Arten von Routing-Protokollen – Der ultimative Leitfaden
Routing ist einer der grundlegendsten Netzwerkbereiche, die ein Administrator kennen muss. Routing-Protokolle bestimmen, wie Ihre Daten an ihr Ziel gelangen, und tragen dazu bei, diesen Routing-Prozess so reibungslos wie möglich zu gestalten. Allerdings gibt es so viele verschiedene Arten von Routing-Protokollen, dass es sehr schwierig sein kann, den Überblick zu behalten!
Inhalt [ verstecken ]
- Distanzvektor- und Link-State-Protokolle
- Link-State-Routing-Protokolle
- IGP und EGPs
- Arten von Routing-Protokollen
- Klassische und klassenlose Routing-Protokolle
- Dynamische Routing-Protokolle
- Routing-Protokolle und -Metriken
- Verwaltungsdistanz
- Schlussworte
- Häufig gestellte Fragen zu Routing-Protokollen
Zu den Router-Protokollen gehören:
- Routing Information Protocol (RIP)
- Interior Gateway Protocol (IGRP)
- Öffnen Sie den kürzesten Pfad zuerst (OSPF)
- Exterior Gateway Protocol (EGP)
- Erweitertes Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
- Border Gateway Protocol (BGP)
- Zwischensystem-zu-Zwischensystem (IS-IS)
Bevor wir uns die Routing-Protokolle selbst ansehen, ist es wichtig, sich auf die Protokollkategorien zu konzentrieren.
Alle Routing-Protokolle können wie folgt klassifiziert werden:
- Distanzvektor- oder Link-State-Protokolle
- Interior Gateway Protocols (IGP) oder Exterior Gateway Protocols (EGP)
- Klassen- oder klassenlose Protokolle
Distanzvektor- und Link-State-Protokolle
Sendet bei Aktualisierungen die gesamte Routing-Tabelle | Stellt nur Informationen zum Linkstatus bereit |
Sendet regelmäßig alle 30–90 Sekunden Updates | Verwendet ausgelöste Updates |
Überträgt Aktualisierungen | Multi-Cast-Updates |
Anfällig für Routing-Schleifen | Keine Gefahr von Routing-Schleifen |
RIP, IGRP | OSPF, IS-IS |
Distanzvektor-Routing-Protokolle sind Protokolle, die Verwenden Sie die Entfernung, um den besten Routing-Pfad für Pakete zu ermitteln innerhalb eines Netzwerks.
Diese Protokolle messen die Entfernung basierend darauf, wie viele Hops die Daten zurücklegen müssen, um an ihr Ziel zu gelangen. Die Anzahl der Hops ist im Wesentlichen die Anzahl der Router, die benötigt werden, um das Ziel zu erreichen.
Im Allgemeinen senden Distanzvektorprotokolle eine Routing-Tabelle voller Informationen an benachbarte Geräte. Durch diesen Ansatz sind die Investitionen für Administratoren gering, da sie ohne großen Verwaltungsaufwand bereitgestellt werden können. Das einzige Problem besteht darin, dass sie zum Senden über die Routing-Tabellen mehr Bandbreite benötigen und auch in Routing-Schleifen geraten können.
Link-State-Routing-Protokolle
Link-State-Protokolle verfolgen einen anderen Ansatz zur Suche nach dem besten Routing-Pfad, indem sie Informationen mit anderen Routern in der Nähe teilen. Der Die Route wird basierend auf der Geschwindigkeit des Weges zum Ziel berechnet und die Kosten der Ressourcen.
Link-State-Routing-Protokolle verwenden einen Algorithmus, um dies herauszufinden. Einer der Hauptunterschiede zu einem Distanzvektorprotokoll besteht darin, dass Verbindungsstatusprotokolle keine Routing-Tabellen versenden; Stattdessen benachrichtigen sich Router gegenseitig, wenn Routenänderungen erkannt werden.
Router, die das Link-State-Protokoll verwenden, erstellen drei Arten von Tabellen; Nachbartisch , Topologietabelle , Und Routing-Tabelle . Die Nachbartabelle speichert Details zu benachbarten Routern, die das Link-State-Routing-Protokoll verwenden, die Topologietabelle speichert die gesamte Netzwerktopologie und die Routing-Tabelle speichert die effizientesten Routen.
IGP und EGPs
Routing-Protokolle können auch kategorisiert werden alsInterior Gateway-Protokolle(GPS) oderÄußere Gateway-Protokolle(EGPs).
