Routing-Protokolltypen – Der ultimative Leitfaden

Routing ist einer der grundlegendsten Bereiche des Netzwerks, die ein Administrator kennen muss. Routing-Protokolle bestimmen, wie Ihre Daten an ihr Ziel gelangen, und tragen dazu bei, diesen Prozess so reibungslos wie möglich zu gestalten. Es gibt jedoch so viele verschiedene Arten von Routing-Protokollen, dass es sehr schwierig sein kann, sie alle im Auge zu behalten!

In diesem Beitrag werden verschiedene Protokolltypen und Protokollkonzepte erläutert. Router-Protokolle umfassen:

• Routing Information Protocol (RIP)
• Interior Gateway Protocol (IGRP)
• Kürzesten Pfad zuerst öffnen (OSPF)
• EGP (Exterior Gateway Protocol)
• Erweitertes Interior Gateway Routing-Protokoll (EIGRP)
• Border Gateway Protocol (BGP)
• Zwischensystem-zu-Zwischensystem (IS-IS)

Bevor wir uns die Routing-Protokolle selbst ansehen, ist es wichtig, sich auf die Kategorien der Protokolle zu konzentrieren. Alle Routing-Protokolle können in folgende Kategorien eingeteilt werden:

• Fernvektor- oder Verbindungsstatusprotokolle
• Interior Gateway Protocols (IGP) oder Exterior Gateway Protocols (EGP)
• Classful- oder Classless-Protokolle

Fernvektor- und Verbindungsstatusprotokolle

Abstand VectorLink-Status

Sendet während der Aktualisierung die gesamte Routingtabelle	Stellt nur Verbindungsstatusinformationen bereit
Sendet regelmäßige Updates alle 30-90 Sekunden	Verwendet ausgelöste Updates
Sendet Updates	Multi-Casts-Updates
Anfällig für Routing-Schleifen	Keine Gefahr von Routing-Schleifen
RIP, IGRP	OSPF, IS-IS

Distanzvektorprotokolle sind Protokolle, die Verwenden Sie distance, um den besten Pfad für Pakete zu ermitteln innerhalb eines Netzwerks. Diese Protokolle messen die Entfernung basierend darauf, wie viele Hopfendaten passieren müssen, um an ihr Ziel zu gelangen. Die Anzahl der Hops entspricht im Wesentlichen der Anzahl der Router, die zum Erreichen des Ziels erforderlich sind.

Im Allgemeinen senden Distanzvektorprotokolle eine Routingtabelle voller Informationen an benachbarte Geräte. Durch diesen Ansatz sind sie für Administratoren mit geringen Investitionen verbunden, da sie bereitgestellt werden können, ohne dass viel verwaltet werden muss. Das einzige Problem ist, dass sie mehr Bandbreite zum Senden in den Routingtabellen benötigen und auch in Routing-Schleifen geraten können.

Verbindungsstatus-Protokolle

Verbindungsstatusprotokolle verwenden einen anderen Ansatz, um den besten Pfad zu finden, indem sie Informationen mit anderen Routern in der Nähe austauschen. Das Die Route wird basierend auf der Geschwindigkeit des Pfades zum Ziel berechnet und die Kosten der Ressourcen. Verbindungsstatusprotokolle verwenden einen Algorithmus, um dies herauszufinden. Einer der Hauptunterschiede zu einem Distanzvektorprotokoll besteht darin, dass Verbindungsstatusprotokolle keine Routingtabellen senden. Stattdessen benachrichtigen sich die Router gegenseitig, wenn Änderungen festgestellt werden.

Router, die das Verbindungsstatusprotokoll verwenden, erstellen drei Arten von Tabellen. Nachbartisch, Topologietabelle, und Routing-Tabelle. Die Nachbartabelle speichert Details benachbarter Router unter Verwendung des Verbindungsstatusprotokolls, die Topologietabelle speichert die gesamte Netzwerktopologie und die Routingtabelle speichert die effizientesten Routen.

IGP und EGPs

Routing-Protokolle können auch als Interior Gateway Protocols (IGPs) oder Exterior Gateway Protocols (EGPs) kategorisiert werden. IGPs sind Routing-Protokolle, die Routing-Informationen mit anderen Routern innerhalb eines einzelnen autonomen Systems (AS) austauschen. Ein AS wird als ein Netzwerk oder eine Sammlung von Netzwerken unter der Kontrolle eines Unternehmens definiert. Die Firma AS ist somit von der ISP AS getrennt.

