3.2
Datenrouting im Internet
Die Netzwerkdatenknoten, sogenannte Router, spielen im Routing-Prozess eine unersetzliche Rolle. Die Grundfunktion des Routers ist sehr einfach. Seine Aufgabe besteht darin, ein Paket auf einer beliebigen Schnittstelle von der Endstation oder dem vorherigen Router zu empfangen und zu entscheiden, welche Schnittstelle das Paket an den Rest des Netzwerks sendet. Die Routing-Tabelle spielt bei diesem Entscheidungsprozess eine wichtige Rolle. Die Router verwenden normalerweise die IP-Adresse der Zielstation, die im empfangenen Paket enthalten ist, um zu entscheiden, wohin das Paket als nächstes gesendet wird.
Jeder Router enthält Informationen zur Verfügbarkeit einzelner Netzwerke oder Subnetze (Teile von Netzwerken). Diese Informationen werden in der Routing-Tabelle gespeichert. Jedes verfügbare IP-Netzwerk (oder sogar Subnetz) oder seine Gruppe (nach Durchführung der sogenannten Aggregation) wird normalerweise durch einen Eintrag in der Routing-Tabelle dargestellt, der die folgenden Daten enthält:
  • IP-Adresse des Zielnetzwerks oder der Gruppe von IP-Netzwerken, z. B. 200.1.3.0;
  • die Netzwerkmaske, die zum Zielnetzwerk (oder zur Gruppe von Netzwerken insgesamt) gehört, z. B. 255.255.255.192;
  • Kennung der Schnittstelle, über die das Netzwerk verfügbar ist;
  • Die IP-Adresse des nächsten Hops, an den die IP-Pakete gesendet werden. Der Zugriff muss über die im vorherigen Punkt genannte Schnittstelle erfolgen.
  • zusätzliche Information.
Wenn ein Router ein IP-Paket auf einer physischen Schnittstelle empfängt, verwendet er die darin enthaltene Ziel-IP-Adresse, um den entsprechenden Eintrag in der Routing-Tabelle nachzuschlagen. Gleichzeitig werden die einzelnen Datensätze schrittweise nach dem folgenden Algorithmus durchlaufen:
  1. Nehmen Sie den ersten oder nächsten Datensatz in der Tabelle. Wenn Sie die gesamte Tabelle durchgesehen haben, fahren Sie mit Punkt 4) fort.
  1. Führen Sie eine Binärbit-UND-Operation zwischen der Netzwerkmaske des Eintrags in der Routing-Tabelle und der Ziel-IP-Adresse des Pakets durch.
  1. Das Ergebnis vergleichen Sie mit der IP-Adresse des Netzwerkes, welches ein Bestandteil des gleichen Eintrags wie die oben genannte Netzwerkmaske ist:
    1. Wenn eine Übereinstimmung hergestellt wird, hat er eine der möglichen Richtungen gefunden, in die das Paket weitergeleitet werden könnte. Markieren Sie diesen Eintrag als möglichen Kandidaten und fahren Sie mit Punkt 1) fort.
    1. Wenn Sie alle zuvor identifizierten möglichen Kandidaten erneut durchgehen und aus ihnen nur den Datensatz auswählen, für den der Teil der Netzwerk-IP-Adresse in dem angegebenen Datensatz in der Routing-Tabelle so weit wie möglich mit der Ziel-IP-Adresse des Pakets übereinstimmt. Dieses Prinzip wird als Prinzip der Auswahl eines Datensatzes nach der längsten Übereinstimmung bezeichnet. Wenn Sie keinen möglichen Kandidaten gefunden haben, kein Datensatz übereinstimmt, verwerfen Sie das angegebene IP-Paket und senden Sie es nirgendwo hin. Wenn die Routing-Tabelle jedoch einen Datensatz der Standardroute enthält, verwenden Sie ihn zum Weiterleiten dieses IP-Pakets.
  1. Senden Sie ein Paket über die im aktuell ausgewählten Datensatz angegebene Schnittstelle. Wenn die angegebene Schnittstelle mehr Geräte (z. B. LAN) verbindet, senden Sie ein bestimmtes IP-Paket in diesem LAN an die im Feld für den nächsten Hop angegebene IP-Adresse.
Ein Beispiel für eine Routing-Tabellenliste ist in Abbildung 5 dargestellt. In der linken Spalte wird die IP-Adresse des Netzwerks, Subnetzes oder der Netzwerkgruppe angegeben, für die die entsprechenden Bits eine Protokollmaske aufweisen müssen. 0 auch alle Bits gleich log. 0. Die zweite Spalte enthält die zugehörige Netzmaske. Die dritte Spalte gibt die Ausgabeschnittstelle des Routers an, an die das IP-Paket gesendet wird, wenn dieser Eintrag ausgewählt ist. Die letzte Spalte enthält die IP-Adressen der Router, an die das Paket über die angegebene Schnittstelle gesendet wird.
Hinweis
Das erwähnte Routing-Tabellenbeispiel ist nur eine vereinfachte Version der eigentlichen Routing-Tabelle, die zusätzlich zu den oben genannten Datenfeldern zusätzliche Informationen enthalten kann. Das Format der Inhaltsliste für Routingtabellen ist nicht standardisiert, daher kann die Liste für jeden Anbieter geringfügig unterschiedlich sein, z. B. eine geringfügig andere Liste für Router von Cisco Systems und Juniper Networks.
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5. Beispiel einer vereinfachten Routing-Tabelle
Fig. 5. Beispiel einer vereinfachten Routing-Tabelle