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.

• 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

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

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

Eine Routing-Tabelle enthält Einträge wie:

Der wichtigste Eintrag:

• 0.0.0.0/0 → Standardroute („Default Gateway“)

Das ist der Weg „nach draußen“, also ins Internet.

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

Beispiel:

 ip route add 192.168.50.0/24 via 192.168.10.1

Router tauschen Routen automatisch aus.

Typische Protokolle:

• OSPF
• BGP
• RIP
• EIGRP (Cisco)

Wird verwendet in:

• großen Firmennetzen
• Provider-Netzen
• redundanten Umgebungen
  

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

ASCII-Diagramm:

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

Der L3-Switch besitzt pro VLAN ein Gateway:

 VLAN 10 → 192.168.10.1
 VLAN 20 → 192.168.20.1

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:

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

Wichtig:

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

 ip route

Beispielausgabe:

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

 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

Der Layer-3-Switch braucht nur:

 192.168.10.0/24 – direkt
 192.168.20.0/24 – direkt

→ Schon können beide VLANs miteinander kommunizieren.

Routing funktioniert immer hop-by-hop.

ASCII:

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

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

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

• 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