte Rechenleistung wird zu einem beträchtlichen Teil durch spezielle Netzwerkinterfaces dezentral erbracht.
• Die einzelnen Ports oder Interfaces können unabhängig voneinander Daten empfangen und senden.
• Meist sind solche Geräte für den Dauerbetrieb ausgelegt (Verfügbarkeit von annähernd 100%) und besitzen redundante Hardware (Netzteile), um Ausfälle zu vermeiden.

Border-Router

• Internet Service Provider nutzen Border Router, die vorwiegend das Routing-Protokoll BGP für die Kopplung mit Netzen anderer Provider verwenden.
• Mit diesem Routing-Protokoll lässt sich der Austausch von Routen steuern.

Software-Router

• Anstatt spezieller Routing-Hardware können gewöhnliche PCs und Server als Router eingesetzt werden.
• Die Funktionalität wird vom Betriebssystem übernommen und sämtliche Rechenoperation von der CPU ausgeführt. Der entscheidende Nachteil von Software-Routern auf PC-Basis ist der hohe Stromverbrauch.

WLAN-Router

• Die Kombination aus Wireless Access Point, Switch und Router wird häufig als WLAN-Router bezeichnet.
• Das Routing findet zwischen mindestens zwei Netzen, meist dem Wireless Local Area Network (WLAN) und Wide Area Network (WAN) oder zwischen Local Area Network (LAN) und Wide Area Network (WAN) statt.

Beispiel

Computer 1

• IP: 192.168.2.28
• Subnetzmaske: 255.255.255.224

AND Vergleich:

11000000.10101000.00000010.00011100
11111111.11111111.11111111.11100000
11000000.10101000.00000010.00000000 = > 192.168.2.0

Computer 2

• IP: 192.168.1.60
• SN: 255.255.255.192

AND Vergleich

11000000.10101000.00000010.00011100
11111111.11111111.11111111.11000000
11000000.10101000.00000001.00000000 = > 192.168.2.1

= > AND Vergleich fehlgeschlagen = > netzübergreifende Kommunikation = >Router benötigt

Links

1. http://www.microhowto.info/howto/enable_forwarding_of_ipv4_packets.html
2. https://unix.stackexchange.com/questions/527012/routing-problems-when-activating-ip-forwarding
3. https://www.reddit.com/r/linuxquestions/comments/6vu4em/ip_forwarding_not_working/
4. https://serverfault.com/questions/596641/linux-ip-forwarding-trouble
5. https://lartc.org/howto/lartc.kernel.html

Testfragen

Testfrage 1

Antwort1

Testfrage 2

Antwort2

Testfrage 3

Antwort3

Testfrage 4

Antwort4

Testfrage 5

Antwort5

TMP

Routing

• Routing ist das englische Wort für Vermittlung.
• Es ist der Prozess, bei dem ein Pfad über ein oder mehrere Netzwerke ausgewählt wird, um Daten zu versenden.
• In Netzwerken, die Pakete vermitteln, wählt das Routing die Pfade aus, auf denen die Internet-Protokoll-Pakete (IP-Pakete) von ihrem Ursprung zu ihrem Ziel gelangen.

Routing-Tabellen

Um zu entscheiden, wie Pakete entlang von Netzwerkpfaden zu routen sind, beziehen sich Router auf sogenannte interne Routing-Tabellen.

• Eine Routingtabelle gibt an, auf welchem Weg sich ein netzwerkfähiges Gerät mit anderen Netzwerken und deren Teilnehmern zu verbinden hat.
• Ein einzelner Eintrag in dieser Tabelle weist einem IP-Adressbereich eines Netzwerkziels eine Angabe zu, über welchen Router und welche Schnittstelle die Daten als Paketstrom zu leiten sind.
• Jeder Eintrag enthält zusätzlich auch einen Metrikwert.
• Anhand dieses Wertes kann der kürzeste Weg mit den wenigsten Weiterleitungen gewählt werden.
• Das Betriebssystem des Netzwerkgerätes erstellt eine Routingtabelle beim Booten und ergänzt sie danach laufend während des Betriebes.
• Dazu nutzt es die Informationen der erreichbaren Netze.
• Geräte können Netzwerkwege (Routen) auf 3 verschiedene Arten lernen und damit Einträge in der Routingtabelle erzeugen:

Direkt verbundene Netze werden automatisch in die Tabelle übernommen, sobald eine Schnittstelle (Interface) des Rechners mit einer IP-Adresse konfiguriert wird.

Statisches Routing

Statische Routing-Tabellen werden manuell von einem Netzwerkadministrator eingerichtet.

• Dabei werden im Wesentlichen die Routen festgelegt, die Datenpakete über das Netzwerk nehmen.
• Diese sind aber nur bei geringer Anzahl von Geräten im Netzwerk sinnvoll, da man sonst schnell den Überblick verliert.

Dynamisches Routing

Dynamische Routing-Tabellen werden automatisch aktualisiert.

• Sie verwenden verschiedene Routing-Protokolle, um die kürzesten und schnellsten Pfade zu ermitteln.
• Sie treffen diese Entscheidung auch abhängig davon, wie lange es dauert, bis die Pakete ihr Ziel erreichen.
• Dynamisches Routing erfordert mehr Rechenleistung, weshalb kleinere Netzwerke möglicherweise auf statisches Routing zurückgreifen.
• Aber für größere Netzwerke ist dynamisches Routing die effizientere Lösung.