Routing-Protokolltypen: Statisch, Dynamisch, IP, CISCO

By: Bryce Leo Bryce Leo
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โšก Intelligente Zusammenfassung

Routing-Protokolle sind die Regeln, die Router verwenden, um Erreichbarkeitsinformationen auszutauschen und Routing-Tabellen zu erstellen, damit Pakete den besten Weg durch Netzwerke nehmen kรถnnen, entweder durch statische Routen oder durch dynamische Distanzvektor-, Link-State- und Hybridmethoden wie RIP, OSPF und BGP.

  • ๐Ÿงญ Definition: Routingprotokolle aktualisieren Routingtabellen, damit sich die Router darรผber einigen, wie jedes Ziel erreicht werden kann.
  • ๐Ÿ—บ๏ธ Statisch vs. dynamisch: Statische Routen werden manuell festgelegt, wรคhrend sich dynamische Protokolle bei ร„nderungen der Verbindungen automatisch anpassen.
  • ๐Ÿ“ก Distanzvektor: RIP und IGRP senden ihre vollstรคndigen Routingtabellen zeitgesteuert an ihre Nachbarn.
  • ๐Ÿ’ก Verbindungsstatus: OSPF und IS-IS bilden die gesamte Topologie ab und fรผhren Berechnungen des kรผrzesten Pfades durch.
  • ๐ŸŒ Externe Verlegung: BGP verbindet autonome Systeme und sorgt dafรผr, dass das globale Internet erreichbar bleibt.
  • ๐Ÿค– KI-Unterstรผtzung: KI-Tools analysieren Routing-Telemetriedaten, um รœberlastungen vorherzusagen und Fehlkonfigurationen zu erkennen.
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Arten von Routing-Protokollen in Netzwerken

Was sind Routing-Protokolle?

Routingprotokolle sind die definierten Regeln, die Router zur Kommunikation zwischen Quelle und Ziel verwenden. Sie รผbertragen die Daten selbst nicht, sondern aktualisieren lediglich die Routingtabelle, die die Pfadinformationen enthรคlt.

Routingprotokolle legen auรŸerdem fest, wie Router miteinander kommunizieren und ermรถglichen es dem Netzwerk, Routen zwischen beliebigen zwei Knoten in einem Computernetzwerk auszuwรคhlen.

Arten von Routing-Protokollen

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Netzwerk-Routing-Protokollen:

  • Statisch
  • Dynamisch

Das folgende Diagramm zeigt, wie Routing-Protokolle in statische und dynamische Kategorien eingeteilt werden, sowie die wichtigsten dynamischen Protokolle jeder Kategorie:

Klassifizierung statischer und dynamischer Routing-Protokolle einschlieรŸlich RIP, IGRP, OSPF, EIGRP und BGP

Statische Routing-Protokolle

Statische Routing-Protokolle kommen zum Einsatz, wenn ein Administrator den Pfad vom Quell- zum Zielnetzwerk manuell festlegt. Dieser Ansatz bietet eine hรถhere Netzwerksicherheit.

Vorteile

  • Keine zusรคtzliche Belastung fรผr die Router-CPU.
  • Keine ungenutzte Bandbreite zwischen den Links.
  • Nur der Administrator kann Routen hinzufรผgen.

Nachteile

  • Der Administrator muss wissen, wie jeder Router verbunden ist.
  • Fรผr groรŸe Netzwerke ist dies keine ideale Option, da sie sehr zeitaufwรคndig ist.
  • Wenn eine Verbindung ausfรคllt, bricht das gesamte Netzwerk zusammen, was bei groรŸen Netzwerken nicht praktikabel ist.

Dynamische Routing-Protokolle

Dynamische Routing-Protokolle sind eine weitere wichtige Art von Routing-Protokollen. Sie helfen Routern, Informationen von verbundenen Routern automatisch in ihre Routing-Tabellen einzutragen. Diese Protokolle senden auรŸerdem Topologie-Aktualisierungen, sobald sich die Netzwerkstruktur รคndert.

Vorteile

  • Einfacher zu konfigurieren, auch in grรถรŸeren Netzwerken.
  • Sie kรถnnen dynamisch eine andere Route wรคhlen, wenn eine Verbindung ausfรคllt.
  • Sie helfen Ihnen dabei, den Datenverkehr auf mehrere Verbindungen gleichmรครŸig zu verteilen.

