Erkundung - Vernetzung mehrerer Rechnernetze
Mehrere Netze mit Routern verbinden
Bei der Einrichtung eines lokalen Netzwerks in unserem Startup-Unternehmen INF-DESIGNS haben wir uns darauf beschränkt, Teilnetze über einen einzigen Router miteinander zu vernetzen. In großen Rechnernetzen sieht die Realität dagegen anders aus: Üblicherweise sind Teilnetze über viele Router in Form einer vermaschten Topologie miteinander verbunden und der Weg eines Datenpakets durch das Rechnernetz ist nicht unbedingt eindeutig bestimmt.
Wir betrachten also ein komplexeres Rechnernetz, das aus mehreren Teilnetzen besteht, die mit Routern wie in der Abbildung gezeigt verbunden sind.
Hier sind jetzt insgesamt 6 Teilnetze beteiligt. Die folgende Abbildung veranschaulicht diese Teilnetze mit den zugehörigen IP-Adressen.
Routingtabellen
Die Kommunikation in einem solchen Rechnernetz funktioniert nicht ohne Weiteres, da jeder Router zunächst nur die an ihn mündenden Teilnetze kennt. Um Nachrichten zuverlässig auch in entfernte Teilnetze zu transportieren, arbeiten Router mit sogenannten Routingtabellen.
Eine vereinfachte Routingtabelle von Router I in unserem Beispielnetz könnte wie folgt aussehen:
Aufgabe 1
(a) Kannst du die Einträge der Routingtabelle deuten?
(b) Welche Tabellenzeile könnte man zu dem Zielrechner 192.168.1.10 zusätzlich ergänzen? Welche Vorteile hätte eine solche Ergänzung und welche Probleme würde sie möglicherweise mit sich bringen?
Konfiguration von Routingtabellen in Filius
Routingtabellen in Filius (sie heißen dort "Weiterleitungstabellen") sehen ähnlich aus wie die obige Beispieltabelle.
Aufgabe 2
(a) Öffne in Filius die Datei filius_mehrere_netze.fls. Die Routingtabelle eines Routers findest du in dessen Einstellungen unter dem Punkt "Weiterleitungstabelle". Entferne hier zum Betrachten und Bearbeiten der Tabelle stets das Häkchen bei der Einstellung "Alle Einträge anzeigen".
Wie unterscheiden sich die Routingtabellen von Router I und II in Filius von der Beispieltabelle zu Aufgabe 1? Kannst du die Unterschiede deuten? Mache auch Verbindungstests mit dem ping-Befehl zwischen den Rechnern 192.168.0.10, 192.168.1.10 und 192.168.2.10.
(b) Der Rechner 192.168.2.10 antwortet noch nicht auf ping-Anfragen der anderen Rechner, da die Routingtabelle von Router III noch nicht konfigueriert ist. Füge die fehlenden Einträge hinzu.
Aufgabe 3
Erweitere das Rechnernetz aus Aufgabe 2 wie abgebildet. Ergänze auch die Routingtabellen der Router so, dass Rechner 192.168.4.10 von den anderen Rechnern aus erreichbar ist.
Aufgabe 4
Wir simulieren nun in dem in Aufgabe 3 erweiterten Rechnernetz den Ausfall einer Verbindung: Das Kabel zwischen Router I und Router II ist defekt.
(a) Entferne das in der Abbildung markierte Kabel aus deinem Rechnernetz. Warum schlägt nun der Verbindungstest zwischen den Rechnern 192.168.0.10 und 192.168.1.10 trotz zweier alternativer Routen fehl?
(b) Passe die Routingtabellen der Router so an, dass Nachrichten zwischen den Rechnern 192.168.0.10 und 192.168.1.10 über eine der Alternativrouten gesendet werden.
Routingtabellen dynamisch ermitteln
Da es in Rechnernetzen regelmäßig Änderungen gibt - sei es das Einfügen eines neuen Rechners oder der Ausfall einer Verbindung - müssen auch die Routingtabellen der Router immer wieder angepasst beziehungsweise neu erstellt werden. Es liegt auf der Hand, dass ein Administrator eines großen Rechnernetzes schnell überfordert ist, wenn er regelmäßig alle Routingtabellen von Hand auf den neusten Stand bringen muss. Abhilfe schafft hier ein Routingprotokoll, nach dem die Router ihre Routingtabellen selbst dynamisch ermitteln.
In Filius kannst du das dynamische Ermitteln einer Routingtabelle in der Konfiguration des Routers durch das setzen des Häkchens "Automatisches Routing" aktivieren. Die Routingtabelle ist in Filius dann jedoch nicht mehr einsehbar.
Wie ein Routingprotokoll zum dynamischen Erstellen von Routingtabellen funktioniert, kannst du im Kapitel "Vermittlung von Datenpaketen" entlang eines Rollenspiels erkunden: