Definition Was ist IP Forwarding?

Der Begriff IP Forwarding beschreibt den Vorgang des Weiterleitens von IP-Paketen. Die Pakete sind nicht für die weiterleitende IP-Station, sondern für einen anderen IP-Zielhost bestimmt. Auf welchem Ausgangs-Netzwerkinterface und an welchen Zwischenknoten das IP-Paket weitergeleitet wird, entscheidet das Routing. Die Entscheidung findet auf Basis der IP-Zieladresse und der zuvor erstellten Routingtabelle statt.

Die deutsche Übersetzung für IP Forwarding lautet "Internet Protokoll Weiterleitung". Der Begriff beschreibt den Vorgang des Weiterleitens von IP-Paketen in einem IP-Netzwerk. Eine weiterleitende Station kann beispielsweise ein Router, ein Server oder ein PC sein. Ist das IP-Paket nicht für die Station selbst bestimmt und Forwarding aktiviert, leitet sie das IP-Paket entsprechend vorgegebener Entscheidungskriterien weiter.

Die Entscheidung, über welches Netzwerkinterface und an welchen Zwischenknoten (Next Hop) das Paket gesendet wird, gibt das Routing vor. Die Routingentscheidung findet auf Basis der IP-Zieladresse und der über Routingprotokolle oder statische Routingeinträge erstellten Routingtabelle statt. Während bei Netzwerkgeräten wie Router das IP Forwarding und Routing die zentralen Funktionen sind, ist das Weiterleiten von IP-Paketen auf Standardarbeitsplatzrechnern in der Regel nicht aktiviert. Soll der Rechner als Router agieren und verfügt er über mehrere Netzwerkverbindungen, lässt sich das IP Forwarding aktivieren. Gängige Betriebssysteme wie Windows, macOS oder Linux unterstützen das Forwarding.

Abgrenzung zum Routing

IP Forwarding und Routing sind eng miteinander verzahnt, lassen sich aber voneinander abgrenzen. Während IP Forwarding den eigentlichen Vorgang des Weiterleitens von IP-Paketen beschreibt, ist Routing der Prozess der Entscheidungsfindung, auf welchem Interface und an welchen Next Hop ein IP-Paket weitergeleitet wird. Für diese Entscheidung erstellt das weiterleitende IP-Gerät über dynamische Routingprotokolle oder über statisches Routing eine Routingtabelle. Die Routingtabelle benennt für eine vorgegebene IP-Zieladresse das für das Senden zu verwendende Netzwerkinterface und den Next Hop. Zur Zustellung eines IP-Pakets an einen Next Hop muss auf der MAC-Ebene des Datenpakets die MAC-Adresse des Next Hops eingetragen werden. Sind keine Routingeinträge für bestimmte Zieladressen in der Routingtabelle vorhanden, lassen sich Datenpakete über eine so genannte Default Route an einen IP-Knoten weiterleiten. Existieren mehrere Zwischenknoten bis zum Ziel, trifft jeder Knoten eine eigene Routingentscheidung und leitet das Paket entsprechend dieser Entscheidung an den Next Hop weiter. Für die Routingentscheidung können auch andere Informationen als die IP-Zieladresse herangezogen werden, wie Absenderadressen, Header-Informationen (zum Beispiel Typ of Service - ToS), Paketgröße, IP-Version, Auslastung des Sendeinterfaces, Auslastung einer Netzwerkverbindung und andere.

Ablauf des Weiterleitens von IP-Paketen

Empfängt eine IP-Station, die das Forwarding unterstützt, ein IP-Paket, sind bis zur Weiterleitung des Pakets mehrere Schritte zu durchlaufen. Im Folgenden eine etwas vereinfachte Darstellung dieser Schritte:

• 1. Prüfung, ob IP-Datenpaket für die Station selbst bestimmt ist

• 2. Ist das IP-Datenpaket für eine Station in einem anderen Netzwerk bestimmt, Prüfung, ob eine Route für die IP-Zieladresse vorhanden ist

• 3. Wenn ja: Auswahl des Sendenetzwerkinterfaces und des Next Hops gemäß den Vorgaben der Routingtabelle

• 4. IP Forwarding über das ermittelte Netzwerkinterface

• 5. Ist keine Route für das IP-Paket zu ermitteln und auch keine Default Route vorhanden: Verwerfen des IP-Pakets und absetzen einer Fehlermeldung an den Absender des IP-Pakets

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