Wo geht's lang: I Ro R u o t u i t n i g

Transkript

1 Wo geht's lang: IP Routing

2 Inhalt Was ist Routing? Warum ist Routing notwendig? Funktion von IP-Routing: -TCP/IP zur Kommunikation im Internet -IP-Datagramme -Was ist ein IP-Router?

3 Inhalt Routingprotokolle: -Interior Gateway Protocols (IGP) (Intradomain-Routing) -Exterior Gateway Protocols (EGP) (Interdomain-Routing) -(Dynamic) Source Routing Der IP-Routing-Algorithmus -wie durchlaufen ihn Datenpakete?

4 Was ist Routing? Vorgang des Weiterleitens von Paketen zwischen verbundenen Netzwerken Es wird der Weg zur nächsten Station eines Datenpakets bestimmt Routing kann man als Streckenplanung für Netzwerkpakete verstehen Paketweitergabe funktioniert über Gateways

5 Was ist Routing? Gateway: Rechner oder ein andererrouter der eine direkt Verbindung von einem Netzwerk in das nächste hat Routing: Reiseroute oder Routenplanung umschreibt die Mechanismen, die notwendig sind, um in einem Netzwerk einheitliche Datenübertragungsrouten zu definieren

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7 Was ist Routing? Gleisstücke zwischen den Städten sind miteinander physikalisch verbunden Bestrebung:Züge möglichst schnell von einem Punkt zum anderen fahren zu lassen Lösung: Von A-Stadt über B-Dorf nach D-Heim. alternativ: Zug könnte theoretisch auch über B- Dorf und C-Stetten fahren aber: ineffizient

8 Was ist Routing? Planung von solchen Routen das Bilden von logischen Streckenführungen auf einem physikalischen Streckennetz, bezeichnet man als Routing Möglichkeit: Erstellen einer Tabelle für jeden Standort, aus der ersichtlich ist wie am besten alle anderen Standorte erreicht werden können => Routingtabelle

9 Warum ist Routing notwendig? Netzwerkverbindungen sind beispielsweise auch über HUB oder Switch möglich HUB: Wenn eine Station Daten verschickt, dann werden die Daten im Hub an alle Stationen verschickt jedoch:nimmt nur die adressierte Station die Daten entgegen => alle Stationen teilen sich die Gesamtbandbreite des HUB wollen nun zwei oder mehr Stationen gleichzeitig senden, kommt es zu einer Kollision

10 Warum ist Routing notwendig? Switch: zum Ausschließen von Nachteilen im Ethernet wählt man als Kopplungselement einen Switch Der Switch merkt sich die Hardware-Adressen (MAC- Adressen) der Stationen => Er leitet die Ethernet-Pakete nur an den Port, hinter dem sich die Empfängerstation befindet Ist die Hardware-Adresse nicht bekannt werden die Datenpakete an alle seine Ports weitergeleitet, wie bei einem HUB Begrenzte Speichergröße unbekannte Hardware-Adressen sind negativ für die Performance eines Netzwerks

11 Warum ist Routing notwendig? Deswegen: Netzwerk wird durch IP-Adressen in logische Segmente bzw. Subnetze unterteilt Sie teilen der Station mit, in welchem logischen Netzwerk sie sich befindet und welche Adresse sie hat Stationen mit unterschiedlichen Subnetzmasken können nicht einfach so kommunizieren Stattdessen: Verbindung über einen oder mehrere Router, die dafür sorgen, dass der Netzwerkverkehr innerhalb der Subnetze bleibt

12 Warum ist Routing notwendig? HUBs und Switches leiten Daten nur im lokalen Netz weiter, wohingegen der Router auch benachbarte Netze kennt paketvermitteltes Routing: findet im Internet statt logisch adressierte Datenpakete werden vom Ursprungsnetz in Richtung ihres Zielnetzes weitergeleitet => Routing ist die Basis des Internets => ohne Routing würde das Internet nicht existieren, da alle Netze autonom wären

13 Funktion von IP Routing

14 TCP/IP zur Kommunikation im Internet Transmission Control Protocol (TCP): Vereinbarung darüber, auf welche Art und Weise Daten zwischen Computern ausgetauscht werden sollen hat sich in den vergangenen Jahren durchgesetzt TCP/IP wird bei allen möglichen Verbindungen im Internet zur Kommunikation eingesetzt

15 TCP/IP zur Kommunikation im Internet IP ist die weit verbreitesteimplementierung eines hierarchischen Netzwerkadresssystems Es handelt sich hierbei um ein verbindungsloses, unzuverlässiges Transportprotokoll Vor der Übertragung der Daten zwischen den Hosts findet keine Rufkonfiguration statt IP unternimmt keinen Versuch, um festzustellen, ob ein Paket ordnungsgemäß ausgeliefert wurde

16 TCP/IP zur Kommunikation im Internet Das Internet Protocol (IP) ist das wichtigste routingfähige Protokoll und aus keinem Netzwerk mehr weg zu denken Es kann die Daten über jede Art von physikalischer Verbindung oder Übertragungssystem vermitteln => Der Vorgang der Wegfindung wird Routing genannt Innerhalb eines größeren TCP/IP-Netzwerks wird die Weiterleitung zwischen Hosts in getrennten Netzwerksegmenten ermöglicht IP sorgt für das Versenden von Datagrammen innerhalb von IP-Netzen, das mit dem so genannten Routing realisiert wird

