Peer-to-Peer-Netzwerke: Algorithmen und Methoden

Routing-Tabellen werden nur innerhalb eines Autonomen Systems weitergegeben. Die Wegewahl im and durch das eigene Netz kann kontrolliert werden. Innerhalb eines Autonomen Systems wird ein einheitli- ches Routing-Protokoll verwendet. Die Routing-Protokolle verschiedener Autono- mer Systeme mussen jedoch nicht identisch sein.

    Abb. 2.8. Autonome Systeme.
    Damit unterteilt sich die Ermittlung der Wege fur Pakete in zwei Stufen: Routing innerhalb eines Autonomen Systems (Intra-AS-Routing) and die Wegewahl durch die verschiedenen Autonomen Systeme (Inter-AS-Routing).
Intra-AS-Routing
    Fur das Infra-AS-Routing stehen unter anderem die Routing-Protokolle Routing Information Protocol (RIP), Open Shortest Path First (OSPF), Interior-GatewayRouting-Protocol (IGRP) zur Verfugung, die wir im Folgenden kurz beschreiben.
RIP: Routing Information Protocol
    Das Routing Information Protocol (RIP) [21] (oder genauer gesagt RIPv2) ist ein Routing-Protokoll auf Basis des Distance-Vector-Routing-Algorithmus. Beim Starten eines Routers kennt dieser nur die direkt mit ihm verbundenen Router and sendet die daraus resultierende Routing-Tabelle an die benachbarten Router. Gleichzeitig fordert er von seinen benachbarten Routern deren Routing-Tabelle an. Mit diesen Informationen erganzt der Router seine Routing-Tabelle and erkennt so, welche Netzwerke jeweils uber welchen Router erreicht werden konnen and welche Kosten damit verbunden sind. Um Anderungen im Netzwerk (Ausfall oder Start eines Routers) zu erkennen, werden benachbarte Routing-Tabellen regelmaBig ausgetauscht, unabhangig davon, ob sich Veranderungen ergeben haben oder nicht. Das Anbieten neuer Routen wird als Advertisement bezeichnet.

    Falls nach einer gewissen Zeit kein Advertisement eingetroffen ist, also keine Anderungen an einem Eintrag in der Routing-Tabelle vorgenommen wurden, wird dieser geloscht. Damit wird die Route Uber den Nachbarn fur ungultig erklart and eine schnelle Reaktion auf Topologie-Anderungen gewahrleistet. Zur Uberprufung einer doch noch moglichen Verbindung werden neue Advertisements zum Nachbarn geschickt. Falls sich Anderungen an der Tabelle ergeben haben, schickt dieser Nachbar dann ebenfalls sein Advertisement and wird erneut in die Tabelle aufgenommen.
    Bei RIP breitet sich die Routing-Information nur Behr langsam im Netzwerk aus. AuBerdem trill das Count-to-Infinity-Problem auf. Daher ist dieses Protokoll kaum fur den Einsatz in groBen Netzwerken geeignet.
OSPF: Open Shortest Path First
    Das beim RIP bemangelte Verhalten in groBen Netzwerken wird durch das Open- Shortest-Path-First-Routing-Protokoll (OSPF) gelost. Kernstuck von OSPF ist LSD (Link-State-Database), das eine Liste aller benachbarten Router enthalt, zu denen Verbindungen bestehen. Sic spiegelt die Topologie des Netzes wider and wird in jedem Knoten gespeichert. Die Routenberechnung erfolgt auf Basis dieser Daten mit Hilfe Dijkstras Algorithmus. Damit die Datenbank aufgebaut oder bei Topologiean- derungen aktualisiert wird, ist der Austausch von Routing-Informationen notwendig. Diese werden wie bei RIP als Advertisements durch das gesamte Autonome System geflutet.
    Bei groBeren Netzwerken wird das Netzwerk in zwei Ebenen unterteilt. Eine Ebene bildet das lokale Gebiet (Local Area) and eine weitere das Ruckgrat des Netzwerks, das so genannte Backbone. Spezielle Local-Area-Border-Router fassen die Distanzen im eigenen lokalen Gebiet zusammen and bieten these den anderen Area- Border-Routern per Advertisement an. Zur Verwaltung des gesamten Netzwerks werden ein oder mehrere Backbone-Router eingesetzt. Dieser verwendet gleicher- maBen das OSPF-Protokoll, beschrankt sich aber auf das OSPF-Backbone.
    OSPF wurde erstmals 1989 als Standard vorgeschlagen and existiert heute in der dritten Version als Routing-Protokoll fur IPv4 and IPv6 [22].
IGRP: Interior-Gateway-Routing-Protocol
    IGRP [23] ist ein 1980 von Cisco entwickeltes proprietares Distance-Vector-Rou- tingprotokoll, das von Routern verwendet wird, um innerhalb eines Autonomen Systems Routing-Informationen auszutauschen. Die Ziele bei der Entwicklung von IGRP waren vor allem eine Verbesserung der Skalierbarkeit sowie ein Uberwinden der von RIP vorgegebenen maximalen Anzahl von 15 Netzwerkknoten, die ein Ziel- netzwerk entfernt sein darf, bis das Netz als nicht erreichbar gilt (Dies ist bei IGRP 255). Bei RIP and OSPF gilt die Anzahl der Hops als Kostenmetrik. IGRP kann auBerdem die zur Verfugung stehende Bandbreite, die auf dem Pfad