Konfigurieren der Routenauswahl für Router

Einleitung

In diesem Dokument wird beschrieben, wie Router funktionieren, konfiguriert werden und wie Sie eine Route für sie auswählen.

Voraussetzungen

Anforderungen

Es sind keine besonderen Voraussetzungen erforderlich, um den Inhalt dieses Dokuments nachzuvollziehen.

Verwendete Komponenten

Dieses Dokument ist nicht auf bestimmte Software- und Hardware-Versionen beschränkt.

Die Informationen in diesem Dokument beziehen sich auf Geräte in einer speziell eingerichteten Testumgebung. Alle Geräte, die in diesem Dokument benutzt wurden, begannen mit einer gelöschten (Nichterfüllungs) Konfiguration. Wenn Ihr Netzwerk in Betrieb ist, stellen Sie sicher, dass Sie die möglichen Auswirkungen aller Befehle kennen.

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).

Hintergrundinformationen

Ein Aspekt von Cisco Routern besteht darin, wie der Router die beste Route unter den Routern auswählt, die durch Protokolle, manuelle Konfiguration und verschiedene andere Methoden dargestellt werden.  Die Routenauswahl erfordert einige Kenntnisse über die Funktionsweise von Cisco Routern.

Betroffene Prozesse

Beim Erstellen und Verwalten der Routing-Tabelle in einem Cisco Router sind drei Prozesse erforderlich:

• Verschiedene Routing-Prozesse, auf denen tatsächlich ein Netzwerk- (oder Routing-) Protokoll ausgeführt wird, z. B. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), Border Gateway Protocol (BGP), Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) und Open Shortest Path First (OSPF).

• Die Routingtabelle selbst, die Informationen von den Routingprozessen akzeptiert und auch auf Informationsanforderungen des Weiterleitungsprozesses antwortet.

• Der Weiterleitungsprozess, bei dem Informationen aus der Routing-Tabelle angefordert werden, um eine Entscheidung über die Paketweiterleitung zu treffen.

Sie müssen die Interaktion zwischen den Routing-Protokollen und der Routing-Tabelle untersuchen, um zu verstehen, wie die Routing-Tabelle erstellt wird.

Erstellen der Routing-Tabelle

Die wichtigsten Überlegungen beim Erstellen der Routing-Tabelle sind:

• Administrative Distanz - Dies ist das Maß für die Vertrauenswürdigkeit der Quelle der Route. Wenn ein Router von mehreren Routing-Protokollen Informationen zu einem Ziel erhält, wird die administrative Distanz verglichen, und die Routen mit der geringeren administrativen Distanz werden bevorzugt. 

• Metriken: Diese Kennzahl wird vom Routing-Protokoll verwendet, um den besten Pfad zu einem bestimmten Ziel zu berechnen, wenn mehrere Pfade zum gleichen Ziel erfasst werden. Jedes Routing-Protokoll verwendet eine andere Metrik.

• Präfixlänge

Wenn jeder Routing-Prozess Updates und andere Informationen erhält, wählt er den besten Pfad zu einem bestimmten Ziel aus und versucht, diesen Pfad in die Routing-Tabelle zu installieren. Wenn EIGRP beispielsweise von einem Pfad zu 10.1.1.0/24 erfährt und entscheidet, dass dieser Pfad der beste EIGRP-Pfad zu diesem Ziel ist, versucht es, den Pfad in der Routing-Tabelle zu installieren.

Der Router entscheidet auf Basis der administrativen Distanz der jeweiligen Route, ob die von den Routing-Prozessen angebotenen Routen installiert werden sollen oder nicht. Wenn dieser Pfad die geringste administrative Distanz zu diesem Ziel aufweist (im Vergleich zu den anderen Routen in der Tabelle), wird er in der Routing-Tabelle installiert. Wenn diese Route nicht die Route mit der besten administrativen Distanz ist, wird sie abgelehnt.

Beispiel: Ein Router führt vier Routing-Prozesse aus: EIGRP, OSPF, RIP und IGRP. Nun haben alle vier Prozesse Kenntnis von den verschiedenen Routen zum Netzwerk 192.168.24.0/24 erhalten, und jeder hat anhand seiner internen Metriken und Prozesse den besten Weg zu diesem Netzwerk gewählt.

Jeder dieser vier Prozesse versucht, seine Route zu 192.168.24.0/24 in der Routing-Tabelle zu installieren. Den Routing-Prozessen wird jeweils eine administrative Distanz zugewiesen, über die entschieden wird, welche Route installiert werden soll.

