TCP/IP-Praxis - Dienste, Sicherheit, Troubleshooting

2 LAN/WAN-Verbund (S. 66-67)

Zum besseren Verständnis der Aufgaben eines Routers im LAN oder/und WAN bzw. seiner charakteristischen Eigenschaften sollen hier einige wesentliche Aspekte angeführt und grundsätzliche Aktivitäten erörtert werden. Für diese Thematik lieferte der RFC 1812 »Requirements for IP Version 4 Routers« vom Juni 1995 entscheidende Informationen.

2.1 Router-Charakteristika

Zur Darstellung der Router-Charakteristik erfolgt nun eine differenzierte Betrachtung der Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise von Routern.

2.1.1 Aufgaben

Ein Internet-Router hat folgende Aufgaben zu erfüllen:

- Anpassung an spezielle Internet-Protokolle, einschließlich IP, ICMP oder andere
- Verbindung zweier oder mehrerer paketorientierter Netzwerke Er muss dabei in seiner Funktionsweise den Anforderungen eines jeden Netzwerkes Rechnung tragen. Diese umfassen in der Regel: 
-  Ein- und Auspacken (Encapsulation, Decapsulation) von Daten-Frames der jeweiligen Netzwerke
-  Versand und Empfang von IP-Datagrammen bis zu der maximal möglichen Größe. Diese wird durch die MTU (Maximum Transfer Unit) repräsentiert.
- Umsetzung der IP-Zieladresse in die entsprechende MAC-Adresse des jeweiligen Netzwerktyps
- Reaktion auf Datenflusssteuerung und Fehlerbedingungen, sofern vorhanden

Ein IP-Router empfängt und versendet IP-Datagramme und benutzt dabei wichtige Mechanismen wie beispielsweise Speichermanagement oder Überlastkontrolle. Er erkennt Fehlermeldungen und reagiert darauf mit der Erzeugung geeigneter ICMP-Meldungen. Wenn der TTL-Timer (Time To Live) eines Datenpaketes abgelaufen ist, so muss das Paket aus dem Netzwerk entfernt werden, um unendlich zirkulierende Daten-Frames im Netzwerk zu vermeiden. Eine weitere sehr wichtige Funktionalität stellt die Fähigkeit dar, Datagramme zu fragmentieren. Sehr große Pakete werden in mehrere der MTU-Größe entsprechende Teilpakete unterteilt und später wieder zusammengesetzt. Gemäß den ihm in der Routing-Datenbasis vorliegenden Informationen bestimmt der Router den nächsten Ziel-Hop für das zu transportierende Datenpaket. Über bestimmte Formalismen bzw. unter Verwendung eines IGP (Interior Gateway Protocol) werden Routing-Informationen zwischen den Routern eines Netzwerkes ausgetauscht. Für die Kommunikation mit anderen Netzwerken werden Mechanismen innerhalb von EGPs (External Gateway Protocol) eingesetzt (z. B. Austausch von Topologieinformationen). Für ein umfassendes Netzwerk- und eigenes Systemmanagement stehen leistungsfähige Funktionen zur Verfügung wie beispielsweise Debugging, Tracing, Logging oder Monitoring.

2.1.2 Anforderungen

Es bestehen besondere Anforderungen an Router-Systeme, die zunehmend für die Verbindung von LANs über z. T. weit gestreute WAN-Konstruktionen verantwortlich sind; man spricht hier von Global Interconnect Systems: Fortschrittliche Routing- und Transport-Algorithmen Diese Router benötigen höchst dynamische Routing-Algorithmen mit minimierter Prozessor- und Kommunikationslast und bieten Type-Of-Service-Routing. Das Problem der Überlast ist allerdings noch nicht vollständig gelöst. An einer Verbesserung wird zur Zeit in den Forschungslabors der Hersteller gearbeitet. So werden beispielsweise von verschiedenen Routerherstellern so genannte »Queuing-Modelle« angeboten, die eine optimierte Datenflusssteuerung zulassen:

- Beim »Priority Queuing« handelt es sich um nach dem FIFO-Prinzip abzuarbeitende Datenpakete mit hoher Priorität. Solange sich noch Datenpakete in einer höher priorisierten Warteschlange befinden, werden diese bevorzugt behandelt. Warteschlangen geringerer Priorität werden dadurch deutlich benachteiligt und kommen u. U. überhaupt nicht zum Zuge.