Was ist Routing und wie funktioniert es?
Autor: Redaktion Domeny.ForSale Veröffentlicht
Kurz erklärt: Routing ist die Auswahl des Weges, auf dem Datenpakete durch miteinander verbundene Netzwerke ihr Ziel erreichen sollen. Ein Router prüft die Zieladresse und leitet das Paket anhand gespeicherter Routen weiter – an den Empfänger oder an den nächsten Router. So kann ein Computer im Heimnetz beispielsweise mit dem Server einer Website kommunizieren.
Wie funktioniert Routing in einem Computernetzwerk?
Daten werden für die Übertragung im Netzwerk in Pakete aufgeteilt. Diese kleinen Einheiten enthalten sowohl die eigentlichen Daten als auch die Informationen, die für ihre Zustellung erforderlich sind. Ein IP-Paket hat unter anderem eine Quell- und eine Zieladresse. Die IP-Adresse identifiziert die Netzwerkschnittstelle eines Geräts und ermöglicht es, zu bestimmen, wohin der Datenverkehr geleitet werden soll.
Ein Router ist ein Gerät oder eine Softwarefunktion, die Pakete zwischen Netzwerken weiterleitet. Er muss nicht den gesamten Weg zum Empfänger kennen. Es genügt, wenn er den nächsten Schritt bestimmen kann: die passende Ausgangsschnittstelle und, falls nötig, den nächsten Router, den sogenannten nächsten Hop.
Jeder Router auf der Strecke trifft seine eigene Entscheidung. Der gewählte Weg muss geografisch nicht der kürzeste sein: Er hängt von den verfügbaren Verbindungen, den Regeln des Administrators und den Informationen über die Routen ab. Auch der Rückweg kann sich von dem Weg unterscheiden, den die zum Server gesendeten Daten nehmen.
Streng genommen bezeichnet Routing das Ermitteln und Auswählen von Routen, während Forwarding die Weiterleitung eines konkreten Pakets entsprechend dieser Auswahl bedeutet. In alltäglichen Erklärungen werden beide Vorgänge häufig unter Routing zusammengefasst.
Routingtabelle und Standardgateway
Eine Routingtabelle enthält Einträge, die festlegen, über welchen Weg einzelne Netzwerke erreichbar sind. Nicht nur Router, sondern auch Computer und Telefone haben eine solche Tabelle. Ein Eintrag gibt das Zielnetz und den Weg an, über den ein Paket dorthin gesendet wird.
Passen mehrere Einträge zur Empfängeradresse, hat der spezifischste Adressbereich Vorrang. Erst bei der Auswahl zwischen vergleichbaren Routen spielen zusätzliche Präferenzen und Metriken eine Rolle – also Werte, anhand derer Routen bewertet werden. Die Einzelheiten hängen vom System und seiner Konfiguration ab.
Das Standardgateway ist der Router, an den ein Gerät Datenverkehr sendet, wenn keine spezifischere passende Route vorhanden ist. Im Heimnetz ist das meist der Router, der den Internetzugang bereitstellt. Auf dem Laptop muss deshalb nicht für jedes Netzwerk der Welt ein eigener Eintrag gespeichert sein.
Eine beispielhafte Computerkonfiguration kann so aussehen:
| Ziel des Pakets | Übertragungsweg |
|---|---|
Lokales Netzwerk 192.168.1.0/24 | Direkt über die Netzwerkschnittstelle |
| Alle übrigen Adressen | Über das Gateway 192.168.1.1 |
Die Schreibweise /24 bezeichnet hier den Bereich von 192.168.1.0 bis 192.168.1.255. Hat ein Drucker die Adresse 192.168.1.50 und befindet er sich im selben lokalen Netzwerk, benötigt der Computer kein Routing über das Gateway, um ihn zu erreichen. Eine Verbindung zu einem Server außerhalb dieses Netzwerks wird dagegen an den Router weitergegeben.
Statisches und dynamisches Routing
Routen können manuell eingetragen oder automatisch ermittelt werden. Welche Methode sinnvoll ist, hängt vor allem von der Größe des Netzwerks und davon ab, wie häufig sich die verfügbaren Verbindungen ändern.
- Statisches Routing: Der Administrator legt die Route selbst fest. Das eignet sich für eine geringe Anzahl stabiler Verbindungen. Änderungen erfordern jedoch häufig eine manuelle Anpassung der Konfiguration.