Standardmäßige administrative Entfernungen
Verbunden	0
Statisch	1
eBGP	20
EIGRP (intern)	90
IGRP	100
OSPF	110
IS-IS	115
RIP	120
EIGRP (extern)	170
iBGP	200
EIGRP-Summary-Route	5

Da die interne EIGRP-Route die beste administrative Distanz aufweist (je kleiner die administrative Distanz, desto höher die Präferenz), wird sie in der Routing-Tabelle installiert.

Backup-Routen

Welche Auswirkungen haben die anderen Protokolle, RIP, IGRP und OSPF, auf die Routen, die nicht installiert wurden? Was geschieht, wenn die am meisten bevorzugte Route, die vom EIGRP abgeleitet wird, fehlschlägt? Die Cisco IOS® Software verwendet zwei Ansätze, um dieses Problem zu lösen. Die erste besteht darin, dass jeder Routing-Prozess regelmäßig versucht, seine besten Routen zu installieren. Wenn die am meisten bevorzugte Route ausfällt, wird die nächstbeste Route (bestimmt durch die administrative Distanz) beim nächsten Versuch erfolgreich durchgeführt. Die andere Lösung besteht darin, dass das Routing-Protokoll, das seine Route nicht in der Tabelle installiert hat, an der Route festhält und den Routing-Tabellenprozess anweist, einen Fehler beim besten Pfad zu melden.

Bei Protokollen ohne eigene Routing-Informationstabellen, z. B. IGRP, wird die erste Methode verwendet. Jedes Mal, wenn IGRP eine Aktualisierung zu einer Route empfängt, versucht es, die aktualisierten Informationen in der Routing-Tabelle zu installieren. Wenn in der Routing-Tabelle bereits eine Route zu diesem Ziel vorhanden ist, schlägt der Installationsversuch fehl.

Bei Protokollen mit eigener Datenbank mit Routing-Informationen, z. B. EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP und RIP, wird eine Backup-Route registriert, wenn der erste Installationsversuch fehlschlägt. Wenn die in der Routing-Tabelle installierte Route aus irgendeinem Grund fehlschlägt, ruft der Wartungsprozess für die Routing-Tabelle jeden Routing-Protokollprozess auf, der eine Backup-Route registriert hat, und fordert diesen auf, die Route in der Routing-Tabelle neu zu installieren. Wenn mehrere Protokolle mit registrierten Backup-Routen vorhanden sind, wird die bevorzugte Route basierend auf der administrativen Distanz ausgewählt.

Administrative Distanz anpassen

Die standardmäßige administrative Distanz ist nicht immer die richtige für Ihr Netzwerk. Sie können sie so anpassen, dass RIP-Routen gegenüber IGRP-Routen bevorzugt werden. Aber schauen Sie sich zunächst die Auswirkungen an, wenn Sie die administrative Distanz ändern.

Es ist sehr gefährlich, die administrative Distanz bei Routing-Protokollen zu ändern. Dies kann zu Routing-Schleifen und anderen Eigenheiten in Ihrem Netzwerk führen. Ändern Sie daher immer den administrativen Abstand mit Vorsicht. Stellen Sie sicher, dass Sie die Änderung planen und die Folgen kennen, bevor Sie dies tun.

Bei ganzen Protokollen ist es einfach, den Abstand zu ändern. Verwenden Sie dazu im Unterkonfigurationsmodus für den Routing-Prozess den Befehl length. Bei einigen Protokollen können Sie auch die Entfernung für Routen ändern, die von einer Quelle empfangen wurden, und Sie können die Entfernung für einige Routen ändern. Weitere Informationen finden Sie unter Administrative Distanz für Routenauswahl anpassen im Konfigurationsbeispiel für Cisco IOS-Router.

Um bei statischen Routen die Entfernung jeder Route zu ändern, geben Sie nach dem Befehl ip route eine Entfernung ein:

ip route network subnet mask next hop distance 

Sie können die administrative Distanz nicht für alle statischen Routen gleichzeitig ändern.