17 IP-Datagramme eingehenden und ausgehenden Pakete werden als IP- Datagramme bezeichnet Ein IP-Datagramm enthält die Quelladresse des sendenden Hosts und die Zieladresse des empfangenden Hosts IP-Datagramme werden auf den einzelnen Hosts mithilfe von IP innerhalb der Internetschicht ausgetauscht und verarbeitet Auf jedem Host prüfen die Dienste der IP-Schicht die Zieladresse eines jeden Datagramms dort wird die Adresse mit einer lokal geführten Routingtabelle verglichen => Entscheidung, welche Aktion zur Weiterleitung auszuführen ist

18 Was ist ein IP-Router? TCP/IP-Netzwerksegmente sind über IP-Router miteinander verbunden IP-Router leiten IP-Datagramme von einem Netzwerksegment zum anderen weiter => Dieser Prozess wird als IP-Routing bezeichnet

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20 Was ist ein IP-Router? Mit IP-Routern werden zwei oder mehr physisch getrennte IP-Netzwerksegmente miteinander verbunden IP-Router sind mehrfach vernetzte Hosts: Netzwerkhost, der über zwei oder mehr Netzwerkschnittstellen Verbindungen mit sämtlichen physisch getrennten Netzwerksegmenten herstellt IP-Router sind für die Weiterleitung von Paketen zuständig die für andere TCP/IP-Hosts bestimmt sind Ein IP-Router muss in der Lage sein, zwischen Netzwerken die IP-Kommunikation weiterzuleiten, die für andere IP-Netzwerkhosts bestimmt ist

21 Routingprotokolle

22 Routingprotokolle Routing-Protokolle sorgen für den Austausch von Routing-Informationen zwischen den Netzen Grundsätzlich wird beim Routing zwischen zwei Zielgruppen unterschieden: Netzwerken innerhalb eines lokalen Netzwerks autonomen Systemen im Internet untereinander Alle Routing-Protokolle lassen sich in jeweils eine solche Gruppe einordnen: Interior Gateway Protocols Exterior Gateway Protocols

23 Interior Gateway Protocols (IGP) Intradomain-Routing: Der Fokus beim Intradomain-Routing liegt in den meisten Fällen auf einer technischeffizienten Nutzung Versuch durch geschicktes Konfigurieren des Routings das durch das Netzwerk übertragene Datenvolumen zu maximieren => Traffic Engineering

24 Interior Gateway Protocols (IGP) Geläufige IGP-Vertreter sind beispielsweise das Routing Information Protocol (RIP): eignet sich für kleinere Netze, in denen sich die Netzwerkstruktur nur selten ändert Oder: Open Shortest Path First (OSPF) eignet sich auch für größere Netze, in denen sich die Netzwerkstruktur häufiger ändert

25 Exterior Gateway Protocols (EGP) Interdomain-Routing: Regelt Routing zwischen verschiedenen Providern Fokus liegt auf einer finanzielleffizienten (profitorientierten) Nutzung des Netzwerks Welche Informationen ausgetauscht werden und welche nicht, wird zunächst in Verträgen festgelegt und dann in den Routern einkonfiguriert

26 Exterior Gateway Protocols (EGP) Routing-Änderungen sind auf dieser Ebene eher überschaubar Routing im Internet beschränkt sich auf das Grundsätzliche => vergleichbar finden wenig Änderungen weltweit statt

27 Exterior Gateway Protocols (EGP) Border Gateway Protocol (BGP) eignet sich für sehr große Netze mit autonomen Systemen (Internet) auf deren Ebene nur geringe Änderungen stattfinden, sowohl technisch, als auch administrativ zwei verschiedene Arten von Routing: Intradomain-Routing findet innerhalb eines autonomen Systems statt Interdomain-Routingbezeichnet das Routing zwischen autonomen Systemen (Internet)

28 Dynamic Source Routing In kleinen Netzen kann das Routing sehr einfach sein und wird oft per Hand konfiguriert => statisches Routing Große Netze können eine hohe Komplexität aufweisen, die sich möglicherweise häufig ändert => dynamisches Routing notwendig hierbei erfährt die sendende Station eine gültige Route zur Zielstation

29 Dynamic Source Routing Diese Route wird in den Header eines jeden Paketes zur Zielstation eingetragen Jeder Zwischenknoten ist verpflichtet, das Paket entlang dieser Route weiterzuleiten => sehr komplex aber auch sehr flexibel => erlaubte das exponentielle Wachstum des Internets seit der Einführung von IP im Jahre 1983 => Wenn Teile des Internets ausfallen können innerhalb von Sekunden Alternativrouten propagiert werden und die betroffenen Netzbereiche weiträumig umgangen werden

30 IP-Routing-Algorithmus Der IP-Routing-Algorithmus gilt nicht nur für IP- Router Er gilt für alle Netzwerkstationen, die IP- Datenpakete empfangen können Die empfangenen Datenpakete durchlaufen diesen Algorithmus bis das Datenpaket zugeordnet oder weitergeleitet werden kann

31 Wie durchlaufen ihn Datenpakete?

32 Wird das Internet einmal "unroutbar"?

33 NEIN!

34 Wird das Internet einmal "unroutbar"? Bedenken: Das Internet wird irgendwann einmal unsteuerbar, da die globalen Routing-Tabellen unaufhörlich größer werden Eine höhere Zahl von Routing-Einträgen ist eine Frage der Leistungsfähigkeit der Router => enorme Entwicklungsschübe bei Router- Herstellern => weiteres Anwachsen der globalen Routing- Tabellen in den nächsten Jahren ergbibtkeine größeren Probleme

35 ENDE

36 Quellen ubnetzbildung_teil_1/index6.html Adresse#IPv6_.E _neue_Version_mit_gr.C3.B6.C3.9Ferem_Adressraum Weiterleitung.html