Quelltext der Seite Routing

== Routing im Internet ==
Prinzipiell unterscheidet man im [[Internet]] je nach Zweck zwei verschiedene Arten von Routing:
* Int''ra''domain-Routing findet innerhalb eines [[Autonomes System|autonomen Systems]] („AS“) statt;
* Int''er''domain-Routing bezeichnet das Routing zwischen autonomen Systemen.
Hierbei bezieht sich der Namensbestandteil „Domain“ auf das autonome System; er hat also ''nichts'' mit den „[[Domain Name System|DNS-Domains]]“ beispielsweise bei Web-Adressen zu tun.

=== Intradomain-Routing ===
Intradomain-Routing verwendet ''Interior Gateway-Protokolle''&nbsp;(IGP). Der Fokus beim Intradomain-Routing liegt in den meisten Fällen auf einer ''technisch'' effizienten Nutzung des Netzwerks; ihm liegt typischerweise eine Wegewahl entlang kürzester Pfade zugrunde.

Der Administrator versucht, durch geschicktes Konfigurieren des Routings das durch das Netzwerk übertragbare Datenvolumen zu maximieren. Dieses Optimieren des Routings unter Berücksichtigung des real vorhandenen Datenübertragungsbedarfs zwischen verschiedenen Teilen des Netzwerks nennt man [[Traffic Engineering]].

=== Interdomain-Routing ===
Interdomain-Routing verwendet sogenannte ''Exterior Gateway-Protokolle'' (EGP), und zwar (fast) immer [[Border Gateway Protocol|BGP]]. Da Interdomain-Routing das Routing zwischen verschiedenen Providern regelt, liegt der Fokus beim Interdomain-Routing normalerweise auf einer ''finanziell'' effizienten (profitorientierten) Nutzung des Netzwerks. Die zugrundeliegende Idee hierbei ist die, dass ein autonomes System nicht allen seinen Nachbarn die gleichen Informationen (Routen) zukommen lässt. Welche Informationen ausgetauscht werden und welche nicht, wird zunächst in Verträgen festgelegt und dann in den Routern einkonfiguriert; man spricht in diesem Zusammenhang von [[Policy-basiertes Routing|Policy-basiertem Routing]].

=== IP-Routing ===
Einfache Protokolle wie z.&nbsp;B. natives [[NETBIOS]] kennen kein Routing; hier identifizieren sich zwei Stationen ausschließlich durch die [[MAC-Adresse]]n ihrer Netzwerkkarten. Das ist auch bei [[Internet Protocol|IP]]-Kommunikation innerhalb eines gemeinsamen Netzes (ohne Routing) so – zumindest, nachdem per [[Address Resolution Protocol|ARP]] bzw. [[Neighbor Discovery Protocol|NDP]] die zur [[IP-Adresse]] gehörende MAC-Adresse ermittelt wurde. Dann enthält jedes Paket die MAC- und IP-Adresse des Empfängers so wie die MAC- und IP-Adresse des Absenders sowie optionale Nutzdaten.

Liegen Absender und Empfänger in verschiedenen Netzen, ist ein [[Router]] erforderlich. Möchte eine über Router angebundene Station ein Paket an einen Empfänger außerhalb ihres Netzes senden, beispielsweise an einen [[Telnet]]-Server, so funktioniert der Kommunikationsprozess (vereinfacht dargestellt) wie folgt: Zuerst ermittelt die Station den für das gewünschte Ziel nächstgelegenen Router (siehe [[Routingtabelle]]), ermittelt per ARP dessen MAC-Adresse und baut ein Paket wie folgt zusammen: Es erhält als Ziel-MAC-Adresse die MAC-Adresse des nächstgelegenen Routers, die Ziel-IP-Adresse des Empfängers, die Ziel-[[Port (Netzwerkadresse)|Portadresse]] 23 für den Telnet-Server sowie die MAC- und IP-Adresse des Absenders und einen Absenderport (irgendein gerade freier Port, z.&nbsp;B. 5387) für die gerade anfragende Telnet-Sitzung sowie andere erforderliche Daten. Der Router empfängt und verarbeitet das Paket, weil es an seine MAC-Adresse gerichtet ist. Bei der Verarbeitung im Router wird das Paket in leicht abgeänderter Form weitergeleitet: Der Router ermittelt den ''nächsten Router'', ermittelt per ARP dessen MAC-Adresse und baut das Paket wie folgt um: Es erhält nun abweichend als Ziel-MAC-Adresse die MAC-Adresse des ''nächsten Routers'' sowie als Quell-MAC-Adresse die eigene MAC-Adresse. Die IP-Adresse des Empfängers, Ziel-Port 23 sowie die IP-Adresse des Absenders, Absender-Port 5387 und die Nutzdaten hingegen bleiben gleich. Das bedeutet: Auf Schicht 3 ([[Internet Protocol|IP]]) wird das Paket nicht verändert. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis ein letzter Router die Zielstation in einem direkt angeschlossenen Netz findet; dann setzt sich das Paket wie folgt zusammen: es enthält die MAC-Adresse der Zielstation, die MAC-Adresse des letzten Routers – also die Daten der letzten Schicht-2-Verbindung ([[Ethernet]]) – sowie die IP-Adresse des Empfängers (=&nbsp;Zielstation), Ziel-Port 23 sowie die IP-Adresse des Absenders, Absender-Port 5387 und natürlich Nutzdaten.

