12.1 Was ist Routing? Grundlagen einfach erklärt

Routing gehört zu den wichtigsten Grundkonzepten der Netzwerktechnik. Sobald Daten ein einzelnes lokales Netzwerk verlassen und ihren Weg in ein anderes IP-Netz finden müssen, kommt Routing ins Spiel. Ohne Routing gäbe es keine Kommunikation zwischen unterschiedlichen Subnetzen, keine Verbindung zwischen VLANs, keine Anbindung an entfernte Standorte und auch keinen Zugriff auf das Internet. Für Einsteiger wirkt der Begriff oft abstrakt, tatsächlich steckt dahinter jedoch ein gut nachvollziehbares Prinzip: Ein Router oder ein anderes Layer-3-Gerät entscheidet, wohin ein IP-Paket als Nächstes gesendet werden muss, damit es sein Zielnetz erreicht. Genau diese Weiterleitungsentscheidung ist das Herzstück des Routings.

Was Routing grundsätzlich bedeutet

Routing ist der Prozess, bei dem ein Layer-3-Gerät anhand von IP-Adressen entscheidet, über welchen Pfad ein Datenpaket zum Zielnetz weitergeleitet wird. Anders gesagt: Routing verbindet unterschiedliche Netzwerke miteinander. Während ein Switch innerhalb eines lokalen Netzes hauptsächlich mit MAC-Adressen auf Layer 2 arbeitet, nutzt ein Router IP-Adressen auf Layer 3, um Pakete zwischen verschiedenen Netzen zu transportieren.

Das zentrale Ziel von Routing ist also nicht die Kommunikation innerhalb eines einzelnen LANs, sondern die Kommunikation zwischen Netzen.

• Routing arbeitet auf Layer 3 des OSI-Modells.
• Es nutzt IP-Adressen als Grundlage für Entscheidungen.
• Es verbindet unterschiedliche Netzwerke oder Subnetze.
• Es bestimmt den nächsten sinnvollen Weg für ein Paket.

Warum Routing überhaupt nötig ist

In einem einzelnen IP-Subnetz können Geräte direkt miteinander kommunizieren, solange sie sich im selben Layer-2-Bereich befinden und dieselbe Broadcast-Domain nutzen. Sobald das Ziel aber in einem anderen Netzwerk liegt, reicht Switching allein nicht mehr aus. Ein Endgerät erkennt dann, dass das Ziel nicht lokal erreichbar ist, und sendet den Verkehr an sein Standard-Gateway. Genau dort beginnt Routing.

Einfaches Beispiel

Ein PC mit der IP-Adresse 192.168.10.25/24 möchte einen Server mit der IP-Adresse 192.168.20.50/24 erreichen. Schon anhand der Subnetzmaske ist erkennbar, dass sich beide Geräte in unterschiedlichen Netzen befinden:

• PC im Netz 192.168.10.0/24
• Server im Netz 192.168.20.0/24

Der PC kann das Ziel daher nicht direkt per ARP im lokalen Netz auflösen. Stattdessen sendet er das Paket an sein Default Gateway, also an einen Router oder Layer-3-Switch. Dieses Gerät übernimmt die Routing-Entscheidung und leitet das Paket in Richtung Zielnetz weiter.

Typische Einsatzbereiche von Routing

• Kommunikation zwischen VLANs
• Verbindung mehrerer Standorte
• Anbindung eines LANs an das Internet
• Verkehr zwischen Servernetz, Clientnetz und Managementnetz
• Weiterleitung zwischen internen Subnetzen in Unternehmen

Der Unterschied zwischen Switching und Routing

Ein sehr wichtiger Punkt für Einsteiger ist die klare Unterscheidung zwischen Switching und Routing. Beide Begriffe beschreiben Weiterleitung, aber auf unterschiedlichen Ebenen und mit unterschiedlichen Adressinformationen.

Switching

Switching arbeitet im klassischen Ethernet-Umfeld auf Layer 2. Ein Switch schaut auf MAC-Adressen und entscheidet, an welchen Port ein Frame innerhalb desselben Netzsegments weitergeleitet werden soll.

• arbeitet mit MAC-Adressen
• typisch innerhalb eines LAN oder VLAN
• verbindet Geräte innerhalb derselben Broadcast-Domain

Routing

Routing arbeitet auf Layer 3. Ein Router schaut auf IP-Adressen und entscheidet, über welchen nächsten Hop ein Paket ein anderes Netz erreichen soll.