Jedes der folgenden Elemente ist als IGP klassifiziert:

• Kürzesten Pfad zuerst öffnen (OSPF)
• Routing Information Protocol (RIP)
• Zwischensystem zu Zwischensystem (IS-IS)
• Erweitertes Interior Gateway Routing-Protokoll (EIGRP)

Andererseits sind EGPs Routing-Protokolle, mit denen Routing-Informationen zwischen Routern in verschiedenen autonomen Systemen übertragen werden. Diese Protokolle sind komplexer und BGP ist das einzige EGP-Protokoll, auf das Sie wahrscheinlich stoßen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es ein EGP-Protokoll mit dem Namen EGP gibt.

Beispiele für EGPs sind:

• Border Gateway Protocol (BGP)
• EGP (Exterior Gateway Protocol)
• Das InterDomain Routing Protocol (IDRP) der ISO

Arten von Routing-Protokollen

Routing-Protokoll-Zeitachse

• 1982 – EGP
• 1985 – IGRP
• 1988 – RIPv1
• 1990 – IS-IS
• 1991 – OSPFv2
• 1992 – EIGRP
• 1994 – RIPv2
• 1995 – BGP
• 1997 – RIPng
• 1999 – BGPv6 und OSPFv3
• 2000 – IS-ISv6

Routing Information Protocol (RIP)

Routing Information Protocol oder RIP ist eines der ersten zu erstellenden Routing-Protokolle. RIP wird in beiden Fällen verwendet Lokale Netzwerke (LANs) und Wide Area Networks (WANs) und wird auch auf der Anwendungsschicht des OSI-Modells ausgeführt. Es gibt mehrere Versionen von RIP, einschließlich RIPv1 und RIPv2. Die Originalversion oder RIPv1 bestimmt die Netzwerkpfade basierend auf dem IP-Ziel und der Anzahl der Hops der Reise.

RIPv1 interagiert mit dem Netzwerk, indem es seine IP-Tabelle an alle mit dem Netzwerk verbundenen Router sendet. RIPv2 ist etwas ausgefeilter und sendet seine Routing-Tabelle an eine Multicast-Adresse. RIPv2 verwendet auch die Authentifizierung, um die Daten sicherer zu machen, und wählt eine Subnetzmaske und ein Gateway für den zukünftigen Datenverkehr aus. Die Haupteinschränkung von RIP besteht darin, dass es eine maximale Sprungzahl von 15 hat, was es für größere Netzwerke ungeeignet macht.

Siehe auch: LAN-Überwachungstools

Interior Gateway Protocol (IGRP)

Das Interior Gateway Protocol oder IGRP ist ein von Cisco hergestelltes Distanzvektorprotokoll. IGRP sollte auf den Grundlagen von RIP aufbauen, um in größeren Netzen und Netzwerken effizienter arbeiten zu können entfernte den 15 Hopfenverschluss das wurde auf RIP gelegt. IGRP verwendet Metriken wie Bandbreite, Verzögerung, Zuverlässigkeit und Auslastung, um die Lebensfähigkeit von Routen innerhalb des Netzwerks zu vergleichen. In den Standardeinstellungen von IGRP werden jedoch nur Bandbreite und Verzögerung verwendet.

IGRP ist deshalb ideal für größere Netzwerke Broadcasts werden alle 90 Sekunden aktualisiert und haben eine maximale Sprunganzahl von 255. Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung größerer Netzwerke als ein Protokoll wie RIP. IGRP wird auch häufig verwendet, da es Routing-Schleifen widersteht, da es sich automatisch aktualisiert, wenn Änderungen im Netzwerk auftreten.

Kürzesten Pfad zuerst öffnen (OSPF)

Das Open Shortest Path First- oder OSPF-Protokoll ist ein IGP mit Verbindungsstatus, das auf IP-Netzwerke zugeschnitten ist Kürzester Weg zuerst (SPF) Algorithmus. Der SPF-Algorithmus berechnet den kürzesten Spanning-Tree-Pfad, um eine effiziente Übertragung von Paketen zu gewährleisten. OSPF-Router verwalten Datenbanken mit detaillierten Informationen zur Umgebungstopologie des Netzwerks. Diese Datenbank ist mit Daten aus gefüllt Link State Advertisements (LSAs) von anderen Routern gesendet. LSAs sind Pakete, die detaillierte Informationen darüber enthalten, wie viele Ressourcen ein bestimmter Pfad beanspruchen würde.

