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Routing im Internet

Wie Pakete eine Postadresse haben, brauchen auch Datenpakete eine Adresse, damit sie korrekt zugestellt werden können. Diese Adressen nennt man IP-Adressen, wobei IP für Internet Protocol steht.

Adressierung​

Normalerweise erhält jedes Gerät beim Beitritt zu einem Rechnernetz eine IP-Adresse zugewiesen. Die Adresse gehört zum entsprechenden Netz und erlaubt die Kommunikation mit allen Geräten die sich ebenfalls im selben Netz befinden. Deshalb erhält Ihr Gerät hier am Gymnasium eine andere Adresse als bei Ihnen zu Hause.

Aufbau​

Eine IP-Adresse (genauer, IPv4 Adresse) setzt sich aus 4 Zahlen zu je 8 Bit zusammen. Diese 4 Zahlen werden im Dezimalsystem notiert und mit Punkten verbunden.

194.124.132.216

Es gibt also insgesamt 232=4′294′967′2962^{32} = 4'294'967'296 verschiedene IP-Adressen. Auf den ersten Blick scheint die Anzahl sehr gross zu sein. Durch die Vielzahl an internetfähigen Geräten weltweit sind ein Grossteil der Adressen inzwischen vergeben. Deshalb gibt es eine neuere IP-Version 6, die aber den alten Standard noch nicht ersetzt hat.

Ping​

Beim Ping-Befehl handelt es sich um ein Netzwerkdiagnose-Tool, womit man die Datenübertragung zu einem anderen Gerät überprüfen kann. Dabei sendet man ein Signal an ein entferntes Gerät. Dieses Gerät sollte dann ein Signal zurücksenden.

In der Kommandozeile
ping 194.124.132.216
Ping ausführen

Öffenen Sie die Kommandozeile (Eingabeaufforderung) und führen Sie einen Ping mit folgenden IP-Adressen aus:

8.8.8.8
185.237.144.226
194.150.245.142
127.0.0.1
  • Was bedeutet die Ausgabe?
  • Wieso gibt es Unterschiede?
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Routing für Datenpakete​

Routing-Algorithmen sorgen dafür, dass Datenpakete ihren Weg durch das Internet finden. Dabei kann es sein, dass mehrere Pakete mit demselben Ziel unterschiedliche Routen nehmen.

Netzwerkrouting
Netzwerkrouting

Router im Schichtenmodell​

Der Router ist das Paketverteilzentrum und verbindet mehrere Netzwerke miteinander. Er besitzt also mindestens zwei Netzwerkkarten und somit auch mindestens zwei IP-Adressen um sich mit den einzelnen Netzwerken zu verbinden.

Sie müssen die IP-Pakete auspacken, damit diese gemäss der IP-Adresse weitergeleitet werden können. Dabei bedienen sich Router spezieller Tabellen, welche angeben, wohin ein Paket mit einer bestimmten IP-Adresse hingeleitet werden soll.

Benötigte Informationen

Damit ein Router ein IP-Paket weiterleiten kann, braucht er folgende, im Paket enthaltene Informationen:

  • IP-Adresse Sender
  • IP-Adresse Empfänger

Standardgateway​

Für die Kommunikation mit Geräten ausserhalb des eigenen Netzwerks müssen die Internetpakete zum nächsten Verteilzentrum geschickt werden. In der Analogie zum Öffentlichen Verkehr ist dies die nächstgelegene Haltestelle, die Sie zum Hauptbahnhof bringt: wollen Sie an einen Ort ausserhalb ihrer Stadt, so gehen Sie zum Hauptbahnhof, wo Sie in die richtige Richtung weitergeleitet werden. Dieser Weg zum Hauptbahnhof wird bei Netzwerkfähigen Geräten Standardgateway genannt.

Standardgateway ihres Laptops​

So bestimmen Sie das Standardgateway Ihres Laptops:

In der Kommandozeile (cmd) eingeben
ipconfig
Nicht überall gleich

Zu Hause haben Sie als Standardgateway die IP-Adresse Ihres Routers/Modems eingetragen – also dem Gerät, das Sie von Ihrem Internet-Anbieter erhalten, um Zugang zum Internet zu erhalten.

Standardgateway bestimmen

Falls Sie ihr aktuelles Standardgateway noch nicht kennen, dann finden Sie es jetzt heraus. Halten Sie das Ergebnis für die nächste Aufgabe hier fest.

Routen verfolgen​

Der Befehl traceroute (macOS) resp. tracert (Windows) kann diese Route nachverfolgt werden. Dabei werden die Zwischenstationen – also dort wo das Paket entpackt und gemäss Ziel-IP-Adresse weitergeleitet wird – angezeigt.

traceroute

Öffnen Sie eine Eingabeaufforderung (cmd) und geben Sie nacheinander die folgenden drei Befehl ein:

In der Kommandozeile (cmd)
tracert office.com
tracert www.google.ch
tracert www.gbsl.ch

Beobachten Sie den Output. Erkennen Sie Gemeinsamkeiten oder irgendeine spezielle Zwischenstation?

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«Highspeed-Routen»​

Schweiz​

Auf der untenstehenden Karte erkennt man die schnellsten Leitungen von Switch. Diese Organisation verbindet die Universitäten und Forschungsinstitute miteinander und mit dem Ausland.

SWITCH-LAN
SWITCH-LAN

Andere Provider besitzen ebenfalls schnelle Leitungen zwischen den Städten und ins Ausland. z.B. wurden bestehenden Gas-Leitungen mit schnellen Glasfaser-Kabeln versehen.

GASCOM
GASCOM

Interkontinental​

Das 👉 Unterseenetzwerk haben Sie ja bereits kennengelernt. Bei der Verbindung von Kontinenten hatte man schon vor dem Internet-Zeitalter Unterseekabel verlegt.

Heute laufen zahlreiche «Highspeed-Routen» über den Grund der Meere.

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