Nachteile

  • Updates werden zwischen Routern ausgetauscht und verbrauchen daher Bandbreite.
  • Routing-Protokolle belasten die CPU und den Arbeitsspeicher des Routers zusรคtzlich.

Distance Vector Routing Protocol (DVR)

Distance-Vector-Protokolle geben ihre Routing-Tabelle in bestimmten Zeitabstรคnden an jeden direkt verbundenen Nachbarn weiter, was viel Bandbreite verbraucht und nur langsam zur Konvergenz fรผhrt.

Beim Distance-Vector-Routingprotokoll mรผssen alle Routingtabellen mit den neuen Informationen aktualisiert werden, wenn eine Route nicht mehr verfรผgbar ist.

Vorteile

  • Aktualisierungen des Netzwerks werden regelmรครŸig ausgetauscht und stets รถffentlich bekannt gegeben.
  • Das Protokoll vertraut den von benachbarten Routern empfangenen Routing-Informationen.

Nachteile

  • Da Routinginformationen periodisch ausgetauscht werden, entsteht unnรถtiger Datenverkehr, der die verfรผgbare Bandbreite verbraucht.

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Internet-Routing-Protokolle

Im Folgenden werden die Protokolltypen beschrieben, die Datenpaketen helfen, ihren Weg durch das Internet zu finden. Jeder von ihnen gehรถrt zu den oben beschriebenen Kategorien Distanzvektor-, Link-State- oder Hybridprotokolle.

Routing-Informationsprotokoll (RIP)

RIP wird sowohl in LAN- als auch in WAN-Netzwerken eingesetzt und lรคuft auf der Anwendungsschicht. OSI-ModellEs existieren zwei Versionen von RIP:

  • RIPv1
  • RIPv2

Die ursprรผngliche Version, RIPv1, bestimmt Netzwerkpfade anhand der Ziel-IP-Adresse und der Anzahl der Hops auf dem Weg. RIPv1 interagiert mit dem Netzwerk, indem es seine IP-Tabelle an alle mit dem Netzwerk verbundenen Router sendet.

RIPv2 ist etwas ausgefeilter, da es seine Routingtabelle an eine Multicast-Adresse sendet, anstatt sie per Broadcast zu verbreiten.

Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

IGRP ist ein von Cisco entwickeltes distanzvektorbasiertes Interior Gateway Protocol. Es wurde eingefรผhrt, um die Einschrรคnkungen von RIP zu รผberwinden. Zu den verwendeten Metriken gehรถren Auslastung, Bandbreite, Verzรถgerung, MTU und Zuverlรคssigkeit. IGRP dient dem Austausch von Routing-Daten innerhalb eines autonomen Systems.

Dieses Protokoll eignet sich fรผr grรถรŸere Netzwerke, da es alle 90 Sekunden sendet und eine maximale Hop-Anzahl von 255 unterstรผtzt. Es verhindert Routing-Schleifen, indem es sich bei Routenรคnderungen automatisch aktualisiert, und es kann den Datenverkehr รผber Pfade mit gleichen oder ungleichen Metrikkosten verteilen.

Link State Routing-Protokoll

Link-State-Protokolle verfolgen einen einzigartigen Ansatz zur Ermittlung des optimalen Routing-Pfades. Bei diesem Protokoll wird die Route anhand der Geschwindigkeit des Pfades zum Ziel und der Ressourcenkosten berechnet.

Routingprotokolltabellen

Ein Link-State-Routing-Protokoll verwaltet die drei unten aufgefรผhrten Tabellen:

  • Nachbartisch: Diese Tabelle enthรคlt nur Informationen รผber die Nachbarn des Routers โ€“ beispielsweise รผber die Router, mit denen eine Nachbarschaftsbeziehung besteht.
  • Topologietabelle: In dieser Tabelle werden Informationen รผber die gesamte Topologie gespeichert โ€“ beispielsweise sowohl die beste als auch die alternative Route zu einem bestimmten beworbenen Netzwerk.
  • Routing-Tabelle: Diese Tabelle enthรคlt alle besten Routen zum beworbenen Netzwerk.

Vorteile

  • Das Protokoll verwaltet separate Tabellen sowohl fรผr die beste Route als auch fรผr die Ausweichrouten und verfรผgt daher รผber mehr Kenntnisse des Netzwerks als jedes Distanzvektor-Routing-Protokoll.
  • Es werden ereignisgesteuerte Aktualisierungen verwendet, um unnรถtige Bandbreite zu vermeiden.
  • Teilaktualisierungen werden nur bei einer Topologieรคnderung ausgelรถst, sodass nicht die gesamte Routingtabelle ausgetauscht werden muss.