OSPF verwendet auch die Dijkstra-Algorithmus um Netzwerkpfade neu zu berechnen, wenn sich die Topologie ändert. Dieses Protokoll ist auch relativ sicher, da es Protokolländerungen authentifizieren kann, um die Datensicherheit zu gewährleisten. Es wird von vielen Organisationen verwendet, da es für große Umgebungen skalierbar ist. Topologieänderungen werden nachverfolgt, und OSPF kann gefährdete Paketrouten neu berechnen, wenn eine zuvor verwendete Route blockiert wurde.

EGP (Exterior Gateway Protocol)

EGP (Exterior Gateway Protocol) ist ein Protokoll, mit dem Daten zwischen Gateway-Hosts ausgetauscht werden, die in autonomen Systemen benachbart sind. Mit anderen Worten, EGP bietet Routern ein Forum, in dem sie Informationen über verschiedene Domänen hinweg austauschen können. Das bekannteste Beispiel für ein EGP ist das Internet. Die Routing-Tabelle des EGP-Protokolls enthält bekannte Router, Routing-Kosten und Adressen benachbarter Geräte. EGP wurde häufig von größeren Organisationen eingesetzt, wurde jedoch inzwischen von BGP abgelöst.

Der Grund, warum dieses Protokoll in Ungnade gefallen ist, ist, dass es keine Multipath-Netzwerkumgebungen unterstützt. Das EGP-Protokoll verwaltet eine Datenbank mit Netzwerken in der Nähe und den Pfaden, die erforderlich sind, um diese Netzwerke zu erreichen. Diese Informationen werden an verbundene Router weitergeleitet. Sobald es ankommt, können die Geräte ihre Routingtabellen aktualisieren und eine fundiertere Pfadauswahl im gesamten Netzwerk vornehmen.

Erweitertes Interior Gateway Routing-Protokoll (EIGRP)

Das Enhanced Interior Gateway Routing Protocol oder EIGRP ist ein Distanzvektor-Routing-Protokoll, für das verwendet wird IP, AppleTalk, und NetWare Netzwerke. EIGRP ist ein firmeneigenes Cisco-Protokoll, das auf dem ursprünglichen IGRP-Protokoll aufbaut. Bei Verwendung von EIGRP entnimmt ein Router Informationen aus den Routingtabellen seiner Nachbarn und zeichnet sie auf. Nachbarn werden nach einer Route abgefragt, und wenn eine Änderung auftritt, benachrichtigt der Router seine Nachbarn über die Änderung. Dies hat letztendlich zur Folge, dass benachbarte Router darauf aufmerksam gemacht werden, was in benachbarten Geräten vor sich geht.

EIGRP ist mit einer Reihe von Funktionen ausgestattet, um die Effizienz zu maximieren Zuverlässiges Transportprotokoll (RTP) und ein Diffundierender Update-Algorithmus (DUAL). Paketübertragungen werden effektiver, da Routen neu berechnet werden, um den Konvergenzprozess zu beschleunigen.

Border Gateway Protocol (BGP)

Border Gateway Protocol oder BGP ist das Routing-Protokoll des Internets, das als Distanzpfad-Vektorprotokoll klassifiziert ist. BGP war entwickelt, um EGP zu ersetzen mit einem dezentralen Ansatz für das Routing. Der BGP-Best-Path-Selection-Algorithmus wird verwendet, um die besten Routen für Paketübertragungen auszuwählen. Wenn Sie keine benutzerdefinierten Einstellungen haben, wählt BGP Routen mit dem kürzesten Pfad zum Ziel aus.

Viele Administratoren entscheiden sich jedoch dafür, die Weiterleitungsentscheidungen an die Kriterien anzupassen, die ihren Anforderungen entsprechen. Der beste Pfadauswahlalgorithmus kann durch Ändern des Attributs für die BGP-Kostengemeinschaft angepasst werden. BGP kann Routing-Entscheidungen basierend auf Faktoren wie Gewicht, lokale Präferenz, lokal generiert, AS_Path-Länge, Ursprungstyp, Multi-Exit-Diskriminator, eBGP über iBGP, IGP-Metrik, Router-ID, Cluster-Liste und Nachbaradresse treffen.

