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--- gf_informatik:web:internet:routing [2021-11-29 07:51] – hof
+++ gf_informatik:web:internet:routing [2023-12-10 10:35] (aktuell) – [Routing] hof
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 ## Routing
+In der [[https://oinf.ch/interactive/tcp-ip-visualisierung/|TCP-IP-Visualisierung]] sehen wir, was bei einem Webseiten-Aufruf passiert. Aber woher weiss der Router (das Gerät in der Mitte) überhaupt, wohin das Paket mit einer Ziel-IP geschickt werden muss? Antwort: er schaut in seiner Routing-Tabelle nach.
 *Routing* beschreibt die Weiterleitung von IP-Paketen in der Vermittlungsschicht des Internet.
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 Das Internet ist *hierarchisch* aufgebaut. Das heisst, dass ein lokales Netz (*Subnetz*) erst mal für sich funktioniert, aber dass mehrere Subnetze über *Router* miteinander verbunden sind((Daher auch der Name *Internet*: das Netz, das kleinere Netze miteinander verbindet.)).
-{{ :gf_informatik:web:internet:router1.jpg?nolink&600 |}}
+{{ :gf_informatik:web:internet:router.jpeg?nolink&600 |}}
-Jedes Gerät im Internet unterhält eine *Routing-Tabelle*, die definiert, was mit einem Paket mit einer bestimmten Ziel-Adresse geschehen soll:
+Die Vermittlungsschicht bietet ja den Ende-zu-Ende-Transport von Paketen. Bei der Weiterleitung bleiben die Quell- und Ziel-Adressen eines Pakets also immer die gleichen, so wie auch die Postadresse eines Pakets während des Transports nicht verändert wird (Ausnahme: [[gf_informatik:web:internet:ip_adressen#NAT]]).
-^ Ziel-Adresse ^ Handlung ^
+{{ :gf_informatik:web:internet:envelope.jpg?nolink&600 |}}
+Jedes Gerät im Internet unterhält eine *Routing-Tabelle*. Diese definiert, was passiert, wenn das Gerät auf der Netzzugangs-Schicht ein Paket mit seiner MAC-Adresse empfängt. Die Handlung hängt nur von der Ziel-IP-Adresse ab:
+^ Ziel-IP ^ Handlung ^
 | Gehört dem Gerät selbst | Paket empfangen |
 | Im gleichen Subnetz wie das Gerät | Paket direkt an das Zielgerät senden |
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 Die Adresse des Routers wird den Endgeräten normalerweise zusammen mit der IP-Adresse, der Subnetz-Grösse und dem DNS-Server mitgeteilt, wenn sie sich mit dem Netzwerk verbinden.
-Die Routing-Tabelle verwendet IP-Adressen, um die Routing-Information zu beschreiben. Oft wird statt der Ziel-Adresse ein *Präfix* angegeben, also die ersten Bits, die zwischen der Ziel-Adresse und dem Tabelleneintrag übereinstimmen müssen.
+Die Routing-Tabelle verwendet [[gf_informatik:web:internet:ip_adressen#subnetze|Subnetz-Adressen]], um die Routing-Information zu beschreiben. Bei Windows-Systemen wird manchmal statt der CIDR-Notation noch die Kombination von Adresse und Subnetz-Maske verwendet.
-^ IP-Präfix ^ Router ^ Handlung ^
+^ Ziel-Netz ^ Router ^ Handlung ^
-| 192.168.2.25 | localhost (ich selbst) | Paket empfangen (eigene Adresse) |
+| 1.1.3.2/32 | -- | Paket empfangen (eigene Adresse) |
-| 192.168.2.* | -- | Direkt versenden, Ziel im gleichen Subnetz 192.168.2 |
+| 1.1.3.0/24 | -- | Direkt versenden, Ziel im gleichen Subnetz 1.1.3.* |
-| * | 192.168.2.1 | Alles andere: An den Router (auch *Gateway*) 192.168.2.1 senden zur Weiterleitung |
+| 0.0.0.0/0 | 1.1.3.1 | Alles andere: An den Router (auch *Gateway*) 1.1.3.1 senden zur Weiterleitung |
+Dabei bedeutet ein Präfix der Länge `/32`, dass nur genau die aufgeführte IP-Adresse gemeint ist. Speziell ist ein Tabelleneintrag mit dem Netz `0.0.0.0/0`: dies bedeutet, dass kein einziges Bit der Ziel-IP relevant ist - der Eintrag passt also zu _allen_ IP-Adressen und wird deshalb auch _default route_ genannt. Die _default route_ bestimmt, was mit Paketen passiert, für die es keinen anderen Eintrag gibt. Es sollte in einer Routing Tabelle somit nur eine einzige _default route_ geben. Oft wird sie auch mit dem `*` markiert.
+Die Routing-Tabelle lässt sich mit den Befehlen `netstat -rn` (Mac, Linux), `route print` (Windows) oder `ip route show` (Linux) anzeigen
+.
 ### Router
 Router sind die Knoten, die das Internet zusammenhalten. Ein Router ist nicht nur Teil eines einzigen, sondern mindestens von zwei Subnetzen. Er kann Pakete zwischen den zwei Netzen *vermitteln*.
+{{ :gf_informatik:web:internet:network.png?nolink&600 |}}
+Die Routing-Tabelle eines Routers ist dementsprechend etwas aufwändiger. Sie listet für jeden bekannten IP-Bereich auf, wer der *next hop* ist, also der Router, der ein Stück näher an der Destination ist:
+^ IP-Präfix ^ Router ^ Handlung ^
+| 1.1.3.1/32 | -- | Paket empfangen (eigene Adresse) |
+| 3.3.3.3/32 | -- | Paket empfangen (eigene Adresse) |
+| 1.1.3.0/24 | -- | Direkt versenden über Netzwerkkarte 1, Ziel im gleichen Subnetz 1.1.3 |
+| 3.3.3.0/24 | -- | Direkt versenden über Netzwerkkarte 2, Ziel im gleichen Subnetz 3.3.3 |
+| 1.1.1.0/24 | 3.3.3.2 | Weiterleiten über 3.3.3.2 |
+| 1.1.8.0/24 | 3.3.3.8 | Weiterleiten über 3.3.3.8 |
+| 1.1.6.0/24 | 3.3.3.4 | Weiterleiten über 3.3.3.4 |
+| 0.0.0.0/0 | 3.3.3.1 | Default-Route: An den Router (auch *Gateway*) 3.3.3.1 senden zur Weiterleitung |
+Um die richtige Handlung herauszufinden, kann es nötig sein, mehrmals in der Tabelle nachzuschlagen. Beispielsweise erhält der obige Router ein Paket für 1.1.6.6.
+  * zuerst bestimmt Zeile 7, dass es an 3.3.3.4 weitergeleitet werden muss.
+  * als zweites bestimmt Zeile 4 dass das Paket über die Netzwerkkarte 2 direkt versandt werden soll.
+Auf die gleiche Weise sind alle Subnetze des Internets über Router miteinander verbunden.