- Dynamisches Routing: Router tauschen mithilfe von Routingprotokollen Informationen aus und aktualisieren auf dieser Grundlage ihre Routen. Das erleichtert den Betrieb umfangreicher Netzwerke und die Reaktion auf Änderungen bei der Verfügbarkeit von Verbindungen.
Ein Beispiel für ein innerhalb von Organisationen verwendetes Protokoll ist OSPF. BGP dient dem Austausch von Routeninformationen zwischen unabhängig verwalteten Netzwerken, etwa den Netzen von Internetanbietern. Solche Einstellungen muss man an einem Heimrouter normalerweise nicht selbst konfigurieren.
Eine statische Route kann nützlich sein, wenn du deinem Heimnetz einen zweiten Router mit einem eigenen Subnetz hinzufügst. Allein das Anschließen eines Kabels ermöglicht nicht immer die Kommunikation: Erforderlich sind korrekte Routen in beide Richtungen sowie Firewall-Regeln, die den Datenverkehr zulassen.
Wie unterscheidet sich Routing von DNS, NAT und Wi-Fi?
Ein Heimrouter übernimmt meist mehrere Aufgaben gleichzeitig. Deshalb lassen sich seine Funktionen leicht verwechseln. Wi-Fi stellt eine drahtlose Verbindung zum lokalen Netzwerk her. Routing ist dagegen für die Weiterleitung des Datenverkehrs zwischen Netzwerken zuständig – unabhängig davon, ob ein Gerät per Kabel oder Funk verbunden ist.
DNS übersetzt Namen, etwa den Domainnamen einer Website, in die Informationen, die zum Verbindungsaufbau benötigt werden, vor allem IP-Adressen. Routing nutzt anschließend die Zieladresse, um den Weg auszuwählen. Lässt sich eine Website über ihren Namen nicht öffnen, kann die Ursache bei DNS liegen und nicht beim Weg der Pakete.
NAT, also die Übersetzung von Netzwerkadressen, verändert IP-Adressen in Paketen; eine verbreitete Variante verändert auch die Portnummern. Dadurch können unter anderem mehrere Geräte im Heimnetz eine einzige öffentliche IPv4-Adresse nutzen. NAT und Routing arbeiten häufig auf demselben Gerät, sind aber eigenständige Mechanismen.
Bei der Entwicklung von Webanwendungen hat „Routing“ noch eine andere Bedeutung: Es ordnet eine URL-Adresse der passenden Funktion, Seite oder Ansicht zu. Eine Regel, die den Pfad /kontakt einem Formular zuordnet, legt nicht den Weg der Pakete durch das Internet fest.
Wie prüfst du, ob das Problem an der Route liegt?
Beginne die Diagnose damit, den Umfang der Störung einzugrenzen, statt sofort die Routereinstellungen zu ändern:
- Prüfe die Gerätekonfiguration: IP-Adresse, Netzmaske und Standardgateway. Fehlt ein korrektes Gateway, kann der Zugriff auf Ziele außerhalb des lokalen Netzwerks unmöglich sein.
- Prüfe den Zugriff auf den Router, etwa indem du seine Verwaltungsoberfläche öffnest. So lässt sich ein Problem mit der lokalen Verbindung von einem Problem im weiteren Netzwerk unterscheiden.
- Vergleiche den Zugriff auf mehrere Dienste. Der Ausfall einer einzelnen Website bedeutet nicht, dass das Routing des gesamten Anschlusses gestört ist.
- Untersuche die Route: Der Befehl
tracertunter Windows odertracerouteunter vielen Linux-Systemen und macOS zeigt die Antworten der aufeinanderfolgenden Geräte auf dem Weg zum Ziel.
Sternchen im Ergebnis der Routenprüfung sind für sich genommen kein Beweis für eine Störung. Ein Router kann den eigentlichen Datenverkehr weiterleiten, ohne auf Diagnosepakete zu antworten. Wenn du deinem Internetanbieter ein Problem meldest, gib die Zieladresse, den Zeitpunkt der Störung und das Testergebnis an – das ist hilfreicher als die bloße Aussage „Das Internet funktioniert nicht“.
Siehe auch: Was ist PKI?
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