• arbeitet mit IP-Adressen
• verbindet verschiedene Netze
• trennt Broadcast-Domains

Ein praktisches Merkschema lautet:

• Switch: Wohin innerhalb dieses Netzes?
• Router: Wohin in ein anderes Netz?

Was ein Router dabei genau macht

Ein Router empfängt ein IP-Paket auf einem Interface, analysiert die Ziel-IP-Adresse und sucht dann in seiner Routing-Tabelle nach dem besten passenden Zielnetz. Anhand dieses Eintrags entscheidet er, über welches Ausgangsinterface und gegebenenfalls zu welchem nächsten Router das Paket weitergesendet wird.

Der Router arbeitet dabei nicht zufällig, sondern nach einer klaren Logik:

• Ziel-IP-Adresse lesen
• Routing-Tabelle prüfen
• besten passenden Routeneintrag auswählen
• nächsten Hop oder Ausgangsinterface bestimmen
• Paket weiterleiten

Wenn kein passender Eintrag vorhanden ist, kann der Router das Paket je nach Konfiguration verwerfen oder über eine Standardroute senden.

Wichtige Aufgabe: Trennung von Broadcast-Domains

Ein Router leitet Layer-2-Broadcasts nicht einfach zwischen Netzen weiter. Dadurch begrenzt er Broadcast-Domains und sorgt für Struktur, Sicherheit und bessere Skalierbarkeit. Genau deshalb ist Routing ein so wichtiger Bestandteil sauberer Netzarchitekturen.

Was ist eine Routing-Tabelle?

Die Routing-Tabelle ist die zentrale Entscheidungsbasis eines Routers. In ihr stehen Informationen darüber, welche Netze bekannt sind und wie sie erreichbar sind. Jedes Mal, wenn ein Paket eintrifft, vergleicht der Router die Zieladresse mit den Einträgen in dieser Tabelle.

Typische Informationen in einer Routing-Tabelle

• Zielnetz
• Subnetzmaske oder Präfixlänge
• nächster Hop
• Ausgangsinterface
• Quelle der Route, etwa direkt verbunden, statisch oder dynamisch gelernt

Ein Beispiel für einfache Routenlogik:

• 192.168.10.0/24 ist direkt an Interface G0/0 angeschlossen
• 192.168.20.0/24 ist direkt an Interface G0/1 angeschlossen
• alle anderen Ziele gehen über einen Upstream-Router

Mit solchen Informationen kann der Router gezielt entscheiden, wie der Verkehr fließen soll.

Direkt verbundene Netze und entfernte Netze

Für das Routing ist es wichtig, zwischen direkt verbundenen und entfernten Netzen zu unterscheiden.

Direkt verbundene Netze

Ein direkt verbundenes Netz ist ein Subnetz, das unmittelbar an einem Router-Interface hängt. Wenn ein Router beispielsweise die IP 192.168.10.1/24 auf einem Interface besitzt, kennt er das Netz 192.168.10.0/24 automatisch als direkt verbunden.

Entfernte Netze

Ein entferntes Netz ist ein Netz, das nicht direkt an diesem Router angeschlossen ist. Um ein solches Ziel zu erreichen, benötigt der Router eine Information darüber, wohin das Paket als Nächstes gesendet werden muss. Diese Information kann durch statische Routen oder durch dynamische Routing-Protokolle bereitgestellt werden.

• direkt verbunden = unmittelbar am eigenen Interface
• entfernt = nur über einen anderen Router erreichbar

Was ist ein Next Hop?

Der Next Hop ist der nächste Router oder das nächste Layer-3-Gerät auf dem Weg zum Zielnetz. Wenn ein Ziel nicht direkt angeschlossen ist, sendet der Router das Paket an diesen nächsten Hop weiter. Dieser übernimmt dann die nächste Routing-Entscheidung.

Einfaches Beispiel

Ein Router kennt das Zielnetz 10.10.10.0/24 nicht direkt, aber er weiß, dass dieses Netz über den Nachbarrouter mit der IP 172.16.0.2 erreichbar ist. Dann ist 172.16.0.2 der Next Hop.

Das Paket wird also nicht direkt an das Endgerät im Zielnetz geschickt, sondern zunächst an den nächsten Router auf dem Weg dorthin.

