Aufbauend auf der Sicherungsschicht, die dafür zuständig ist Rahmen durch ein LAN zu transportieren, werden mit den Funktionen der Vermittlungsschicht (Schicht 3 des ISO-OSI Referenzmodells) Nachrichten von der Quelle bis zum endgültigen Ziel übertragen.
Dabei können Teilnetze durchquert werden, die unterschiedliche Schicht 2 Implemen tierungen einsetzen.
在此过程中可以跨越多个子网，**这些子网使用不同的第二层实现**。
Da die Vermittlungsschicht Datagramme bis zum endgültigen Ziel überträgt, müssen Endpunkte über alle Teilnetze hinweg eindeutig adressierbar sein.
由于网络层将数据报传输到最终目的地，因此端点必须能在所有子网中唯一寻址。
### 1.2.1 Vermittlung und Wegewahl 路由和路径选择（routing and path selection)
Innerhalb einer Broadcast-Domäne (z.B. Ethernet-Bus) können Nachrichten direkt an einen Empfänger zugestellt werden: alle Kommunikationsteilnehmer „hören” die Nachricht auf dem Broadcastmedium.
在一个广播域内消息可以直接发送给接收者：所有的通信参与者通过广播介质“听到”消息。
Der **Adressat** erkennt an der Zieladresse (es ist seine
eigene!), dass er die Nachricht **auszuwerten** hat. Soll（如果） eine Nachricht nach außerhalb der Broadcast-Domäne des Senders übertragen werden, sind **Koppelkomponenten** erforderlich, die eine *Vermittlung*（路由） der Nachricht ermöglichen.
Sie kennen bereits die Vermittlung auf der Sicherungsschicht, in geswitchten Ethernet-LANs: ein Switch entscheidet **anhand** einer ihm bekannten Ziel-MAC-Adresse eines Rahmens, an welche(n) seiner Ports der Rahmen ausgegeben werden soll.
Kennt der Switch die Zieladresse des Rahmens noch nicht, so gibt er den Rahmen auf allen Ports aus.
路由器**不知道**帧的目标地址，就会发送帧到所有的端口出去
Zwischen LANs übernimmt die Schicht 3 des ISO-OSI Modells, die Vermittlungsschicht (engl. network layer), die Weitergabe von Nachrichten.
**LAN使用OSI模型中的第三层（网络层）来转发消息**
Die Komponenten der Vermittlungsschicht heißen Router.
网络层的组件叫做Router
Ähnlich wie Switches verfügen sie über eine Anzahl **Schnittstellen（接口）**, die in verschiedene Subnetze führen.
与交换机类似，router有多个接口，这些接口通向不同的子网
Ein Router entscheidet anhand einer Routing-Tabelle und der Zieladresse des Schicht 3 Protokolls, in welches Teilnetz eine Nachricht vermittelt werden soll
Seine Nachfolgeversion IPv6 ist **nicht weniger relevant**, auch wenn es aktuell noch nicht in gleichem Maße **verbreitet** ist.
IPv4的后继者IPv6同样重要,现在还没有像ipv4那么广泛
#### Adressierung
Für die Adressierung in einem IPv4-Netz werden hierarchische 32-Bit Nummern verwendet.
对于在一个IPv4网络中,用一个32位的分层数字进行寻址
Das heißt IPv4-Adressen (kurz: IP-Adressen) **dienen** sowohl der **Identifizierung der Gegenstellen**, als auch der Strukturierung des Adressraums.
这意味着IPv4地址（简称IP地址）既用于标识**通信对端**，也用于组织地址空间的结构。
IP-Adressen setzen sich aus einer Netz-ID und einer Host-ID zusammen. IP-Adressen mit der selben Netz-ID gehören zum selben Subnetz.
IP地址由网络ID和主机ID组成。具有相同网络ID的IP地址属于同一子网.
Ursprünglich wurden IP-Adressen in Subnetzklassen fester Größe eingeteilt (vgl. Vorlesung RNVS), wodurch die Anzahl von IP-Adressen in einem Subnetz immer 256, 65536 oder 16777216 betrug.
In heutigen Implementierungen ist die Länge der Netz-ID variabel, um Subnetze unterschiedlicher Größe anlegen zu können.
Dadurch kann bei der Vergabe von Adressblöcken die Anzahl der IP-Adressen besser an die tatsächlich benötigte Menge angepasst werden, wodurch weniger „Verschnitt” (ungenutzte IP-Adressen) entsteht.
Dieser Ansatz ist als Classless Inter-Domain Routing (CIDR) in [RFC 1519] spezifiziert.
In jedem Subnetz sind zwei Adressen reserviert: die Netzadresse und die Broadcast-Adresse.