IPGs
GPSsind Routing-Protokolle, die Routing-Informationen mit anderen Routern innerhalb eines einzelnen autonomen Systems (AS) austauschen. Ein AS ist definiert als ein Netzwerk oder eine Sammlung von Netzwerken unter der Kontrolle eines Unternehmens. Der Firmen-AS ist somit vom ISP-AS getrennt.
Jedes der folgenden Dinge wird als IGP klassifiziert:
- Öffnen Sie den kürzesten Pfad zuerst (OSPF)
- Routing Information Protocol (RIP)
- Zwischensystem zu Zwischensystem (IS-IS)
- Erweitertes Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
EGPs
Andererseits,EGPssind Routing-Protokolle, die zur Übertragung von Routing-Informationen zwischen Routern in verschiedenen autonomen Systemen verwendet werden. Diese Protokolle sind komplexer und BGP ist das einzige EGP-Protokoll, auf das Sie wahrscheinlich stoßen werden. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es ein EGP-Protokoll namens EGP gibt.
Beispiele für EGPs sind:
- Border Gateway Protocol (BGP)
- Exterior Gateway Protocol (EGP)
- Das InterDomain Routing Protocol (IDRP) der ISO
Arten von Routing-Protokollen
Zeitleiste der Routing-Protokolle
- 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)
Das Routing Information Protocol oder RIP ist eines der ersten Routing-Protokolle, die erstellt wurden. RIP wird in beiden verwendetLokale Netzwerke(LANs) undWeitverkehrsnetze(WANs) und läuft auch auf der Anwendungsschicht des OSI-Modell . Es gibt mehrere Versionen von RIP, darunterRIPv1UndRIPv2. Die Originalversion oder RIPv1 bestimmt Netzwerkpfade basierend auf dem IP-Ziel und der Hop-Anzahl 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 weiter. RIPv2 nutzt außerdem die Authentifizierung, um die Sicherheit der Daten zu erhöhen, und wählt eine Subnetzmaske und ein Gateway für den zukünftigen Datenverkehr. Die Haupteinschränkung von RIP besteht darin, dass es eine maximale Hop-Anzahl von 15 hat, was es für größere Netzwerke ungeeignet macht.
Siehe auch: LAN-Überwachungstools
Interior Gateway Protocol (IGRP)
Interior Gateway Protocol oder IGRP ist ein von Cisco entwickeltes Distanzvektor-Routing-Protokoll. IGRP wurde entwickelt, um auf den Grundlagen von RIP aufzubauen und in größeren verbundenen Netzwerken effektiver zu funktionieren Die 15-Hop-Obergrenze wurde entfernt das auf RIP platziert wurde. IGRP verwendet Metriken wie Bandbreite, Verzögerung, Zuverlässigkeit und Auslastung, um die Durchführbarkeit von Routen innerhalb des Netzwerks zu vergleichen. In den Standardeinstellungen von IGRP werden jedoch nur Bandbreite und Verzögerung verwendet.
IGRP ist ideal für größere Netzwerke, da essendet Aktualisierungen alle 90 Sekunden und hat eine maximale Hop-Anzahl von 255. Dadurch kann es größere Netzwerke unterstützen als ein Protokoll wie RIP. IGRP wird auch häufig verwendet, da es resistent gegen Routing-Schleifen ist, da es sich automatisch aktualisiert, wenn Routenänderungen innerhalb des Netzwerks auftreten.
Öffnen Sie den kürzesten Pfad zuerst (OSPF)
Das Open Shortest Path First- oder OSPF-Protokoll ist ein Link-State-IGP, das speziell für IP-Netzwerke entwickelt wurde, die das verwenden Der kürzeste Weg zuerst ( Lichtschutzfaktor ) Algorithmus . Der SPF-Routing-Algorithmus wird zur Berechnung des kürzesten Pfad-Spanning-Trees verwendet, um eine effiziente Datenübertragung von Paketen sicherzustellen. OSPF-Router verwalten Datenbanken mit detaillierten Informationen über die umgebende Topologie 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 Dijkstras Algorithmus um Netzwerkpfade neu zu berechnen, wenn sich die Topologie ändert. Dieses Protokoll ist außerdem relativ sicher, da es Protokolländerungen authentifizieren kann, um die Datensicherheit zu gewährleisten. Es wird von vielen Organisationen verwendet, da es auf große Umgebungen skalierbar ist. Topologieänderungen werden nachverfolgt und OSPF kann kompromittierte Paketrouten neu berechnen, wenn eine zuvor verwendete Route blockiert wurde.
