Was versteht man unter Routing – Grundlagen zum Thema Routing in Netzwerken – Teil 1

Artikelserie: Routing mit dem Windows Server 2016 einrichten! Teil 1 Grundlagen

Im ersten Artikel aus der Artikelserie: Routing mit dem Windows Server 2016, geht es um die Grundlagen. Dabei wird kurz erläutert, was man allgemein unter Routing versteht, wie der Computer überhaupt Pakete versendet und wie auch die Routingtabelle aufgebaut und auch zu lesen ist. Die weiteren Kapitel der Serie sind:

Grundsätzliches

Routing bedeutet prinzipiell nichts anderes als die Wegfindung. In Bezug zur Netzwerktechnik geht es natürlich darum, wie ein Datenpaket den richtigen Weg findet, um sein Ziel zu erreichen. Man könnte also ganz allgemein sagen: Routing ist das Vermitteln von Paketen eines Rechners in ein anderes Netzwerk.

Funktionsweise von Routing

Das folgende Netzwerkszenario soll dabei helfen das Routing anschaulich zu erklären. Das Netzwerk enthält zwei verschiedene Subnetzbereiche sowie einen Router, welcher dazwischen vermittelt. Wenn der PC1 ein Paket sendet, gibt es zwei unterschiedliche Möglichkeiten, was mit dem Paket geschieht.

Grundlagen zum Thema Routing - Beispielszenario
Grundlagen zum Thema Routing – Beispielszenario

PC 1 sendet ein Paket an 172.16.0.10

In diesem Fall prüft der PC 1, ob die Adresse, an welche gesendet werden soll, sich im gleichen Subnetz befindet, in welchen sich auch er befindet. Ob dem so ist, prüft der PC intern durch eine Bitweise UND Verknüpfung, der IP Adresse an welche gesendet werden soll, mit seiner Subnetzmaske. Sofern sich das Paket im gleichen Subnetz befindet, sendet er es als Broadcast ins Netzwerk.

Bitweise - UND Verknüpfung
Bitweise – UND Verknüpfung

PC 2 sendet ein Paket an 10.0.0.10

Auch hier prüft der PC 1 wieder, ob die Adresse, an welche das Paket gesendet werden soll, im gleichen Netzwerk ist wie er selbst. In diesem Fall wird er allerdings feststellen, dass dem nicht so ist. Genau darum wird nun ein Standardgateway benötigt. Das ist nämlich genau die Adresse, an der alles gesendet wird was sich nicht im gleichen Netzwerk befindet. Man könnte damit sagen: der Standardgateway ist das:

TOR IN ANDERE NETZE.

Die Routingtabelle

Wo welches Paket nun letztlich hin gesendet werden soll steht in der Routingtabelle. Jedes Betriebssystem wie Windows oder Linux besitzen eine solche Tabelle. Ohne ihr wäre eine Netzwerkkonnektivität nicht möglich. Im Windows Betriebssystem lässt sich diese über die cmd mit folgendem Befehl anzeigen.

route print

Wie ersichtlich sieht man hier ein Menge Einträge. Neben IPv4 besitzen die heutigen PCs auch einen IPv6 Stack. Somit sind hier durchaus sehr viele Einträge. Möchte man nur die Einträge für IPv4 oder IPv6 angezeigt bekommen, so hängt man noch die Option -4 bzw. -6 an den Befehl an.

route print -4
Erläuterung der Routingtabelle von Windows 10
Erläuterung der Routingtabelle von Windows 10

Default Route

Diese Route ist die Standardroute, die für alle Netzadressen genutzt wird, welche nicht in der Routingtabelle aufzulösen sind. Teilweise wird hier auch der Begriff Standardgateway verwendet. In der obigen Routingtabelle bedeutet dass, das alle Anfragen mit unbekannten IP-Adressen an das Gateway 192.168.192.2 über die Schnittstelle 192.168.192.128 gesendet werden. Die Adressierung 0.0.0.0 verwendet man dabei, wenn die IP-Adresse des Ziels nicht bekannt ist.

