Interior Gateway Protocols (IGPs)
Interior Gateway Protocols (IGPs) sind Routing-Protokolle, die innerhalb eines autonomen Systems (AS) verwendet werden, um Routing-Informationen zwischen Routern auszutauschen. Diese Protokolle ermöglichen die dynamische Aktualisierung von Routing-Tabellen und sorgen für effiziente und optimale Pfadfindung innerhalb eines Netzwerks. Die gebräuchlichsten IGPs sind RIP, OSPF und EIGRP.
1. RIP (Routing Information Protocol)
RIP ist eines der ältesten und einfachsten Routing-Protokolle. Es verwendet den Hop Count als Metrik, um den besten Pfad zu einem Zielnetzwerk zu bestimmen. Der Hop Count ist die Anzahl der Router, die ein Datenpaket passieren muss, um das Ziel zu erreichen.
Eigenschaften von RIP:
- Typ: Distanzvektor-Protokoll
- Metrik: Hop Count (maximal 15 Hops)
- Update-Intervall: Alle 30 Sekunden sendet RIP Routing-Updates.
- Konvergenz: Langsam in großen Netzwerken, da Änderungen in der Routing-Tabelle schrittweise verbreitet werden.
- Algorithmus: Bellman-Ford-Algorithmus zur Bestimmung des besten Pfades.
Vorteile:
- Einfach zu konfigurieren und zu implementieren.
- Weit verbreitet und gut dokumentiert.
Nachteile:
- Begrenzte Skalierbarkeit (maximal 15 Hops).
- Langsame Konvergenz.
- Anfällig für Routing-Schleifen und “Counting to Infinity”-Probleme.
2. OSPF (Open Shortest Path First)
OSPF ist ein Link-State-Routing-Protokoll, das für große und komplexe Netzwerke geeignet ist. Es berechnet den kürzesten Pfad zu jedem Netzwerk basierend auf der Metrik “Kosten”, die auf der Bandbreite des Links basiert.
Eigenschaften von OSPF:
- Typ: Link-State-Protokoll.
- Metrik: Kosten, die auf der Bandbreite basieren. Ein Link mit höherer Bandbreite hat geringere Kosten.
- Hierarchie: Unterstützt eine hierarchische Netzwerkstruktur mit mehreren Bereichen (Areas). Dies verbessert die Skalierbarkeit und verringert den Umfang von Routing-Updates.
- Update-Intervall: Ereignisgesteuert. OSPF sendet Updates nur bei Änderungen im Netzwerk, was die Effizienz erhöht.
- Konvergenz: Schnell aufgrund der Verwendung des Dijkstra-Algorithmus zur Berechnung des kürzesten Pfades.
- LSPs (Link-State Advertisements): Router senden LSPs aus, um ihre Nachbarn über den Zustand ihrer Verbindungen zu informieren.
Vorteile:
- Schnellere Konvergenz im Vergleich zu Distanzvektor-Protokollen.
- Skalierbar für große Netzwerke.
- Unterstützung für VLSM (Variable Length Subnet Masking) und CIDR (Classless Inter-Domain Routing).
- Bietet Authentifizierungsmechanismen für Routing-Updates.
Nachteile:
- Komplexere Konfiguration und Verwaltung im Vergleich zu RIP.
- Höherer Ressourcenverbrauch (CPU und Speicher) aufgrund der Verarbeitung von LSPs.