Wie ein Host Routing indirekt nutzt

Endgeräte wie PCs oder Server führen in einfachen Standardumgebungen kein komplexes Routing für das gesamte Netzwerk aus. Sie treffen aber dennoch eine grundlegende Entscheidung: Liegt das Ziel im eigenen Netz oder in einem fremden Netz?

Dafür vergleichen sie ihre eigene IP-Adresse und Subnetzmaske mit der Zieladresse.

• Liegt das Ziel im lokalen Netz, erfolgt direkte Kommunikation.
• Liegt das Ziel in einem anderen Netz, wird das Standard-Gateway genutzt.

Die Rolle des Default Gateways

Das Default Gateway ist aus Sicht des Hosts der Router für alle nicht-lokalen Ziele. Es ist also die erste Layer-3-Instanz, an die der Client Pakete für fremde Netze sendet.

Ohne korrektes Default Gateway kann ein Host zwar oft innerhalb seines eigenen Netzes kommunizieren, aber keine anderen Netze erreichen.

Statisches und dynamisches Routing

Routing lässt sich grundsätzlich auf zwei Arten organisieren: statisch oder dynamisch. Beide Ansätze haben ihren Platz in Netzwerken.

Statisches Routing

Beim statischen Routing trägt ein Administrator die gewünschten Routen manuell in die Routing-Tabelle ein. Der Router lernt diese Wege also nicht selbstständig, sondern folgt den vorgegebenen Anweisungen.

• einfach und kontrollierbar
• gut für kleine oder stabile Umgebungen
• wenig flexibel bei Änderungen

Beispiel auf Cisco-Geräten:

ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2

Damit wird festgelegt, dass das Netz 192.168.20.0/24 über den Next Hop 10.0.0.2 erreichbar ist.

Dynamisches Routing

Beim dynamischen Routing tauschen Router Informationen über erreichbare Netze untereinander aus. Dafür nutzen sie Routing-Protokolle wie OSPF, EIGRP oder BGP. Dadurch können sie neue Wege lernen und bei Änderungen im Netz automatisch reagieren.

• besser für größere und dynamische Umgebungen
• automatische Anpassung bei Änderungen
• höhere Komplexität

Für Einsteiger ist zunächst wichtig zu verstehen, dass Routing entweder manuell definiert oder automatisch gelernt werden kann.

Was ist eine Standardroute?

Eine Standardroute ist der „Weg für alles, was nicht genauer bekannt ist“. Wenn ein Router kein spezielles Zielnetz in seiner Routing-Tabelle findet, kann er das Paket über eine Default Route an einen Upstream-Router weiterleiten.

Das ist besonders wichtig für Internetanbindungen. Ein interner Router kennt oft nicht jedes einzelne fremde Netz im Internet. Stattdessen nutzt er eine Standardroute in Richtung des Providers oder des zentralen Edge-Routers.

Beispiel einer Standardroute

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.0.113.1

Diese Route bedeutet: Für alle Ziele, die nicht genauer bekannt sind, sende das Paket an den Next Hop 203.0.113.1.

Warum Standardrouten so wichtig sind

• vereinfachen kleine Routing-Tabellen
• sind ideal für Internet- oder WAN-Uplinks
• verhindern, dass jedes entfernte Netz einzeln eingetragen werden muss

Routing und Inter-VLAN-Kommunikation

Ein sehr typischer Anwendungsfall in modernen Netzwerken ist Inter-VLAN-Routing. VLANs trennen ein Netz logisch in mehrere Layer-2-Bereiche. Geräte in VLAN 10 und VLAN 20 befinden sich daher in unterschiedlichen Netzen und benötigen Routing, um miteinander zu kommunizieren.

Das Routing kann dabei auf verschiedene Arten umgesetzt werden:

• mit einem klassischen Router
• mit Router-on-a-Stick
• mit einem Layer-3-Switch über SVIs

Gerade dieses Beispiel zeigt sehr anschaulich, dass Routing nicht nur im WAN oder Internet stattfindet, sondern auch innerhalb lokaler Unternehmensnetze eine zentrale Rolle spielt.

Einfaches Praxisbeispiel: Vom Büro-PC zum Webserver

Ein Mitarbeiter-PC in einem Firmennetz möchte eine Webseite im Internet aufrufen. Der PC selbst kennt nur sein lokales Netz und sein Default Gateway.

