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Wenn du eine Webseite öffnest, reisen viele kleine Datenstücke durch verschiedene Netzwerke. Sie müssen dabei nicht alle denselben Weg nehmen. Damit sie trotzdem am richtigen Ziel ankommen, brauchen sie Wegweiser.
Was beim Routing passiert
Ein Datenpaket ist ein kleines Stück einer Nachricht, das durch ein Netzwerk geschickt wird. Eine große Webseite oder ein Bild wird für die Übertragung in viele Datenpakete aufgeteilt.
Routing bedeutet: Für ein Datenpaket wird ein Weg durch mehrere Netzwerke zum Ziel ausgewählt. Die Ziel-IP-Adresse steht im Paketkopf, dem sogenannten Header. Sie kennzeichnet das Zielgerät oder Zielnetz.
Du rufst eine Webseite auf. Dein Gerät sendet Datenpakete an den Server der Webseite. Jedes Paket trägt die Ziel-IP-Adresse des Servers im Header. Auf dem Weg passieren die Pakete mehrere Stationen.
Routing ist die Wegwahl für Datenpakete zwischen Netzwerken.
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Router als Wegweiser
Ein Router ist ein Netzwerkgerät, das Datenpakete von einem Netzwerk in ein anderes weiterleitet. Er prüft die Ziel-IP-Adresse und entscheidet über den nächsten Schritt.
Die nächste Station auf dem Weg heißt Next Hop. Das ist meist ein benachbarter Router. Ein Router muss also nicht den gesamten Weg kennen. Er schickt das Paket zunächst passend weiter.
Ein Paket soll von deinem Heimnetz zu einem Server gelangen. Dein Router erkennt: Der Server liegt nicht im Heimnetz. Er gibt das Paket an den nächsten Router deines Internetanbieters weiter. Dieser Router trifft danach seine eigene Entscheidung.
Ein Router verbindet Netzwerke. Ein Switch verteilt Daten meist innerhalb eines lokalen Netzwerks, zum Beispiel in einem Klassenraum oder Büro.
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Die Routing-Tabelle
Damit ein Router schnell entscheiden kann, nutzt er eine Routing-Tabelle. Das ist eine gespeicherte Liste mit Wegangaben. Darin steht zum Beispiel, über welchen Next Hop ein bestimmtes Zielnetz erreichbar ist.
Ein Zielnetz ist ein Bereich von IP-Adressen, der zu einem Netzwerk gehört. Der Router sucht zum Zielnetz einen passenden Eintrag und leitet das Paket über den angegebenen Ausgang weiter. Diese einzelne Weitergabe nennt man Forwarding.
In einer Routing-Tabelle steht: Für das Zielnetz 203.0.113.0/24 führt der nächste Weg über Router B. Trifft ein Paket für eine Adresse aus diesem Netz ein, schickt Router A es an Router B.
Routing plant oder kennt Wege. Forwarding ist die einzelne Weitergabe eines Pakets am Router.
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Wie Router einen guten Weg wählen
Es gibt oft mehrere mögliche Wege zu einem Ziel. Router vergleichen sie mit einer Metrik. Eine Metrik ist ein Wert oder eine Regel, mit der Wege bewertet werden.
Eine Metrik kann zum Beispiel die Anzahl der Hops berücksichtigen. Ein Hop ist ein Sprung von einem Router zum nächsten. Andere Metriken beachten Verzögerung, Übertragungsrate oder Auslastung. Weniger Hops sind nicht immer automatisch besser: Ein kurzer Weg kann eine hohe Verzögerung haben oder stark ausgelastet sein.
Zu einem Ziel gibt es zwei Wege. Weg A führt über zwei Router, hat aber eine hohe Verzögerung. Weg B führt über drei Router, nutzt aber eine schnelle freie Verbindung. Je nach verwendeter Metrik kann Weg B die bessere Wahl sein.
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Statisches und dynamisches Routing
Beim statischen Routing trägt eine Administratorin oder ein Administrator die Wege von Hand in Routing-Tabellen ein. Das passt zu kleinen Netzen mit wenigen Änderungen. Fällt eine Verbindung aus, müssen die Einträge ebenfalls von Hand geändert werden.
Beim dynamischen Routing tauschen Router selbstständig Informationen aus. Dafür verwenden sie ein Routing-Protokoll. Ein Protokoll ist eine feste Vereinbarung darüber, wie Geräte Informationen austauschen und verstehen. So können Router auf Änderungen reagieren.
In einem kleinen Schulnetz gibt es nur einen Weg zum Internet. Ein fester Eintrag kann ausreichen. In einem großen Netz fällt eine Verbindung aus. Dynamisches Routing kann dann eine bekannte Ausweichroute auswählen.
Statisch bedeutet von Hand festgelegt. Dynamisch bedeutet automatisch an Veränderungen angepasst.
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Bekannte Routing-Protokolle
RIP ist ein einfaches Routing-Protokoll. Es bewertet Wege vor allem nach der Hop-Anzahl. Das ist leicht zu verstehen, eignet sich aber nicht gut für sehr große Netze.
OSPF ist ein Routing-Protokoll für das Routing innerhalb eines autonom verwalteten Netzes. Ein solches Netz heißt autonomes System oder kurz AS. Router tauschen Informationen über ihre Verbindungen aus und können daraus passende Wege berechnen.
BGP ist ein Routing-Protokoll für den Austausch zwischen autonomen Systemen. Große Internetanbieter und Unternehmen betreiben zum Beispiel eigene autonome Systeme.
Deine Anfrage startet im Netz deines Internetanbieters. Innerhalb dieses Netzes können interne Routing-Protokolle wie OSPF genutzt werden. Muss die Anfrage zu einem anderen großen Netz weiterreisen, hilft BGP beim Austausch von Erreichbarkeitsinformationen.
RIP, OSPF und BGP sind nicht drei Namen für dasselbe. Sie haben unterschiedliche Aufgaben und nutzen unterschiedliche Informationen.
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Zusammenfassung
Routing sorgt dafür, dass Datenpakete durch verbundene Netzwerke zum Ziel gelangen. Router lesen die Ziel-IP-Adresse, nutzen ihre Routing-Tabellen und leiten Pakete zum passenden Next Hop weiter.
Eine Metrik hilft bei der Wahl zwischen mehreren Wegen. Statisches Routing wird von Hand gepflegt, dynamisches Routing passt sich mithilfe von Routing-Protokollen an. RIP, OSPF und BGP sind wichtige Beispiele für unterschiedliche Routing-Aufgaben.