BGP sendet aktualisierte Routertabellendaten nur, wenn sich etwas ändert. Infolgedessen werden Topologieänderungen nicht automatisch erkannt, sodass der Benutzer BGP manuell konfigurieren muss. Aus Sicherheitsgründen kann das BGP-Protokoll authentifiziert werden, sodass nur zugelassene Router Daten miteinander austauschen können.

Zwischensystem-zu-Zwischensystem (IS-IS)

Das Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) ist ein Verbindungsstatus-, IP-Routing- und IGPP-Protokoll, das im Internet zum Senden von IP-Routing-Informationen verwendet wird. IS-IS verwendet eine modifizierte Version des Dijkstra-Algorithmus. Ein IS-IS-Netzwerk besteht aus einer Reihe von Komponenten, einschließlich Endsystemen (Benutzergeräten), Zwischensystemen (Routern), Bereichen und Domänen.

Unter IS-IS werden Router in Gruppen organisiert, die als Bereiche bezeichnet werden, und mehrere Bereiche werden zu einer Domäne zusammengefasst. Router innerhalb des Bereichs werden mit Schicht 1 platziert, und Router, die Segmente miteinander verbinden, werden als Schicht 2 klassifiziert. Es gibt zwei Arten von Adressen, die von IS-IS verwendet werden. Netzwerkdienst-Zugriffspunkt (NSAP) und Titel der Netzwerkeinheit (NETZ).

Classful- und Classless-Routing-Protokolle

Routing-Protokolle können auch als klassenbehaftete und klassenlose Routing-Protokolle klassifiziert werden. Die Unterscheidung zwischen diesen beiden hängt davon ab, wie Routing-Updates ausgeführt werden. Die Debatte zwischen diesen beiden Routing-Formen wird häufig als klassenorientiertes oder klassenloses Routing bezeichnet.

Classful Routing-Protokolle

Klassische Routing-Protokolle senden während der Routing-Aktualisierung keine Subnetzmaskeninformationen, klassenlose Routing-Protokolle jedoch. RIPv1 und IGRP gelten als klassische Protokolle. Bei diesen beiden Protokollen handelt es sich um klassische Protokolle, da sie keine Subnetzmaskeninformationen in ihre Routing-Updates einbeziehen. Klassische Routing-Protokolle sind seitdem durch klassenlose Routing-Protokolle veraltet.

Klassenlose Routing-Protokolle

Wie oben erwähnt, wurden klassenbezogene Routing-Protokolle durch klassenlose Routing-Protokolle ersetzt. Klassenlose Routing-Protokolle Senden von IP-Subnetzmaskeninformationen während des Routing von Updates. RIPv2, EIGRP, OSPF und IS-IS sind alle Arten von Klassenroutingprotokollen, die Subnetzmaskeninformationen in Aktualisierungen enthalten.

Dynamische Routing-Protokolle

Dynamische Routing-Protokolle sind eine andere Art von Routing-Protokollen, die für moderne Unternehmensnetzwerke von entscheidender Bedeutung sind. Dynamische Routing-Protokolle Ermöglichen Sie Routern das automatische Hinzufügen von Informationen zu ihren Routingtabellen von verbundenen Routern. Mit diesen Protokollen senden Router Topologie-Updates, wenn sich die topologische Struktur des Netzwerks ändert. Dies bedeutet, dass sich der Benutzer nicht darum kümmern muss, die Netzwerkpfade auf dem neuesten Stand zu halten.

Einer der Hauptvorteile von dynamischen Routing-Protokollen besteht darin, dass sie weniger Konfigurationen verwalten müssen. Der Nachteil ist, dass dies zu Lasten der Zuweisung von Ressourcen wie CPU und Bandbreite geht, um sie kontinuierlich am Laufen zu halten. OSPF, EIGRP und RIP gelten als dynamische Routing-Protokolle.

Routing-Protokolle und Metriken

Unabhängig davon, welche Art von Routing-Protokoll verwendet wird, werden eindeutige Metriken verwendet, um zu messen, welche Route die beste ist. Ein Routing-Protokoll kann mehrere Pfade zu einem Ziel identifizieren, muss jedoch in der Lage sein, den effizientesten zu ermitteln. Mithilfe von Metriken kann das Protokoll bestimmen, welcher Pfad ausgewählt werden soll, um dem Netzwerk den besten Service zu bieten.