Exterior Gateway Protocol (EGP)
Das Exterior Gateway Protocol oder EGP ist ein Protokoll, das zum Datenaustausch zwischen Gateway-Hosts verwendet wird, die in autonomen Systemen benachbart sind. Mit anderen Worten: EGP bietet Routern ein Forum zum Austausch von Informationen über verschiedene Domänen hinweg. Das bekannteste Beispiel für ein EGP ist das Internet selbst. Die Routing-Tabelle des EGP-Protokolls umfasst bekannte Router, Routenkosten und Netzwerkadressen benachbarter Geräte. EGP wurde von größeren Organisationen häufig verwendet, wurde jedoch inzwischen durch BGP ersetzt.
Der Grund dafür, dass dieses Protokoll in Ungnade gefallen ist, liegt darin, dass es keine Multipath-Netzwerkumgebungen unterstützt. Das EGP-Protokoll funktioniert, indem es eine Datenbank der nahegelegenen Netzwerke und der Routing-Pfade verwaltet, die es nutzen könnte, um sie zu erreichen. Diese Routeninformationen werden an angeschlossene Router weitergeleitet. Sobald es angekommen ist, können die Geräte ihre Routing-Tabellen aktualisieren und eine fundiertere Pfadauswahl im gesamten Netzwerk vornehmen.
Erweitertes Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
Das Enhanced Interior Gateway Routing Protocol oder EIGRP ist ein Distanzvektor-Routing-Protokoll, das für verwendet wirdIP,AppleTalk, UndNetWareNetzwerke. EIGRP ist ein proprietäres Cisco-Protokoll, das als Weiterentwicklung des ursprünglichen IGRP-Protokolls entwickelt wurde. Bei der Verwendung von EIGRP entnimmt ein Router Informationen aus den Routing-Tabellen 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. Dadurch werden benachbarte Router darüber informiert, was in nahegelegenen Geräten vor sich geht.
EIGRP ist mit einer Reihe von Funktionen zur Maximierung der Effizienz ausgestattet, darunterZuverlässiges Transportprotokoll(RTP) und einDiffusionsaktualisierungsalgorithmus(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 Distance Path Vector Protocol klassifiziert ist. BGP war Entwickelt, um EGP zu ersetzen mit einem dezentralen Routing-Ansatz. Der BGP Best Path Selection-Algorithmus wird verwendet, um die besten Routen für die Übertragung von Datenpaketen auszuwählen. Wenn Sie keine benutzerdefinierten Einstellungen haben, wählt BGP Routen mit dem kürzesten Weg zum Ziel aus.
Viele Administratoren entscheiden sich jedoch dafür, Routing-Entscheidungen entsprechend ihren Anforderungen in Kriterien umzuwandeln. Der Algorithmus zur Auswahl des besten Routingpfads kann durch Ändern des BGP-Kostengemeinschaftsattributs 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 Nachbar-IP-Adresse treffen.
BGP sendet aktualisierte Router-Tabellendaten nur, wenn sich etwas ändert. Daher gibt es keine automatische Erkennung von Topologieänderungen, was bedeutet, dass der Benutzer BGP manuell konfigurieren muss. Aus Sicherheitsgründen kann das BGP-Protokoll authentifiziert werden, sodass nur zugelassene Router Daten untereinander austauschen können.
Zwischensystem-zu-Zwischensystem (IS-IS)
Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) ist ein Verbindungsstatus-, IP-Routing-Protokoll 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, darunter Endsysteme (Benutzergeräte), Zwischensysteme (Router), Bereiche 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 der Schicht 1 zugeordnet und Router, die Segmente miteinander verbinden, werden der Schicht 2 zugeordnet. Es gibt zwei Arten von Netzwerkadressen, die von IS-IS verwendet werden; Netzwerkdienst-Zugangspunkt ( NSAP ) Und Titel der Netzwerkentität ( NETZ ).
Klassische und klassenlose Routing-Protokolle
Routing-Protokolle können auch in klassenbasierte und klassenlose Routing-Protokolle kategorisiert werden. Der Unterschied zwischen diesen beiden hängt davon ab, wie sie Routing-Updates ausführen. Die Debatte zwischen diesen beiden Formen des Routings wird oft als klassenbasiertes oder klassenloses Routing bezeichnet.