Die Netzadresse ist die IP-Adresse, bei der alle Bits der Host-ID 0 sind. Die Netzadresse ist die Adresse mit dem numerisch kleinsten Wert im Subnetz.
Im Gegensatz dazu sind die Bits der Host-ID in der Broadcast-Adresse alle 1.
Somit ist die Broadcast-Adresse die IP-Adresse mit dem numerisch höchsten Wert im Subnetz.
In jedem Subnetz sind zwei Adressen reserviert: die Netzadresse und die Broadcast- Adresse. Die Netzadresse ist die IP-Adresse, bei der alle Bits der Host-ID 0 sind. Die Netzadresse ist die Adresse mit dem numerisch kleinsten Wert im Subnetz. Im Gegensatz dazu sind die Bits der Host-ID in der Broadcast-Adresse alle 1. Somit ist die Broadcast- Adresse die IP-Adresse mit dem numerisch höchsten Wert im Subnetz.
Die Einträge einer Routing-Tabelle geben anhand von Zieladressen Routing-Entscheidungen vor. Aufgrund der hierarchischen Vergabe von IP-Adressen muss eine Routing-Tabelle nicht einen Eintrag pro IP-Adresse enthalten, sondern einen Eintrag pro Subnetz. So- mit benötigt der Router aus Abbildung 1.2 drei Einträge in seiner Routing-Tabelle, um Nachrichten an alle fünf dargestellten Rechner weiterleiten zu können:
Ein Eintrag besteht aus einem Ziel-Subnetz und der IP-Adresse der Komponente, die das Ziel erreichen kann (next-hop). Da der Router über eine direkte Verbindung in jedes der drei Subnetze verfügt, sind alle next-hop-Einträge auf der rechten Seite der Routing- Tabelle die eigenen IP-Adressen des Routers. Der Router kann in diesem Fall jedes Ziel *direkt*, d.h. ohne Zwischenschritte (engl. hops), erreichen.
Die Rechner in Abbildung 1.2 sind mit genau einem Subnetz direkt verbunden. Sendet einer davon eine Nachricht, muss der Router diese Nachricht zwischen Sender und Empfänger vermitteln. Sollen Nachrichten zwischen 10.0.0.3 und 10.0.1.3 ausgetauscht werden, so benötigen die Rechner (mindestens) Routing-Tabellen wie in Tabelle 1.1.
In manchen Situationen ist es nicht sinnvoll oder möglich für jedes erreichbare Subnetz einen eigenen Eintrag in der Routing-Tabelle anzulegen. Man kann z.B. auf dem Rechner zuhause kaum für jedes über das Internet erreichbare Subnetz einen Eintrag anlegen. Für diesen Fall legt man einen Standard-Eintrag in der Routing-Tabelle an, der genau dann ausgelesen wird, wenn kein anderer Eintrag für eine IP-Adresse gefunden werden kann. Dieser Eintrag wird häufig *default-Route* genannt und enthält als next-hop das *Standard-Gateway* (engl. default gateway). Umgekehrt ist es unter Umständen erwünscht Nachrichten an einen bestimmten Rechner über einen speziellen Pfad zu schicken. Solche Einträge in der Routing-Tabelle, die für genau einen Rechner gelten, heißen *Host-Routen*. Host-Routen können als Subnetz mit genau einer IP-Adresse gesehen werden, also als ein Subnetz mit 32 festen Bits (/32).
#### Wegewahl
Bei der Einteilung von IP-Adressen in Subnetzklassen ist der Algorithmus zur Auswahl einer Route vergleichsweise einfach (vgl. Folien RNVS): die ersten (bis zu vier) Bits einer IP-Adresse bestimmen die Subnetzklasse und damit die Länge der Netz-ID. Die Netz-ID wird ausgelesen und der nächste Zwischenschritt (next hop) in der Routing-Tabelle nachgeschlagen.
Mit der Einführung von CIDR ist der Entscheidungsprozess komplexer geworden. Die beiden wichtigsten Neuerungen diesbezüglich sind, dass Subnetze nicht mehr zu einer bestimmten Klasse gehören und die Länge der Netz-ID variabel ist. Die Folge dieser Veränderungen ist, dass die Länge der Netz-ID nicht mehr an der IP-Adresse selbst abgelesen werden kann, sondern durch die Einträge in der Routing-Tabelle gegeben werden muss. Anstatt einmal die Netz-ID auszulesen und einen passenden Eintrag dafür zu suchen muss nun die variable Länge berücksichtigt werden.
Empfängt ein Router ein IP-Paket, das an die Ziel-IP-Adresse 10.0.0.3 adressiert ist, so liest der Router die Ziel-IP-Adresse aus und durchsucht die Routing-Tabelle nach dem präzisesten zutreffenden Eintrag.