Wie Metriken den Prozess der Routenauswahl bestimmen

Routen werden auf Grundlage der administrativen Distanz des Routing-Protokolls ausgewählt und in die Routing-Tabelle eingefügt. Die Routen, die vom Routing-Protokoll mit der geringsten administrativen Distanz abgefragt wurden, werden in der Routing-Tabelle installiert. Wenn ein Routing-Protokoll mehrere Pfade zu demselben Ziel bereitstellt, haben die verschiedenen Pfade dieselbe administrative Distanz, und der beste Pfad wird anhand der Kennzahlen ausgewählt. Metriken sind Werte, die bestimmten Routen zugeordnet sind und diese von der am meisten bevorzugten zur am wenigsten bevorzugten Route einstufen. Die zur Metrikbestimmung verwendeten Parameter unterscheiden sich bei verschiedenen Routing-Protokollen. Der Pfad mit der niedrigsten Metrik wird als optimaler Pfad ausgewählt und in der Routing-Tabelle installiert. Wenn mehrere Pfade zum gleichen Ziel mit gleichen Metriken vorhanden sind, wird für diese Pfade mit gleichen Kosten ein Lastenausgleich durchgeführt. Weitere Informationen zum Lastenausgleich finden Sie unter Wie funktioniert Lastenausgleich?

Präfixlängen

Schauen Sie sich ein anderes Szenario an, um zu sehen, wie der Router eine andere gängige Situation handhabt: unterschiedliche Präfixlängen. Nehmen Sie erneut an, dass ein ausgeführter Router über vier Routing-Prozesse verfügt und jeder Prozess diese Routen erhalten hat:

• EIGRP (intern): 192.168.32.0/26

• RIP: 192.168.32.0/24

• OSPF: 192.168.32.0/19

Welche dieser Routen können in der Routing-Tabelle installiert werden? Da die internen EIGRP-Routen die beste administrative Distanz aufweisen, können Sie davon ausgehen, dass die erste installiert werden kann. Da jedoch jede dieser Routen eine andere Präfixlänge (Subnetzmaske) hat, werden sie als unterschiedliche Ziele betrachtet, und sie können alle in der Routing-Tabelle installiert werden.

Der nächste Abschnitt enthält die Informationen aus der Routing-Tabelle, um Weiterleitungsentscheidungen zu treffen.

Weiterleitungsentscheidungen treffen

Sehen Sie sich die drei Routen an, die in der Routing-Tabelle installiert wurden, und wie sie auf dem Router aussehen.

router# show ip route
     ....
     D   192.168.32.0/26 [90/25789217] via 10.1.1.1
     R   192.168.32.0/24 [120/4] via 10.1.1.2
     O   192.168.32.0/19 [110/229840] via 10.1.1.3
     ....

Wenn ein Paket an einer Router-Schnittstelle eingeht, die für 192.168.32.1 bestimmt ist, welche Route würde der Router wählen? Dies hängt von der Präfixlänge oder der Anzahl der in der Subnetzmaske festgelegten Bits ab. Längere Präfixe werden bei der Weiterleitung eines Pakets immer gegenüber kürzeren bevorzugt.

In diesem Fall wird ein an 192.168.32.1 gerichtetes Paket in Richtung 10.1.1.1 geleitet, da 192.168.32.1 in das Netzwerk 192.168.32.0/26 (192.168.32.0 bis 192.168.3) fällt. 2,63). Es fällt auch unter die beiden anderen verfügbaren Routen, aber 192.168.32.0/26 hat das längste Präfix innerhalb der Routing-Tabelle (26 Bit Verse 24 oder 19 Bit).

Ebenso wird ein Paket, das für 192.168.32.100 bestimmt ist, an eine der Router-Schnittstellen weitergeleitet, da 192.168.32.100 nicht unter 192.168.32.0/26 (192.168.3) fällt. 2.0 bis 192.168.32.63), fällt jedoch innerhalb des Ziels 192.168.32.0/24 (192.168.32.0 bis 192.168.32.255). Auch hier fällt er in den von 192.168.32.0/19 abgedeckten Bereich, aber 192.168.32.0/24 hat eine längere Präfixlänge.

IP-Klassenlos

Der Konfigurationsbefehl ip classless fällt häufig in den Routing- und Weiterleitungsprozess. Tatsächlich beeinflusst die IP-Klassenlosigkeit nur den Betrieb der Weiterleitungsprozesse in Cisco IOS, nicht aber die Art und Weise, wie die Routing-Tabelle erstellt wird. Wenn IP classless nicht konfiguriert ist (mit dem Befehl no ip classless), kann der Router keine Pakete an Supernets weiterleiten. Platzieren Sie beispielsweise drei Routen in der Routing-Tabelle, und leiten Sie Pakete über den Router.

Hinweis: Wenn die Supernet- oder Standardroute über IS-IS oder OSPF abgefragt wird, wird der Konfigurationsbefehl no ip classless ignoriert. In diesem Fall funktioniert das Paket-Switching so, als wären IP-Klassenlose konfiguriert.

router# show ip route
....
     172.30.0.0/16 is variably  subnetted, 2 subnets, 2 masks
D        172.30.32.0/20 [90/4879540] via  10.1.1.2
D       172.30.32.0/24  [90/25789217] via 10.1.1.1
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.1.3  

Das Netzwerk 172.30.32.0/24 umfasst die Adressen 172.30.32.0 bis 172.30.32.255, und das Netzwerk 172.30.32.0/20 umfasst die Adressen 172.30.32.0 bis 172.30.47.255. Daher kann dann versuchen, drei Pakete durch diese Routing-Tabelle zu leiten und die Ergebnisse sehen.

• Ein an 172.30.32.1 gerichtetes Paket wird an 10.1.1.1 weitergeleitet, da dies die längste Präfixübereinstimmung ist.

• Ein an 172.30.33.1 gerichtetes Paket wird an 10.1.1.2 weitergeleitet, da dies die längste Präfixübereinstimmung ist.

• Ein an 192.168.10.1 gerichtetes Paket wird an 10.1.1.3 weitergeleitet; da dieses Netzwerk in der Routing-Tabelle nicht vorhanden ist, wird dieses Paket an die Standardroute weitergeleitet.

• Ein an 172.30.254.1 gerichtetes Paket wird verworfen.

Die Antwort von diesen vier ist das letzte Paket, das verworfen wird. Er wird verworfen, da sich sein Ziel, 172.30.254.1, in einem bekannten Hauptnetzwerk, 172.30.0.0/16, befindet. Der Router weiß jedoch nichts über dieses spezielle Subnetz in diesem Hauptnetzwerk.

Dies ist die Essenz von klassenbasiertem Routing: Wenn ein Teil eines Hauptnetzwerks bekannt ist, aber das Subnetz, für das das Paket innerhalb dieses Hauptnetzwerks bestimmt ist, unbekannt ist, wird das Paket verworfen.

Der verwirrendste Aspekt dieser Regel ist, dass der Router die Standardroute nur dann verwendet, wenn das Ziel-Hauptnetzwerk überhaupt nicht in der Routing-Tabelle vorhanden ist.

Dies kann zu Problemen in einem Netzwerk führen, in dem an einem Remote-Standort mit einer Verbindung zurück zum Rest des Netzwerks keine Routing-Protokolle ausgeführt werden (siehe Abbildung).

Kein Routing-Protokoll

Der Router am Remote-Standort ist wie folgt konfiguriert:

interface Serial 0
     ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
   !
   interface Ethernet 0
     ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
   !
   ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.2.1
   !
   no ip classless

Mit dieser Konfiguration können die Hosts am Remote-Standort Ziele im Internet erreichen (über die Cloud 10.x.x.x), nicht jedoch Ziele in der Cloud 10.x.x.x, die das Unternehmensnetzwerk darstellt. Da der Remote-Router einen Teil des Netzwerks 10.0.0.0/8, die beiden direkt verbundenen Subnetze und kein anderes Subnetz von 10.x.x.x kennt, geht er davon aus, dass diese anderen Subnetze nicht vorhanden sind, und verwirft alle für sie bestimmten Pakete. Datenverkehr, der an das Internet gerichtet ist, hat jedoch niemals ein Ziel im Adressbereich 10.x.x.x und wird daher korrekt über die Standardroute geroutet.

Wenn Sie ip classless auf dem Remote-Router konfigurieren, wird dieses Problem gelöst, da der Router die klassenbezogenen Grenzen der Netzwerke in seiner Routing-Tabelle ignorieren und einfach zu dem längsten Präfix weiterleiten kann, das er finden kann.

Zusammenfassung

Zusammengefasst besteht die Weiterleitungsentscheidung aus drei Prozessgruppen: den Routing-Protokollen, der Routing-Tabelle und dem Prozess, der die Weiterleitungsentscheidung trifft, sowie dem Paket-Switching. Diese drei Prozessgruppen werden zusammen mit ihrer Beziehung im folgenden Bild dargestellt:

Drei Gruppen von Routing-Prozessen

Die längste Präfixübereinstimmung gewinnt immer bei den in der Routing-Tabelle installierten Routen, während das Routing-Protokoll mit der geringsten administrativen Distanz immer gewinnt, wenn die Routen in der Routing-Tabelle installiert werden.

Zugehörige Informationen

• Wie funktioniert der Lastenausgleich?
• Was ist die administrative Distanz?
• Seite "IP Routing"
• Seite "IP Routed Protocols"
• Technischer Support und Downloads von Cisco