Was ist ein Routing-Protokoll?
Ein Routing-Protokoll ist das Mittel, mit dem Computernetzwerke den Verkehr über Geräte, die als Router bezeichnet werden, effizient leiten können. Ein solches Protokoll ist im Wesentlichen ein Algorithmus, der Schleifen verhindert und korrigiert, Informationen über die Netzwerktopologie sammelt und diese Informationen an andere Router verteilt und letztendlich die Pfade auswählt, die der Verkehr nehmen soll. Einige dieser Protokolle verarbeiten den Verkehr innerhalb eines Netzwerks und leiten ihn an andere Router innerhalb eines kontrollierten Netzwerks weiter. Wenn die Kommunikation in ein bestimmtes Netzwerk eintreten oder dieses verlassen muss, wird sie von einem anderen Routing-Protokoll geleitet, das den Verkehr am Rand oder an der Grenze des Netzwerks überwacht.
Wenn ein Routing-Protokoll im Inneren eines Netzwerks verwendet wird, wird es als internes Gateway-Protokoll (IGP) bezeichnet. Unter Verwendung desselben Routing-Protokolls bilden sie zusammen eine Routing-Domäne. Anschließend bilden beliebig viele Routing-Domänen zusammen ein Netzwerk, das ein autonomes System (AS) umfasst. Hier innerhalb eines AS fallen die Protokolle in zwei Hauptkategorien, ein Verbindungsstatusprotokoll oder ein vektorbasiertes Protokoll.
Mit einem Link-State-Protokoll kommunizieren die Router miteinander, um das gesamte Netzwerk abzubilden, den Status der Verbindungen zwischen ihnen zu bewerten und dann die bestmöglichen Verkehrswege zu berechnen. Diese Methode ist nützlich, um festzustellen, welche Pfade eine schnellere Verbindungsgeschwindigkeit als ein anderer Pfad aufweisen können, und um den kürzesten Pfad zu ermitteln. Diese Arten von Routing-Protokollen sorgen sehr schnell dafür, dass die Router miteinander konvergieren und ihr Wissen über das Netzwerk aktualisieren, wenn ein neuer Router hinzugefügt wird oder einer offline geht.
Ein vektorbasiertes Routing-Protokoll gibt es in zwei Varianten: dem Distanzvektor und dem Pfadvektor, wobei der letztere eine Unterklasse des ersteren ist. Entfernungsvektorverfahren verwenden eine sogenannte Sprungzahl, um den kürzesten Weg von einem Router zum nächsten zu bestimmen. Hier zählt der Router die Anzahl der anderen Router, die die Kommunikation durchlaufen muss, wobei jeder einen Hop darstellt, und erstellt dann seine Karte der bestmöglichen Routen. Im Vergleich zu einem Verbindungsstatusprotokoll kann ein Distanzvektoralgorithmus nicht feststellen, wie schnell ein bestimmter Sprung mit einem anderen verglichen wird, und wählt möglicherweise letztendlich eine langsamere Route, obwohl weniger Sprünge erforderlich sind. Es kommt auch zu Verzögerungen, wenn ein Router zum Netzwerk hinzugefügt oder aus dem Netzwerk entfernt wird, da er die Hops erneut zählen muss, um die Karte des Netzwerks neu zu erstellen.
Ein Pfadvektor-Routing-Protokoll wird häufig an der Grenze eines Netzwerks in einem sogenannten Border-Gateway-Protokoll (BGP) verwendet. Der Border Router zählt nicht nur die Hopfen, sondern kündigt auch seine Verfügbarkeit an, indem er eine Pfadvektornachricht sendet. Die Grenzrouter anderer Netzwerke bauen dann ihr Wissen über Pfade außerhalb eines AS auf, indem sie auf diese Nachrichten voneinander achten.
In einigen Fällen kann ein Routing-Protokoll tatsächlich über ein vorhandenes Kommunikationsprotokoll geroutet werden. Ob sie geroutet werden, hängt von der Schicht des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) ab, unter der sie betrieben werden, z. B. IS-IS, die Datenverbindungsschicht, und ist ein nicht geroutetes Protokoll. Das Internetprotokoll (IP) und das Übertragungssteuerungsprotokoll (TCP) arbeiten auf den Schichten drei bzw. vier und sind zwei Mittel, mit denen ein Routing-Protokoll geroutet werden kann. Am bemerkenswertesten sind die BGPs, die über TCP ausgeführt werden.