Loopback Network / Local Host

Dieses Netzwerk ist für den Funktionstest reserviert. Loopback bezeichnet einen Rückschluss. Damit wird die logische Funktion des Protokollstapels geprüft. Über den local host werden IP-Pakete, die z.B. zu Testzwecken an die eigene Netzwerkkarte (192.168.192.128) übermittelt werden, der IP Adresse 127.0.0.1 zugewiesen. Diese ist nur virtuell vorhanden. Im Zusammenhang mit dem Loopback Netzwerk werden IP-Pakete welche an die Netzwerkkarte gehen, dann über den Rückschluss des Netzes 127.0.0.0 zurückgemeldet.

Directly attached Network

Hier wird das direkt an die Netzwerkkarte (192.168.192.128) angeschlossene Netzwerk (192.168.192.0) adressiert. Alle IP-Pakete an Teilnehmer des Netzwerks 192.168.192.0 werden über die Schnittstelle 192.168.178.128 versendet.

Network Broadcast

IP-Pakete, die an alle Teilnehmer des Netzwerks 192.168.192.0 versendet werden sollen (Broadcast), werden über die Schnittstelle 192.168.192.128 übermittelt.

Multicast Address

Wenn nur Gruppen von Rechner angesprochen werden sollen, so ist dafür die Netzadresse 224.0.0.0 reserviert.

Limited Broadcast

Diese Adresse wird verwendet, wenn allen Hosts eine Nachricht übermittelt werden soll, deren Zieladressen aber noch nicht bekannt sind. Das ist zum Beispiel beim Systemstart der Fall. Die über die Limited Broadcast versendeten IP-Pakete werden nur innerhalb des physikalischen Netzes weitergeleitet.

Metrik

Das ist der Wert, der einer Route in der Routingtabelle zugeordnet wird. Bei der Metrik Vergabe werden u.a. folgende Faktoren berücksichtigt:

  • Kosten
  • Entfernung (Bei jeder Verarbeitung z.B. überqueren eines Routers wird eins abgezogen ( TTL))
  • Verzögerung (Delay)
  • Bandbreite
  • etc.

Generell ist eine geringere Metrik besser.

Zu guter Letzt gibt es noch zwei cmd Befehle welche im Bereich Routing durchaus wichtig sind. Damit ist es möglich Routen nachzuverfolgen.

TraceRT
Pathping

Fazit

Ich hoffe der kurze Überblick konnte das Themengebiet Routing etwas näher erläutern. Natürlich könnte man noch viel tiefer in die Theorie einsteigen. Allerdings denke ich sollte dieser Überblick für das Grundverständnis ausreichend sein. Die nächsten drei Teile beschäftigen sich dann ausschließlich mit der Anwendung zum  Routing beim Server 2016.

Weiter geht es zum Teil 2:  Routing am Windows Server 2016 einrichten – Zwei Netzwerkadapter für LAN Routing konfigurieren (Teil 2)

4 Kommentare

    • Hallo Markus,
      im Screenshot der Routingtabelle ist der Netzwerkbereich 192.168.192.xxx abgebildet, im nachfolgenden Text beziehst Du Dich manchmal auf den Netzwerkbereich 192.168.178.xxx, der aber in den Screenshots gar nicht vorkommt.
      Siehe Beispiel Default route: Im Text verwendest Du die IP Adresse 192.168.178.2 für das Gateway und im Screenshot hat Dein Gateway die IP Adresse 192.168.192.2. Die Schnittstelle hat im Text die IP Adresse 192.168.178.128 und im Screenshot die IP Adresse 192.168.192.128

    • Hallo RS, vielen Dank für den Hinweis. Ich habe es auch soeben gesehen und korrigiert. Hier hatte ich versehentlich 178 anstatt 192 verwendet. Viele Grüße Markus

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