Exterior Gateway Protocol (EGP)

EGP ist ein Protokoll zum Datenaustausch zwischen benachbarten Gateway-Hosts innerhalb autonomer Systeme. Es ermรถglicht Routern, Informationen รผber verschiedene Domรคnen hinweg auszutauschen, darunter bekannte Router, Netzwerkadressen, Routenkosten und benachbarte Gerรคte.

Erweitertes Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)

EIGRP ist ein hybrides Routing-Protokoll, das Merkmale von Distanzvektor- und Link-State-Routing-Protokollen vereint. Es routet dieselben Protokolle wie IGRP und verwendet dabei dieselben zusammengesetzten Metriken, wodurch das Netzwerk den besten Pfad zu einem Ziel auswรคhlen kann.

ร–ffnen Sie den kรผrzesten Weg zuerst (OSPF)

Open Shortest Path First (OSPF) ist ein Link-State-IGP, das speziell fรผr IP-Netzwerke entwickelt wurde und die Shortest Path First (SPF)-Methode verwendet.

OSPF verwaltet Datenbanken, die die Topologie des Netzwerks detailliert beschreiben. Es verwendet den Dijkstra-Algorithmus zur Berechnung kรผrzester Pfade, um Netzwerkpfade bei ร„nderungen der Topologie neu zu berechnen. Zudem ist es sicher, da es Protokollรคnderungen authentifizieren und so die Daten schรผtzen kann.

Hier einige der wichtigsten Unterschiede zwischen den Routing-Protokollen Distance Vector und Link State:

Distanzvektor Verbindungsstatus
Das Distance Vector-Protokoll sendet die gesamte Routing-Tabelle. Das Link-State-Protokoll sendet nur Link-State-Informationen.
Es ist anfรคllig fรผr Routing-Schleifen. Es ist weniger anfรคllig fรผr Routing-Schleifen.
Updates werden manchmal per Broadcast gesendet. Es verwendet ausschlieรŸlich die Multicast-Methode fรผr das Routing von Aktualisierungen.
Es ist einfach zu konfigurieren. Es ist schwieriger zu konfigurieren.
Es kennt die Netzwerktopologie nicht. Es kennt die gesamte Topologie.
Beispiele: RIP, IGRP. Beispiele: OSPF, IS-IS.

Zwischensystem-zu-Zwischensystem (IS-IS)

IS-IS ist ein Cisco-Routingprotokoll, das im Internet zum Senden verwendet wird IP-Routing Information. Es besteht aus einer Reihe von Komponenten, darunter Endsysteme, Zwischensysteme, Bereiche und Domรคnen.

Im Rahmen des IS-IS-Protokolls werden Router in Gruppen, sogenannte Bereiche, organisiert, und mehrere Bereiche werden zu einer Domรคne zusammengefasst.

Border Gateway Protocol (BGP)

BGP ist das letzte Routing-Protokoll auf dieser Liste und dasjenige, das das Internet am Laufen hรคlt. Es wird als Distanzpfadvektorprotokoll (DPVP) klassifiziert.

Dieses Protokoll sendet aktualisierte Routertabellendaten nur bei ร„nderungen. Topologieรคnderungen werden nicht automatisch erkannt, daher muss BGP manuell konfiguriert werden.

Was ist der Zweck von Routing-Protokollen?

Routing-Protokolle werden aus folgenden Grรผnden benรถtigt:

  • Sie ermรถglichen die optimale Pfadauswahl.
  • Sie bieten schleifenfreies Routing.
  • Sie ermรถglichen eine schnelle Konvergenz.
  • Sie minimieren den Aktualisierungsverkehr.
  • Sie sind einfach zu konfigurieren.
  • Sie passen sich Verรคnderungen an.
  • Sie erreichen eine betrรคchtliche GrรถรŸe.
  • Sie bleiben mit bestehenden Hosts und Routern kompatibel.
  • Sie unterstรผtzen Subnetzmasken variabler Lรคnge.