Klassische Routing-Protokolle
Klassische Routing-Protokolle senden bei Routing-Updates keine Subnetzmaskeninformationen, klassenlose Routing-Protokolle hingegen schon.RIPv1UndIGRPgelten als klassische Protokolle. Bei diesen beiden handelt es sich um erstklassige Protokolle, da sie in ihren Routing-Updates keine Informationen zur Subnetzmaske enthalten. Mittlerweile sind klassische Routing-Protokolle durch klassenlose Routing-Protokolle überholt.
Klassenlose Routing-Protokolle
Wie oben erwähnt, wurden klassische Routing-Protokolle durch klassenlose Routing-Protokolle ersetzt. Klassenlose Routing-ProtokolleSenden Sie IP-Subnetzmaskeninformationen während Routing-Updates. RIPv2, EIGRP, OSPF und IS-IS sind alle Arten von Klassen-Routing-Protokollen, die Subnetzmaskeninformationen in Aktualisierungen einbeziehen.
Dynamische Routing-Protokolle
Dynamische Routing-Protokolle sind eine weitere Art von Routing-Protokollen, die für moderne Unternehmensnetzwerke von entscheidender Bedeutung sind. Dynamische Routing-ProtokolleErmöglichen Sie Routern, automatisch Informationen von verbundenen Routern zu ihren Routing-Tabellen hinzuzufügen. Mit diesen Protokollen senden Router Topologieaktualisierungen, wenn sich die topologische Struktur des Netzwerks ändert. Das bedeutet, dass sich der Benutzer keine Gedanken darüber machen muss, die Netzwerkpfade auf dem neuesten Stand zu halten.
Einer der Hauptvorteile dynamischer Routing-Protokolle besteht darin, dass sie die Notwendigkeit der Konfigurationsverwaltung verringern. Der Nachteil besteht darin, dass dies auf Kosten der Zuweisung von Ressourcen wie CPU und Bandbreite geht, um sie dauerhaft 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, gibt es klare Metriken, anhand derer gemessen wird, welche Route am besten geeignet ist. Ein Routing-Protokoll kann mehrere Pfade zu einem Zielnetzwerk identifizieren, muss jedoch in der Lage sein, herauszufinden, welcher der effizienteste ist. Mithilfe von Metriken kann das Protokoll bestimmen, welcher Routing-Pfad gewählt werden sollte, um dem Netzwerk den besten Service bereitzustellen.
Die am einfachsten zu berücksichtigende Metrik ist die Hop-Anzahl. Das RIP-Protokoll misst mithilfe der Hop-Anzahl die Entfernung, die ein Datenpaket benötigt, um sein Ziel zu erreichen. Je mehr Hops ein Paket durchlaufen muss, desto weiter muss das Paket reisen. Daher zielt das RIP-Protokoll darauf ab, Routen auszuwählen und dabei Sprünge nach Möglichkeit zu minimieren. Neben der Hop-Anzahl gibt es viele Metriken, die von IP-Routing-Protokollen verwendet werden. Zu den verwendeten Metriken gehören:
- Hopfen zählen – Misst die Anzahl der Router, die ein Paket durchlaufen muss
- Bandbreite– Wählt den Routing-Pfad aus, der die höchste Bandbreite aufweist
- Verzögerung– Wählt den Routing-Pfad, der am wenigsten Zeit in Anspruch nimmt
- Zuverlässigkeit– Bewertet die Wahrscheinlichkeit, dass eine Netzwerkverbindung ausfällt, basierend auf der Fehleranzahl und früheren Ausfällen
- Kosten– Ein vom Administrator oder dem IOS konfigurierter Wert, der verwendet wird, um die Kosten einer Route basierend auf einer Metrik oder einem Bereich von Metriken zu messen
- Belastung– Wählt den Routing-Pfad basierend auf der Verkehrsauslastung der verbundenen Links
Metriken nach Protokolltyp
RUHE IN FRIEDEN | Hopfen zählen |
RIPv2 | Hopfen zählen |
IGRP | Bandbreite, Verzögerung |
OSPF | Bandbreite |
BGP | Vom Administrator ausgewählt |
EIGRP | Bandbreite, Verzögerung |
IS-IST | Vom Administrator ausgewählt |
Verwaltungsdistanz
Die administrative Distanz ist eines der wichtigsten Merkmale von Routern. Als administrativ wird ein numerischer Wert bezeichnet, der zur Priorisierung der zu verwendenden Route verwendet wird, wenn zwei oder mehr Verbindungsrouten verfügbar sind. Wenn eine oder mehrere Routen gefunden werden, wird dieAls Route wird das Routingprotokoll mit der geringeren administrativen Distanz ausgewählt. Es gibt eine standardmäßige Verwaltungsdistanz, aber Administratoren können auch ihre eigene konfigurieren.