Beispiel einer dynamischen Routing-Tabelle mit OSPF
Angenommen, wir haben ein Netzwerk, das OSPF verwendet, und die dynamische Routing-Tabelle sieht folgendermaßen aus:
| Zielnetzwerk | Netzwerkmaske | Nächster Hop | Schnittstelle | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| 192.168.2.0 | 255.255.255.0 | 10.0.0.2 | eth0 | 10 |
| 10.0.0.0 | 255.0.0.0 | 192.168.1.1 | eth1 | 20 |
| 172.16.0.0 | 255.240.0.0 | 192.168.1.254 | eth2 | 50 |
Erklärung der Einträge:
Eintrag 1:
| Zielnetzwerk | Netzwerkmaske | Nächster Hop | Schnittstelle | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| 192.168.2.0 | 255.255.255.0 | 10.0.0.2 | eth0 | 10 |
- Zielnetzwerk:
192.168.2.0/24– Dies bedeutet, dass alle IP-Adressen im Bereich von192.168.2.0bis192.168.2.255zu diesem Netzwerk gehören. - Netzwerkmaske:
255.255.255.0– Dies zeigt an, dass die ersten 24 Bits der IP-Adresse das Netzwerk definieren. - Nächster Hop:
10.0.0.2– Das Paket wird an die IP-Adresse10.0.0.2weitergeleitet. - Schnittstelle:
eth0– Das Paket wird über die Ethernet-Schnittstelleeth0gesendet. - Kosten:
10– Dies ist die Metrik für den Pfad zu diesem Netzwerk, basierend auf der Bandbreite.
Eintrag 2:
| Zielnetzwerk | Netzwerkmaske | Nächster Hop | Schnittstelle | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| 10.0.0.0 | 255.0.0.0 | 192.168.1.1 | eth1 | 20 |
- Zielnetzwerk:
10.0.0.0/8– Dies bedeutet, dass alle IP-Adressen im Bereich von10.0.0.0bis10.255.255.255zu diesem Netzwerk gehören. - Netzwerkmaske:
255.0.0.0– Dies zeigt an, dass die ersten 8 Bits der IP-Adresse das Netzwerk definieren. - Nächster Hop:
192.168.1.1– Das Paket wird an die IP-Adresse192.168.1.1weitergeleitet. - Schnittstelle:
eth1– Das Paket wird über die Ethernet-Schnittstelleeth1gesendet. - Kosten:
20– Dies ist die Metrik für den Pfad zu diesem Netzwerk, basierend auf der Bandbreite.
Eintrag 3:
| Zielnetzwerk | Netzwerkmaske | Nächster Hop | Schnittstelle | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| 172.16.0.0 | 255.240.0.0 | 192.168.1.254 | eth2 | 50 |
- Zielnetzwerk:
172.16.0.0/12– Dies bedeutet, dass alle IP-Adressen im Bereich von172.16.0.0bis172.31.255.255zu diesem Netzwerk gehören. - Netzwerkmaske:
255.240.0.0– Dies zeigt an, dass die ersten 12 Bits der IP-Adresse das Netzwerk definieren. - Nächster Hop:
192.168.1.254– Das Paket wird an die IP-Adresse192.168.1.254weitergeleitet. - Schnittstelle:
eth2– Das Paket wird über die Ethernet-Schnittstelleeth2gesendet. - Kosten:
50– Dies ist die Metrik für den Pfad zu diesem Netzwerk, basierend auf der Bandbreite.
3. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
EIGRP ist ein Hybrid-Routing-Protokoll, das Eigenschaften von Distanzvektor- und Link-State-Protokollen kombiniert. Es wurde von Cisco entwickelt und bietet schnelle Konvergenz und hohe Skalierbarkeit.
Eigenschaften von EIGRP:
- Typ: Hybrid-Protokoll (Distanzvektor und Link-State).
- Metrik: Kombination aus Bandbreite, Verzögerung, Last und Zuverlässigkeit. EIGRP verwendet einen komplexen Algorithmus, der diese Faktoren kombiniert, um die beste Route zu bestimmen.
- Update-Intervall: Ereignisgesteuert. EIGRP sendet nur dann Routing-Updates, wenn sich die Netzwerkstruktur ändert.
- Konvergenz: Sehr schnell aufgrund der Verwendung des DUAL-Algorithmus (Diffusing Update Algorithm), der Schleifen vermeidet und effiziente Pfade berechnet.
- Topologie-Tabelle: Jeder Router hält eine Topologie-Tabelle, die alle erreichbaren Routen und deren Metriken enthält.
Vorteile:
- Sehr schnelle Konvergenz.
- Effiziente Nutzung von Bandbreite und CPU-Ressourcen.
- Unterstützung für VLSM und CIDR.
- Gute Skalierbarkeit.
Nachteile:
- Proprietär (hauptsächlich in Cisco-Netzwerken verwendet).
- Komplexere Konfiguration im Vergleich zu RIP.