Der Ablauf ist vereinfacht so:

• Der PC erkennt, dass die Ziel-IP nicht im lokalen Subnetz liegt.
• Er sendet das Paket an sein Default Gateway.
• Der Router prüft seine Routing-Tabelle.
• Für externe Ziele nutzt der Router seine Standardroute.
• Das Paket wird an den nächsten Router weitergegeben.
• Mehrere Router auf dem Weg treffen weitere Routing-Entscheidungen.
• Schließlich erreicht das Paket das Zielnetz des Webservers.

Dieses Beispiel zeigt sehr deutlich: Routing ist kein einmaliger Schritt, sondern oft eine Kette mehrerer Weiterleitungsentscheidungen über verschiedene Netzgrenzen hinweg.

Was passiert, wenn keine passende Route existiert?

Wenn ein Router kein passendes Zielnetz in seiner Routing-Tabelle findet und auch keine Standardroute vorhanden ist, kann er das Paket nicht sinnvoll weiterleiten. In diesem Fall wird das Paket in der Regel verworfen.

Für Anwender äußert sich das typischerweise so:

• Zielnetz nicht erreichbar
• Ping schlägt fehl
• Verbindung zu entfernten Diensten kommt nicht zustande

Eine fehlende oder falsche Route gehört deshalb zu den häufigsten Ursachen für Routing-Probleme.

Wichtige Cisco-Befehle zum Einstieg in Routing

Für die Grundlagen und Fehlersuche sind einige Cisco-Befehle besonders wichtig. Sie helfen, Routing-Tabellen, Interfaces und Standardrouten sichtbar zu machen.

Routing-Tabelle anzeigen

show ip route

Dieser Befehl zeigt alle bekannten Routen, direkt verbundene Netze, statische Routen und gegebenenfalls dynamisch gelernte Wege.

IP-Interfaces prüfen

show ip interface brief

Damit lässt sich schnell kontrollieren, welche Interfaces aktiv sind und welche IP-Adressen sie tragen.

Statische Route konfigurieren

configure terminal
ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2

Standardroute konfigurieren

configure terminal
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.0.113.1

Diese Befehle gehören zu den wichtigsten Grundlagen für Einsteiger im Bereich Routing.

Typische Anfängerfehler beim Verständnis von Routing

„Routing ist nur für das Internet wichtig“

Das ist falsch. Routing wird auch innerhalb lokaler Unternehmensnetze benötigt, etwa zwischen VLANs, Subnetzen oder Standorten.

„Ein Switch kann alles weiterleiten, also braucht man keinen Router“

Ein Layer-2-Switch kann Daten innerhalb eines Netzes weiterleiten, aber nicht automatisch zwischen unterschiedlichen IP-Netzen. Dafür braucht man Routing.

„Default Gateway ist nur eine optionale Einstellung“

Ohne korrektes Default Gateway erreicht ein Host meist nur sein lokales Netz, nicht aber fremde Netze.

„Der Router kennt automatisch alle Wege“

Ein Router kennt nur direkt verbundene Netze sowie Routen, die statisch konfiguriert oder dynamisch gelernt wurden.

„Routing und NAT sind dasselbe“

Auch das ist falsch. Routing entscheidet über den Weg eines Pakets, NAT verändert Adressinformationen. Beides sind unterschiedliche Funktionen.

Warum Routing für CCNA und die Praxis so wichtig ist

Routing ist eine der zentralen Grundlagen der gesamten Netzwerktechnik. Es verbindet lokale Netze, VLANs, Standorte, WAN-Strecken und das Internet. Ohne Routing gäbe es keine skalierbare Kommunikation über Netzgrenzen hinweg.

• Es erklärt die Kommunikation zwischen Subnetzen.
• Es ist die Grundlage für Inter-VLAN-Routing.
• Es gehört zu den wichtigsten Themen in CCNA und CCNP.
• Es bildet die Basis für statische und dynamische Routing-Protokolle.
• Es ist unverzichtbar für den Betrieb moderner Unternehmensnetze.

Wer Routing wirklich versteht, versteht nicht nur, wie Pakete von einem Netz in ein anderes gelangen, sondern auch, warum IP-Netzwerke überhaupt in strukturierter Form skaliert werden können. Genau deshalb ist Routing eines der wichtigsten Grundthemen in der Netzwerktechnik überhaupt.

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