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====== Routing – Grundlagen ======

Routing bezeichnet den Prozess, bei dem Datenpakete von einem Netzwerk in ein anderes 
weitergeleitet werden. Während ein Switch auf MAC-Adressen (Layer 2) arbeitet, 
arbeitet ein Router mit **IP-Adressen** (Layer 3).

Routing ist notwendig, sobald **mehr als ein Netzwerk** miteinander kommunizieren soll.

===== Warum braucht man Routing? ======

  * Geräte in verschiedenen Subnetzen müssen sich erreichen können
  * Trennung von Netzwerken (z. B. VLANs, Abteilungen)
  * Zugriff aufs Internet
  * Standortvernetzung (VPN)
  * Steuerung von Datenströmen und Sicherheit

===== Router vs. Layer-3-Switch ======

Beide können routen – aber mit einem wichtigen Unterschied:

  * **Router**: arbeitet softwarebasiert, sehr flexibel (NAT, VPN, Firewall)
  * **Layer-3-Switch**: hardwarebeschleunigtes Routing, sehr schnell für interne VLANs

===== Routing-Tabelle ======

Ein Router entscheidet anhand seiner **Routing-Tabelle**, wohin ein Paket gesendet wird.

Eine Routing-Tabelle enthält Einträge wie:

| Netzwerk            | Maske     | Gateway        | Interface |
|---------------------|-----------|----------------|-----------|
| 192.168.10.0        | /24       | direkt         | VLAN10    |
| 192.168.20.0        | /24       | direkt         | VLAN20    |
| 0.0.0.0             | /0        | 192.168.1.1    | WAN       |

Der wichtigste Eintrag:
  * **0.0.0.0/0 → Standardroute („Default Gateway“)**
  
Das ist der Weg "nach draußen", also ins Internet.

===== Statische vs. Dynamische Routen ======

==== Statisches Routing ====

  * manuelle Einträge
  * sehr zuverlässig
  * ideal für kleine Netze oder Server

Beispiel:
<code bash>

 ip route add 192.168.50.0/24 via 192.168.10.1


</code>

==== Dynamisches Routing ====

Router tauschen Routen automatisch aus.

Typische Protokolle:
  * **OSPF**
  * **BGP**
  * **RIP**
  * **EIGRP** (Cisco)

Wird verwendet in:
  * großen Firmennetzen
  * Provider-Netzen
  * redundanten Umgebungen  

===== Inter-VLAN-Routing ======

VLANs sind getrennte Layer-2-Domänen – also braucht man Routing, damit sie miteinander kommunizieren.

ASCII-Diagramm:

<code>

 VLAN 10 ----\
               \____ [ Layer-3-Switch ] ____ Internet
 VLAN 20 ----/


</code>

Der L3-Switch besitzt pro VLAN ein Gateway:

<code>

 VLAN 10 → 192.168.10.1
 VLAN 20 → 192.168.20.1


</code>

===== Routing-Entscheidung ======

Wenn PC A (192.168.10.20) PC B (192.168.20.55) erreichen will:

  1. PC A sieht: „B ist nicht in meinem Subnetz“
  2. PC A sendet das Paket an das **Default Gateway (z. B. 192.168.10.1)**
  3. L3-Switch/Router kennt VLAN 20
  4. Paket geht weiter zu 192.168.20.55

ASCII-Flow:

<code>

 PC A → Gateway (10.1) → Routing → Gateway (20.1) → PC B


</code>

===== ARP und Routing ======

Wichtig:
  * ARP existiert **nur innerhalb eines Netzwerks**
  * Router ARPt NICHT für fremde Netze
  * Stattdessen benutzen Hosts ihr Gateway

===== Routen in Linux anzeigen ======

<code bash>

 ip route


</code>

Beispielausgabe:
<code>

 default via 192.168.1.1 dev eth0
 192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link


</code>

===== Beispiel: Interner Server erreichbar machen ======

<code>

 Server VLAN:     192.168.20.0/24
 Client VLAN:     192.168.10.0/24
 Server Gateway:  192.168.20.1
 Client Gateway:  192.168.10.1


</code>

Der Layer-3-Switch braucht nur:

<code>

 192.168.10.0/24 – direkt
 192.168.20.0/24 – direkt


</code>

→ Schon können beide VLANs miteinander kommunizieren.

===== Routing über mehrere Hops ======

Routing funktioniert immer hop-by-hop.

ASCII:

<code>

 PC → Router 1 → Router 2 → Router 3 → Ziel


</code>

Jeder Router entscheidet nur für das **nächste Ziel**, nicht für die komplette Strecke.

===== Typische Probleme beim Routing ======

  * falsches Default Gateway
  * fehlende Rückroute
  * Routing-Loops
  * doppelte IP-Adressen
  * NAT-Fehlkonfiguration

===== Zusammenfassung ======

  * Routing verbindet **verschiedene Netzwerke** miteinander
  * Router und L3-Switches arbeiten auf Layer 3 (IP)
  * Routing-Tabellen bestimmen den Weg eines Pakets
  * Statisches Routing: manuell, stabil
  * Dynamisches Routing: automatisch, für große Netze
  * Inter-VLAN-Routing: Grundlage jedes Unternehmensnetzwerks