Netzwerk-Router
Ein Netzwerk-Router ist ein physisches oder virtuelles Gerät, das Informationen zwischen zwei oder mehreren paketvermittelten Computernetzen weiterleitet. Ein Netzwerk-Router prüft die Ziel-IP-Adresse (Internet Protocol Address) ) eines bestimmten Datenpakets, berechnet den besten Weg zum Ziel und leitet es dann entsprechend weiter.
Ein Netzwerk-Router ist eine gängige Art von Gateway. Er wird dort eingesetzt, wo zwei oder mehr Netzwerke an einem Punkt zusammentreffen. Hunderte von Routern können ein einzelnes Paket auf seinem Weg von einem Netzwerk zum nächsten zu seinem endgültigen Ziel weiterleiten. Im OSI-Modell (Open Systems Interconnection) werden Router der Netzwerkschicht (Layer 3) zugeordnet.
Herkömmliche Netzwerk-Router sind eigenständige Geräte, die proprietäre Software verwenden. Im Gegensatz dazu ist ein virtueller Router eine Softwareinstanz, die die gleichen Funktionen wie ein physischer Router ausführt. Virtuelle Router laufen in der Regel auf handelsüblichen Servern, entweder allein oder im Verbund mit anderen virtuellen Netzwerkfunktionen wie Firewall-Paketfilterung, Lastausgleich und WAN-Optimierungsfunktionen.
Andere Netzwerkgeräte, wie drahtlose Zugangspunkte (Access Point) und Switches, können integrierte Router-Funktionen enthalten.
So funktioniert ein Netzwerk-Router
Ein Netzwerk-Router prüft die IP-Zieladresse eines Paket-Headers und vergleicht sie mit einer Routing-Tabelle, um die beste Weiterleitung des Pakets zu ermitteln. In den Routing-Tabellen sind die Richtungen für die Weiterleitung von Daten an bestimmte Netzwerkziele aufgeführt, manchmal im Zusammenhang mit anderen Variablen wie den Kosten. Sie stellen einen algorithmischen Satz von Regeln dar, die den besten Weg zur Weiterleitung des Datenverkehrs an eine bestimmte IP-Adresse berechnen.
In einer Routing-Tabelle ist häufig eine Standardroute angegeben, die der Netzwerk-Router immer dann verwendet, wenn er keine bessere Weiterleitungsoption für ein bestimmtes Paket findet. Ein typischer Router für ein Heimbüro leitet beispielsweise den gesamten ausgehenden Datenverkehr über eine einzige Standardroute zu seinem Internetdienstanbieter (ISP).
Routing-Tabellen können statisch, also manuell konfiguriert, oder dynamisch sein. Dynamische Router aktualisieren ihre Routing-Tabellen automatisch auf der Grundlage von Netzwerkaktivitäten und tauschen Informationen mit anderen Geräten über Routing-Protokolle aus.
Viele Router führen auch Network Address Translation (NAT) durch, das heißt, sie schirmen die privaten IP-Adressen eines lokalen Netzwerks (LAN) ab, indem sie den gesamten ausgehenden Verkehr mit einer einzigen gemeinsamen öffentlichen IP-Adresse umadressieren. NAT trägt dazu bei, sowohl global gültige IP-Adressen zu erhalten als auch die Netzwerksicherheit zu verbessern.
Typen von Netzwerk-Routern
Core-Router, die von Internetdienstanbietern (ISPs) verwendet werden, sind die schnellsten und leistungsstärksten. Sie sitzen im Zentrum des Internets und leiten Informationen über das Haupt-Glasfaser-Backbone weiter. Unternehmensrouter verbinden die Netzwerke großer Organisationen mit diesen Core-Routern.
Ein Edge Router, auch Access Router genannt, ist ein Gerät mit geringerer Kapazität, das am Rande eines LANs steht und dieses mit dem öffentlichen Internet oder einem privaten WAN und/oder einem externen LAN (Local Area Network) verbindet. Router für Privatanwender und kleine Büros werden als Subscriber Edge Router bezeichnet.
Zweigstellen-Router (Branch Router) verbinden die Außenstellen eines Unternehmens mit dem WAN und sind mit den Edge-Routern des primären Campusnetzes verbunden. Zweigstellen-Router bieten oft zusätzliche Funktionen wie Time-division Multiplexing (TDM), WLAN-Verwaltungsfunktionen und WAN-Anwendungsbeschleunigung.
Ein logischer Router ist eine konfigurierte Partition eines herkömmlichen Netzwerkhardware- oder physischen Routers. Er repliziert die Funktionalität der Hardware und schafft mehrere Routing-Domänen innerhalb eines einzigen Routers. Logische Router führen eine Teilmenge der Aufgaben aus, die von einem physischen Router erledigt werden können, und jeder kann mehrere Routing-Instanzen und Routing-Tabellen enthalten.
Ein drahtloser Router (Wireless Router) funktioniert auf die gleiche Weise wie der Router in einem festverdrahteten lokalen Netzwerk (LAN) zu Hause oder im Unternehmen. Er ermöglicht aber eine größere Mobilität für Notebooks und andere tragbare Geräte.
Router-Protokolle
Routing-Protokolle legen fest, wie ein Router andere Router im Netz identifiziert, alle möglichen Ziele im Auge behält und dynamische Entscheidungen darüber trifft, wohin jede Netzwerknachricht zu senden ist. Zu den beliebten Protokollen gehören:
- Open Shortest Path First (OSPF) wird verwendet, um den besten Weg für Pakete zu finden, während sie eine Reihe von verbundenen Netzwerken durchlaufen. OSPF wird von der Internet Engineering Task Force (IETF) als eines von mehreren Interior Gateway Protocols (IGP) bezeichnet
- Border Gateway Protocol (BGP) verwaltet die Weiterleitung von Paketen über das Internet durch den Austausch von Informationen zwischen Edge-Routern. BGP bietet Netzwerkstabilität, die garantiert, dass Router sich schnell anpassen können, um Pakete über eine andere Verbindung zu senden, wenn ein Internetpfad ausfällt.
- Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) bestimmt, wie Routing-Informationen zwischen Gateways innerhalb eines autonomen Netzwerks auszutauschen sind. Die Routing-Informationen können dann von anderen Netzwerkprotokollen verwendet werden, um festzulegen, wie Übertragungen weitergeleitet werden sollen.
- Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) hat sich aus IGRP entwickelt. Wenn ein Router in einer dieser Tabellen keine Route zu einem Ziel finden kann, fragt er seine Nachbarn nach einer Route ab, und diese wiederum befragen ihre Nachbarn, bis eine Route gefunden wird. Wenn sich ein Routing-Tabelleneintrag in einem der Router ändert, benachrichtigt er seine Nachbarn über die Änderung, anstatt die gesamte Tabelle zu senden.
- Exterior Gateway Protocol (EGP) legt fest, wie Routing-Informationen zwischen zwei benachbarten Gateway-Hosts, die jeweils über einen eigenen Router verfügen, ausgetauscht werden. EGP wird üblicherweise zwischen Hosts im Internet zum Austausch von Routing-Tabelleninformationen verwendet.
- Routing Information Protocol (RIP) ist das ursprüngliche Protokoll, das festlegt, wie Router Informationen austauschen, wenn sie den Datenverkehr zwischen einer Gruppe lokaler Netzwerke übertragen. Die größte Anzahl von Hops, die für RIP zulässig ist, beträgt 15, was die Größe der Netzwerke begrenzt, die RIP unterstützen kann.