Nach erfolgreicher Verarbeitung durch den Telnet-Server wird die Rückantwort dann wie folgt zusammengestellt: MAC-Adresse des für den Rückweg zuständigen Routers (wobei Hin- und Rückroute nicht unbedingt identisch sein müssen), die IP-Adresse des anfragenden Rechners (vormals Absender), die Ziel-Portadresse 5387 (vormals Absender-Port) sowie die MAC- und IP-Adresse des Telnet-Servers und dessen Absenderport, sowie Antwort-Daten. Nachdem alle Router durchlaufen wurden, wird daraus im letzten Router: MAC-Adresse und IP-Adresse des anfragenden Rechners, die MAC-Adresse des letzten Routers, die Ziel-Portadresse 5387 sowie die IP-Adresse des Telnet-Servers und dessen Absenderport, sowie Antwort-Daten. Wird diese Telnet-Sitzung beendet, wird auch Port 5387 wieder freigegeben.

=== Zusammenwirken von Protokollen ===
Abhängig davon, ob ein Router Teil eines [[Autonomes System|autonomen Systems]] ist oder gar dessen Grenze bildet, verwendet er oftmals gleichzeitig Routing-Protokolle aus verschiedenen Klassen:
* '''Interior Gateway Protocols''' ('''IGP'''s) tauschen Routing-Informationen in einem einzelnen autonomen System aus. Häufig verwendet werden:
** [[Interior Gateway Routing Protocol|IGRP]]/[[EIGRP]] (Interior Gateway Routing Protocol/ Enhanced IGRP)
** [[Open Shortest Path First|OSPF]] (Open Shortest Path First)
** [[IS-IS]] (Intermediate System to Intermediate System)
** [[Routing Information Protocol|RIP]] (Routing Information Protocol)
** [[R-SMLT]] Routing [[Split Multi-Link Trunking|SMLT]]
* '''Exterior Gateway Protocols''' ('''EGP'''s) regeln das Routing zwischen verschiedenen autonomen Systemen. Dazu gehören:
** [[Border Gateway Protocol|BGP]] (Border Gateway Protocol: seit [[2002]] in der Version BGP4) ist heute weltweit der De-facto-Standard.
** [[Exterior-Gateway-Protokoll|EGP]] (mit dem alten Exterior Gateway Protocol wurden früher die Internet-Backbones verbunden. Es ist inzwischen veraltet.)
* '''[[Ad-hoc-Netz#Routing-Protokolle|Ad hoc Routing-Protokolle]]''' werden in Netzen mit wenig oder keiner Infrastruktur verwendet.
** [[Optimized Link State Routing|OLSR]] findet meist Verwendung im mobilen Bereich.
** [[AODV]] findet in kleineren Netzen mit hauptsächlich statischem Traffic Verwendung.

Dabei können Routingprotokolle auch miteinander interagieren. Beispielsweise können neue Routen aus dem IGP zum EGP exportiert werden. Auch andere Fälle sind denkbar: Ändert sich, z.&nbsp;B. durch den Ausfall eines Links, die IGP-Metrik für einen Pfad ''a''⇝''b'' innerhalb des AS ''X'', so kann ''X'' die Metrikänderung auf alle EGP-Pfade ''a''⇝''b''⇝''Y'', ''a''⇝''b''⇝''Z'' usw. übertragen. Es ist auch denkbar, dass sich einige Routen, welche ein Router von verschiedenen Routingprotokollen gelernt hat, gegenseitig widersprechen; in solchen Fällen regelt eine vorher definierte Priorisierung ([[Administrative Distanz]]) die letztendliche Entscheidung des Routers.

=== Übersicht/Zusammenfassung Routing-Protokolle ===
{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
! Routing-<br />Protokoll || Routing-<br />Algorithmus || Shortest-Path-<br />Algorithmus
! Einsatz || Metrik || Anmerkungen
|-
| [[Border Gateway Protocol|BGP]] || [[Pfadvektorprotokoll|Path-Vector]] || [[Bellman-Ford-Algorithmus|Bellman-Ford]]
| EGP || Policies || De-facto-Standard, verhindert Schleifen
|-
| [[Routing Information Protocol|RIP]] || [[Distanzvektoralgorithmus|DV]] || Bellman-Ford
| IGP || Hop-Count || Count-to-Infinity-Problem
|-
| [[Open Shortest Path First|OSPF]] || [[Link-State|LS]] || [[Algorithmus von Dijkstra|Dijkstra]]
| IGP || * || hierarchisches Routing
|-
| [[IS-IS]] || LS || Dijkstra
| IGP || * || ISO-Standard, vglb. mit OSPF
|-
| [[EIGRP]] || DV || [[Diffusing Update Algorithm|DUAL]]
| IGP || * || Cisco-Standard
|}
<nowiki>*</nowiki> verschiedene (teilweise kombinierbare) Metriken