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Routing ist ein zentraler Prozess in Computernetzwerken, bei dem Datenpakete von einem Sender zum Empfänger übertragen werden. Routing ermöglicht die effiziente Weiterleitung von Daten über mehrere Netzwerke. Routing findet auf Layer 3 des OSI Modell statt.
Ein Router trifft Entscheidungen welcher Weg das IP Datenpaket nehmen soll, basierend auf verschiedenen Faktoren wie Netzwerktopologie, Verfügbarkeit von Netzwerkressourcen, Leistungsfähigkeit der Verbindungen und Routing-Regeln. Routen werden normalerweise in Routing-Tabellen gespeichert, die Informationen über Netzwerke, Subnetze und den nächsten Hop (nächsten Router) enthalten.
Statisches Routing
Statische Routen müssen von Administratoren vorkonfiguriert werden. Wenn sich die Netzwerktopologie ändert müssen die Routen manuell neu konfiguriert werden. Statische Routen werden im Allgemeinen in Netzwerken verwendet, in denen die Administratoren keine Änderungen erwarten.
Dynamisches Routing
Beim dynamischen Routing werden Protokolle und Algorithmen verwendet, um mehrere mögliche Routen automatisch zu berechnen und den besten Weg für den Datenverkehr durch das Netz zu bestimmen.
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Routing-Algorithmen und Routing-Protokolle bestimmen, wie die Routing-Entscheidungen getroffen werden, wie Routing-Informationen ausgetauscht werden und wie die Routing-Tabellen in den Routern aktualisiert werden.
- Interior Gateway Protocols (IGP): Diese Routing-Protokolle werden innerhalb eines autonomen Systems (AS) eingesetzt, das ein zusammenhängendes Netzwerk mit gemeinsamer Verwaltung ist. Beispiele für IGP sind
- Exterior Gateway Protocols (EGP): Diese Routing-Protokolle werden zwischen verschiedenen autonomen Systemen (AS) eingesetzt, um das Routing zwischen ihnen zu ermöglichen. Das bekannteste EGP ist das Border Gateway Protocol (BGP), das in großen Service-Provider-Netzwerken und im Internet verwendet wird.
In Cisco-Routern bestimmt die sogenannte „Administrative Distance“ (AD) die Priorität der Routing-Protokolle. Die Administrative Distance ist eine nichtnegatives Ganzzahlwert, der angibt, wie vertrauenswürdig oder bevorzugt ein Routing-Protokoll ist. Niedrigere Werte haben höhere Priorität.
Hier sind einige gängige Administrative Distances für Cisco-Routing-Protokolle:
- Direkt angeschlossene Netzwerke: 0
- Statische Routen: 1
- Border Gateway Protocol (BGP): 20
- Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP): 90
- Open Shortest Path First (OSPF): 110
- Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS): 115
- Routing Information Protocol (RIP): 120
Wenn also mehrere Routing-Protokolle auf einem Cisco-Router aktiv sind und Routen für dasselbe Zielnetzwerk über diese Protokolle vorhanden sind, wird die Route des Protokolls mit der niedrigsten administrativen Distanz bevorzugt.
Es ist wichtig zu beachten, dass dies für jeden Router einzeln gilt. Die administrative Distanz wird nicht zwischen Routern weitergeleitet. Wenn also ein Router A über ein Routing-Protokoll X eine Route zu einem Netzwerk N hat und ein Router B über ein anderes Routing-Protokoll Y eine Route zu N hat, wählt jeder Router die Route basierend auf der administrativen Distanz des verwendeten Protokolls.
Algorithmen
- Distanzvektor-Routing: Bei diesem Algorithmus tauschen Router periodisch Routing-Updates aus und verwenden Metriken wie die Anzahl der Hops oder die Entfernung, um den besten Weg zu einem Zielnetzwerk zu bestimmen. Beispiele für Distanzvektor-Routing-Protokolle sind das Routing Information Protocol (RIP) und das Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP).
- Link-State-Routing: Bei diesem Algorithmus tauschen Router Informationen über den Status aller Links im Netzwerk aus, um den besten Pfad zu einem Zielnetzwerk zu berechnen. Die Informationen werden in einer Datenbank gespeichert und ermöglichen eine genaue Berechnung der Routing-Entscheidungen. OSPF (Open shortest path first) und EIGRP (Enhanced interiour gateway protocol) sind bekannte Link-State-Routing-Protokolle.
- Pfadvektor-Routing: Dieser Algorithmus kombiniert Eigenschaften von Distanzvektor- und Link-State-Routing. Jeder Router sendet Routing-Updates an benachbarte Router und teilt ihnen mit, welche Netzwerke er erreichen kann und über welche Pfade. Die benachbarten Router speichern diese Informationen und verwenden sie, um die Routing-Entscheidungen zu treffen. Ein Beispiel für ein Pfadvektor-Routing-Protokoll ist das Border Gateway Protocol (BGP), das in großen Internet-Service-Provider-Netzwerken verwendet wird.
- Hybrid Routing: Dieser Ansatz kombiniert verschiedene Routing-Algorithmen, um die Vorteile verschiedener Ansätze zu nutzen. Beispielsweise kann ein Hybrid-Routing-Protokoll sowohl Distanzvektor- als auch Link-State-Aspekte enthalten, um eine optimale Routenberechnung und eine effiziente Netzwerknutzung zu ermöglichen. Ein bekanntes Hybrid-Protokoll ist EIGRP.
Policy based routing
Siehe policy-based-routing.
Route Redistribution
Siehe Route Redistribution.
Virtuelles Routing
VRF (Virtual routing and forwarding) erlaubt es, mehrere Routingtabellen auf einem Gerät zu führen.