Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 33

Routing in Wide Area Networks (WANs)

06.08.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Das Routing bestimmt den Weg im WAN; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Das Routing bestimmt den Weg im WAN; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Nachrichten in WANs müssen ggf. lange Wege zurücklegen. Dabei laufen sie innerhalb der Struktur von Knoten zu Knoten. Das machen sie aber nicht nach Lust und Laune, sondern gemäß eines vorher festgelegten Wegs. Die Festlegung eines Wegs durch ein verzweigtes Netz nennt man auch Routing. Über Routing und Routing-Verfahren kann man dicke Bücher schreiben. Wir beschränken uns hier auf das Wesentliche.

Bei Teilstreckennetzen, also Netzwerken mit indirekter Übersendung der Nachricht von einer Quelle zu einem Ziel, wie einem WAN, muss man generell unter diversen Randbedingungen eine in verschiedener Hinsicht optimale Wegwahl treffen.

Das Routing-Problem kann wie folgt charakterisiert werden:

Wie lässt sich die vom Knoten i nach Knoten j zum Zeitpunkt t zu transportierende Nachrichtenmenge w unter Verwendung der Ressourcen des Netzes und gemessen an einem oder mehreren Kriterien optimal transportieren?

Basierend auf dieser Fragestellung kann man die Routing-Verfahren zunächst grob in folgende Klassen einteilen:

  • Zentralisierte bzw. verteilte Techniken: Eine zentralisierte Technik benutzt eine Zentralstation, die über die zur Wegwahl notwendigen Informationen verfügt, diese aufbereitet und dann die Wegwahlentscheidung trifft. Den Rechnern an den Zwischenknoten wird diese Entscheidung zur Ausführung übermittelt. Bei dezentralen Techniken treffen die Zwischenknoten ihre Entscheidung selbst.
  • Statische bzw. dynamische Verfahren: Rein statische Verfahren berechnen die Wegwahl ein für allemal aus a-priori-Vorgaben für die Randbedingungen des Netzes, wie Verkehrsaufkommen, Kapazität der Leitungen, Kapazität der Knoten und Kosten. Dies ist nur in wenigen Fällen zweckmäßig, da eine Änderung der Vorgaben z.B. durch Ausfall von Leitungen jederzeit später eintreten kann und dann keine Berücksichtigung mehr findet. Dynamische Verfahren heißen auch adaptiv, weil sie die Wegwahlentscheidung aufgrund aktueller Zustandsparameter des Netzwerkes treffen.
  • Lokale bzw. globale Verfahren: Lokale Verfahren berücksichtigen nur den Netzwerkzustand in einer unmittelbaren Umgebung. Dabei können sie leicht zu Fehlschlüssen gelangen. Globale Verfahren berücksichtigen den gesamten Netzzustand, was jedoch wiederum sehr aufwendig werden kann.
  • Deterministische bzw. stochastische Verfahren: Erstere Verfahren benutzen deterministische Entscheidungsregeln, letztere stochastische zur Bestimmung der Ausgangsleitung, über die eine Nachricht vom Zwischenknoten aus weitergesandt wird.

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