Verbundene Schnittstelle | 0 |
Statische Route | 1 |
Verbesserte IGRP-Zusammenfassungsroute | 5 |
Externes BGP | zwanzig |
Intern verbessertes IGRP | 90 |
IGRP | 100 |
OSPF | 110 |
IS-IST | 115 |
RUHE IN FRIEDEN | 120 |
Externe EIGRP-Route | 170 |
Interner BGP | 200 |
Unbekannt | 255 |
Je niedriger der numerische Wert der administrativen Distanz ist, desto mehr vertraut der Router der Route. Je näher der Zahlenwert bei Null liegt, desto besser. Routing-Protokolle nutzen die administrative Distanz hauptsächlich, um die Vertrauenswürdigkeit verbundener Geräte zu beurteilen. Sie können die administrative Distanz des Protokolls ändern, indem Sie den Distanzprozess im Unterkonfigurationsmodus verwenden.
Schlussworte
Wie Sie sehen, können Routing-Protokolle auf vielfältige Weise definiert und konzipiert werden. Der Schlüssel liegt darin, sich Routing-Protokolle als Distanzvektor- oder Link-State-Protokolle, IGP- oder EGP-Protokolle sowie klassenbasierte oder klassenlose Protokolle vorzustellen. Dies sind die übergreifenden Kategorien, in die gängige Routing-Protokolle wie RIP, IGRP, OSPF und BGP fallen.
Natürlich hat jedes Protokoll in all diesen Kategorien seine eigenen Nuancen bei der Messung des besten Routing-Pfads, sei es anhand der Anzahl der Hops, der Verzögerung oder anderer Faktoren. Wenn Sie so viel wie möglich über diese Protokolle lernen, die Sie beim täglichen Networking beibehalten, werden Sie sowohl in einer Prüfung als auch in der realen Umgebung von großem Nutzen sein.
Häufig gestellte Fragen zu Routing-Protokollen
Wie funktionieren der Bellman-Ford-Algorithmus und der Dijkstras-Algorithmus in Routing-Protokollen unterschiedlich?
Die Algorithmen Bellman-Ford und Dijkstra umfassen beide eine Berechnung der Kosten (Entfernung) für die Überquerung einer Verbindung. Der Hauptunterschied zwischen den Methoden besteht darin, dass die Kostenberechnungen für Bellman-Ford positiv oder negativ sein können, Dijkstra jedoch nur positiv operiert. Weitere Unterschiede bestehen darin, dass Bellman-Ford nur benachbarte Geräte informiert, aber Berechnungen der Kosten für Nicht-Nachbarn einbezieht, während Dijkstra an alle sendet, seine Berechnungen jedoch nur im Hinblick auf die Kosten für Nachbarn umrahmt.
Was ist der Unterschied zwischen Weiterleitung und Routing?
Die Weiterleitung ist ein interner Prozess für ein Netzwerkgerät, beispielsweise einen Switch. Das Gerät muss lediglich die an einer Schnittstelle empfangenen Daten über eine andere Schnittstelle übertragen. Beim Routing wird ein Pfad zu einem Ziel berechnet, bevor entschieden wird, über welche Schnittstelle die eingehenden Daten übertragen werden sollen.
Warum wird BGP gegenüber OSPF bevorzugt?
BGP bietet den Erstellern und Besitzern eines Geräts mehr Flexibilität und mehr Kontrolle als OSPF. BGP-Prozesse umfassen Optionen dazu, welche Routen angekündigt werden sollen und welche Benachrichtigungen vom Gerät akzeptiert werden. Es bietet mehr Kontrolle über die Routenauswahl. Dies ermöglicht mehr Flexibilität, um eine Überlastung bestimmter Verbindungen zu vermeiden, von denen OSPF automatisch annimmt, dass sie die schnellste Route bieten.
Siehe auch: Tools für Traceroute und Tracert