Netzwerk & WAN
Multihoming
Multihoming bezeichnet die gleichzeitige Anbindung an mehrere Provider oder Leitungen, damit der Standort bei einem Leitungsausfall erreichbar bleibt.
- Ausfallsicherheit über mehrere Uplinks
- Failover oder aktiv/aktiv
- Anbieterunabhängig mit BGP
- Mit BGP (PI) oder per SD-WAN
- IPv4 knapp, IPv6 als /48
Multihoming bedeutet, einen Standort gleichzeitig über mehrere Leitungen oder Provider anzubinden, damit er bei einem Ausfall erreichbar bleibt. Ziel sind Redundanz, Lastverteilung und Unabhängigkeit von einem einzelnen Anbieter.
Der entscheidende Punkt: Eine zweite Leitung allein reicht nicht. Ohne das passende Routing bricht bei einem Ausfall der eingehende Verkehr ab, auch wenn ausgehend noch alles läuft. Dieser Artikel erklärt die Ansätze (mit und ohne BGP), wie man eingehenden und ausgehenden Verkehr steuert, die Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6 und die typischen Stolperfallen von asymmetrischem Routing bis zu Provider-Filtern.
1. Was Multihoming leistet, und was nicht
Ein single-homed Standort hängt an einer Anbindung; fällt sie aus, ist er offline. Multihoming verteilt das Risiko auf mehrere Wege. Dabei sind zwei Richtungen zu unterscheiden: ausgehender Verkehr lässt sich fast immer auf einen verbliebenen Uplink umlenken; eingehender Verkehr folgt dagegen den im Internet bekannten Routen und bricht bei einem Ausfall ab, solange die öffentliche Erreichbarkeit nicht selbst redundant aufgebaut ist.
Echtes Multihoming heißt: Auch die eingehende Erreichbarkeit überlebt einen Ausfall. Genau das unterscheidet eine durchdachte Lösung von zwei nebeneinander gesteckten Leitungen.
2. Zwei Ansätze: mit BGP oder ohne
Wie gut eingehendes Failover gelingt, hängt am gewählten Ansatz:
| Ansatz | Eignung und Grenze |
|---|---|
| BGP mit eigenem AS und PI-Adressen | volle Provider-Unabhängigkeit, nahtloses Inbound- und Outbound-Failover; setzt ASN, eigene Präfixe und BGP-Know-how voraus |
| Mehrere Leitungen zu einem Provider | schnelle physische Redundanz ohne globale Routing-Last, aber kein Schutz gegen den Ausfall des gesamten Providers |
| Ohne BGP: SD-WAN / Policy-Routing / NAT | kein ASN/PI nötig, geringer Aufwand; eingehendes Failover aber nicht nahtlos, Sessions über den ausgefallenen Uplink brechen ab |
3. BGP-Multihoming: AS, Präfixe und Steuerung
Der saubere Weg zu echtem Multihoming führt über BGP: Mit einer eigenen AS-Nummer und eigenen, provider-unabhängigen Präfixen kündigt der Standort seine Erreichbarkeit über mehrere Provider an und bleibt bei einem Ausfall erreichbar, ohne umnummerieren zu müssen. Wichtig: Im globalen Internet werden nur Präfixe bis /24 (IPv4) bzw. /48 (IPv6) akzeptiert, spezifischere Ankündigungen filtern die Provider weg.
Den ausgehenden Verkehr steuert man wirksam über LOCAL_PREF. Den eingehenden nur indirekt: über AS_PATH-Prepending (Pfad künstlich verlängern) oder, gezielter, über Provider-Communities, die im Provider-Netz die Präferenz setzen. Mehr als ein paar Prepends bringen nichts und vergrößern nur die Angriffsfläche.
4. Ohne BGP: SD-WAN und Policy-Routing
Ohne eigene Präfixe und BGP lässt sich ausgehender Verkehr über Policy-Based-Routing, NAT oder eine SD-WAN-Plattform auf mehrere Uplinks verteilen, inklusive Health-Checks und automatischem Umschalten. Das ist günstig und schnell umgesetzt.