Die einfachste zu berücksichtigende Metrik ist die Anzahl der Hops. Das RIP-Protokoll verwendet die Sprungzahl, um die Entfernung zu messen, die ein Paket benötigt, um sein Ziel zu erreichen. Je mehr Sprünge ein Paket zurücklegen muss, desto weiter muss es zurücklegen. Daher zielt das RIP-Protokoll darauf ab, Routen zu wählen und, wo immer möglich, Hopfen zu minimieren. Neben der Anzahl der Hops gibt es viele andere Metriken, die von IP-Routing-Protokollen verwendet werden. Zu den verwendeten Metriken gehören:

• Hop zählen – Misst die Anzahl der Router, die ein Paket durchlaufen muss
• Bandbreite – Wählt den Pfad mit der höchsten Bandbreite
• Verzögern – Wählt den Pfad, der am wenigsten Zeit benötigt
• Verlässlichkeit – Beurteilt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Verbindung ausfällt, basierend auf der Anzahl der Fehler und früheren Fehlern
• Kosten – Ein vom Administrator oder vom IOS konfigurierter Wert, mit dem die Kosten einer Route basierend auf einer Metrik oder einem Metrikbereich gemessen werden
• Belastung – Wählt den Pfad basierend auf der Verkehrsauslastung der verbundenen Links

Metriken nach Protokolltyp

Protokolltyp
Art der verwendeten Metrik

RUHE IN FRIEDEN	Hop zählen
RIPv2	Hop zählen
IGRP	Bandbreite, Verzögerung
OSPF	Bandbreite
BGP	Vom Administrator ausgewählt
EIGRP	Bandbreite, Verzögerung
IS-IS	Vom Administrator ausgewählt

Verwaltungsdistanz

Die administrative Distanz ist eines der wichtigsten Merkmale von Routern. Administrative ist der Begriff, der verwendet wird, um einen numerischen Wert zu beschreiben, der verwendet wird, um zu priorisieren, welche Route verwendet werden soll, wenn zwei oder mehr Routen verfügbar sind. Wenn sich eine oder mehrere Routen befinden, wird die Als Route wird das Routing-Protokoll mit der geringeren administrativen Entfernung ausgewählt. Es gibt eine Standardverwaltungsentfernung, aber Administratoren können auch ihre eigenen konfigurieren.

Administrative Entfernung Route Quelle
Standardabstand

Angeschlossene Schnittstelle	0
Statische Route	1
Verbesserte IGRP-Zusammenfassungsroute	5
Externe BGP	20
Internes erweitertes IGRP	90
IGRP	100
OSPF	110
IS-IS	115
RUHE IN FRIEDEN	120
EIGRP externe Route	170
Interner BGP	200
Unbekannt	255

Je niedriger der numerische Wert der Verwaltungsentfernung ist, desto mehr vertraut der Router der Route. Je näher der Zahlenwert an Null liegt, desto besser. Routing-Protokolle verwenden die administrative Distanz hauptsächlich, um die Vertrauenswürdigkeit der angeschlossenen Geräte zu beurteilen. Sie können den administrativen Abstand des Protokolls mithilfe des Abstandsverfahrens im Unterkonfigurationsmodus ändern.

Schlussworte

Wie Sie sehen, können Routing-Protokolle auf vielfältige Weise definiert und überlegt werden. Der Schlüssel besteht darin, sich Routing-Protokolle als Distanzvektor- oder Verbindungsstatusprotokolle, IGP- oder EGP-Protokolle und klassenbezogene oder klassenlose Protokolle vorzustellen. Dies sind die übergeordneten Kategorien, zu denen gängige Routing-Protokolle wie RIP, IGRP, OSPF und BGP gehören.

Natürlich hat in all diesen Kategorien jedes Protokoll seine eigenen Nuancen darin, wie es den besten Pfad misst, sei es nach Anzahl der Sprünge, Verzögerung oder anderen Faktoren. Wenn Sie alles lernen, was Sie über diese Protokolle wissen, die Sie während des täglichen Netzwerkbetriebs beibehalten, können Sie sowohl in der Prüfung als auch in der Praxis eine große Hilfe leisten.

Verbunden: Tools für Traceroute und Tracert