Klassisch vs. Klassenlose Routing-Protokolle

Hier die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Familien von Routing-Protokollen:

Klassische Routing-Protokolle Klassenlose Routing-Protokolle
Classful-Routingprotokolle senden niemals Subnetzmaskendetails wรคhrend Routing-Aktualisierungen. Classless-Routing-Protokolle kรถnnen wรคhrend Routing-Aktualisierungen IP-Subnetzmaskeninformationen senden.
RIPv1 und IGRP sind klassenbasierte Protokolle, da sie keine Subnetzmaskeninformationen enthalten. RIPv2, OSPF, EIGRP und IS-IS sind klassenlose Protokolle, da sie Subnetzmaskeninformationen in ihren Aktualisierungen mitfรผhren.

Vergleich von RIP, IGRP, OSPF und EIGRP

Die folgende Tabelle fasst die Unterschiede der gรคngigsten Routing-Protokolle zusammen:

Eigenschaften RIPv1 RIPv2 IGRP OSPF EIGRP
KlassenmรครŸig/Klassenlos Klasse Klassenlos Klasse Klassenlos Klassenlos
Metrisch Hops Hops Zusammengesetzt Bandbreite (Kosten) Zusammengesetzt (Bandbreite, Verzรถgerung)
RegelmรครŸige Aktualisierung 30 Sekunden 30 Sekunden 90 Sekunden Keine Prรคsentation Keine (ausgelรถst)
Werbeadresse 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.5 / 224.0.0.6 224.0.0.10
Kategorie Distanzvektor Distanzvektor Distanzvektor Verbindungsstatus Hybrid
StandardmรครŸige administrative Distanz 120 120 100 110 90

Hรคufig gestellte Fragen

Ein geroutetes Protokoll wie IP transportiert Benutzerdaten. Ein Routing-Protokoll wie OSPF oder RIP transportiert keine Benutzerdaten โ€“ es tauscht Erreichbarkeitsinformationen aus, damit Router die Tabellen erstellen, die das geroutete Protokoll weiterleiten.

Verschiedene Protokolle verwenden unterschiedliche Metriken. RIP verwendet die Anzahl der Hops, OSPF die Kosten anhand der Bandbreite, und IGRP sowie EIGRP verwenden eine Kombination aus Bandbreite, Verzรถgerung, Auslastung und Zuverlรคssigkeit. Die Route mit der niedrigsten Metrik wird bevorzugt.

Die administrative Distanz gibt an, wie vertrauenswรผrdig eine Routingquelle ist, wenn mehrere Protokolle eine Route zum selben Netzwerk anbieten. Der niedrigere Wert gewinnt: EIGRP hat einen Wert von 90, OSPF von 110 und RIP von 120.

Konvergenz bezeichnet die Zeit, die benรถtigt wird, bis sich alle Router nach einer ร„nderung, wie beispielsweise dem Ausfall einer Verbindung, auf die Netzwerktopologie geeinigt haben. Link-State-Protokolle wie OSPF konvergieren schneller als Distanzvektor-Protokolle wie RIP.

Ein autonomes System (AS) ist eine Gruppe von Netzwerken unter einer gemeinsamen administrativen Kontrolle mit einer gemeinsamen Routing-Richtlinie. Interne Protokolle wie OSPF laufen innerhalb eines AS, wรคhrend BGP den Datenverkehr zwischen verschiedenen autonomen Systemen routet.

Moderne Routing-Protokolle unterstรผtzen Authentifizierung, sodass Router Aktualisierungen nur von vertrauenswรผrdigen Nachbarn akzeptieren. OSPF, EIGRP und BGP kรถnnen MD5- oder SHA-Schlรผssel verwenden, um gefรคlschte Routenankรผndigungen zu blockieren, die den Datenverkehr abfangen oder unterdrรผcken kรถnnten.

KI und maschinelles Lernen analysieren Routing-Telemetriedaten, um รœberlastungen vorherzusagen, Fehlkonfigurationen zu erkennen und optimale Pfade in softwaredefinierten Netzwerken vorzuschlagen. Sie kรถnnen den Datenverkehr proaktiv umleiten, wobei grรถรŸere ร„nderungen vor der Produktivsetzung weiterhin von Ingenieuren รผberprรผft werden.

GitHub-Copilot Kann Router-Konfigurations-Snippets und Automatisierungsskripte fรผr OSPF, EIGRP oder BGP erstellen. Testen Sie die generierten Befehle immer zuerst in einer Testumgebung, da eine fehlerhafte Netzwerkanweisung den laufenden Datenverkehr blockieren kann.

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