Die Grenze liegt beim eingehenden Verkehr: Da die öffentlichen Adressen vom jeweiligen Provider stammen, lässt sich eingehende Erreichbarkeit nicht ohne Bruch auf den anderen Uplink verschieben. Für reine Outbound-Szenarien (Internetzugang der Mitarbeitenden, Cloud-Nutzung) reicht das gut; für öffentlich erreichbare Dienste mit hoher Verfügbarkeit braucht es BGP.
5. IPv4 und IPv6
Bei IPv4 vergeben die Registries keine neuen provider-unabhängigen Blöcke mehr; benötigte /24-Präfixe müssen über den Markt gekauft oder geleast werden. Bei IPv6 ist ein PI-/48 über einen Sponsoring-LIR weiterhin erhältlich. Für eine eigene ASN verlangen die Registries eine technische Begründung; klassisch ist das Multihoming, bei RIPE NCC ist diese Pflicht aber im Wandel.
Für IPv6 gibt es zusätzlich BGP-freie Ansätze (etwa nach RFC 8678 mit provider-zugewiesenen Adressen und quellabhängigem Routing). Sie vermeiden eigene Präfixe, können aber bestehende Verbindungen bei einem Uplink-Ausfall nicht erhalten und sind im Betrieb anspruchsvoll.
6. Failover, aktiv/aktiv und Konvergenz
Multihoming kann als reines Failover (ein Uplink aktiv, der andere als Reserve) oder aktiv/aktiv (beide tragen Last) ausgelegt sein. Mit BGP plus BFD sinkt die Umschaltzeit auf unter eine Sekunde; ohne BFD dauert die Erkennung über die BGP-Timer deutlich länger.
Wer feingranular ausgehend steuern will, kann die volle BGP-Tabelle beziehen (rund eine Million IPv4-Präfixe, entsprechend Hardware-Anforderungen) oder pragmatisch mit einer Default-Route plus einigen wichtigen Präfixen arbeiten. Letzteres genügt für die meisten Standorte.
7. Typische Stolperfallen
- Asymmetrisches Routing Verkehr geht über Uplink A raus und über B zurück. Stateful Firewalls und NAT verwerfen das, weil ihnen der Verbindungszustand fehlt. Lösung: Pfad pro Verbindung festhalten oder Firewall-Zustand synchronisieren.
- BCP38 / uRPF beim Provider Pakete mit einer Quelladresse aus dem Block von Provider A über die Leitung von Provider B können verworfen werden. Bei provider-zugewiesenen Adressen sorgfältig planen.
- Provider-Filter /24 bzw. /48 spezifischere Präfixe propagieren nicht global; den aggregierten Block immer parallel ankündigen.
- Fehlende physische Pfaddiversität zwei Provider, die im selben Kabelweg oder Gebäudeeintritt liegen, fallen gemeinsam aus. Getrennte Trassen vertraglich sichern.
8. Stärken und Grenzen
| Stärken | Grenzen |
|---|---|
| Erreichbarkeit übersteht den Ausfall einer Leitung oder eines Providers | Echtes (eingehendes) Failover braucht BGP, eigenes AS und Präfixe |
| Mit BGP volle Anbieterunabhängigkeit, kein Umnummerieren bei Wechsel | IPv4-PI-Adressen sind knapp und nur noch über den Markt zu bekommen |
| Lastverteilung über mehrere Uplinks möglich | Asymmetrisches Routing kollidiert mit Stateful Firewalls |
| Ohne BGP per SD-WAN günstig für reine Outbound-Szenarien | SD-WAN/NAT liefert kein nahtloses Inbound-Failover |
| Mit BFD Umschaltzeiten unter einer Sekunde | Mehr Betriebs- und Planungsaufwand als eine Einzelanbindung |
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