Router

Ein Router ist eine physische Netzwerkgerät, das eine Verbindung zwischen einem lokalen Netzwerk und dem Internet ermöglicht und herstellt, indem es Informationen an und von paketvermittelten Netzwerken weiterleitet.[1] Es erfüllt diese Funktion durch die Analyse des Headers eines Datenpakets, der die Ziel-IP-Adresse des Pakets enthält.[2] Anhand des Datenpakets ermittelt der Router den effizientesten Weg zur Zieladresse. Einfach ausgedrückt, ein Router leitet Informationen zwischen verbundenen Netzwerken weiter.

Funktionalität

Physikalisch ist ein Router mit dem Modem und anderen Geräten verbunden. Der Router baut ein privates Netzwerk auf, indem er die Internetdaten vom Modem empfängt, das mit einer Verbindung über Kabel, DSL oder andere drahtgebundene Verbindungen von einem Internetdienstanbieter ausgestattet ist. Router haben mehrere Ports, von denen aus Verbindungen zu Geräten hergestellt werden können, um die Internetverbindung zu verteilen. Durch die Vermittlung der Verbindung zwischen den Modems und den Geräten in einem lokalen Netzwerk erleichtert der Router die Kommunikation mit dem Internet und innerhalb des Netzwerks. Der Router stellt Verbindungen auf Netzwerkebene eines Systems zur Verfügung und funktioniert somit auf der dritten Schicht des OSI-Modells.

Dieses Gerät fungiert auch als Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), indem es private IP-Adressen an die im Netzwerk angeschlossenen Geräte verteilt.[3] Heim- oder Bürorouter haben eine private oder lokale Adresse, die aus einem reservierten Bereich von IP-Adressen entnommen wird. Geräte innerhalb des Netzwerks können eine identische private IP-Adresse haben wie die Geräte im Haus eines Nachbarn. Dies ist kein Problem, da die Geräte separat mit verschiedenen Routern mit einer bestimmten öffentlichen IP-Adresse verbunden sind. Eine Private IP-Adresse funktioniert also nur für einen Router, um ein Gerät identifizieren zu können.

Router verlassen sich auf eine Routingtabelle, um festzustellen, wohin ein Datenpaket weitergeleitet werden soll. Routing-Tabellen enthalten Informationen über Ziel, nächsten Hop, Schnittstelle, Metriken und Routen, mit denen das Datenpaket über Kommunikationsleitungen und zu seinem Ziel geleitet werden kann.[4]

  1. Ziel - Datenpakete enthalten einen Header, der die IP-Adresse des Endziels trägt. Diese Information ist wichtig, da sie angibt, wohin ein Paket geliefert werden soll.
  2. Nächster Hop - Basierend auf der Ziel-IP-Adresse im Header des Datenpakets bezieht sich der nächste Hop darauf, wohin die Daten weitergeleitet werden sollen, um das Ziel zu erreichen.
  3. Schnittstelle - Dies bezieht sich auf die Art der Netzwerkschnittstelle, die beim Senden des Datenpakets an sein nächstes Ziel implementiert werden sollte.
  4. Metrisch - Dies bezieht sich auf die Effizienz der möglichen Wege für das Datenpaket. Diese wird berechnet, um das Datenpaket der effizientesten und kostengünstigsten Leitung zuzuordnen.
  5. Routen - Dies bezieht sich auf die Linien, über die Daten bis zur Zieladresse weitergeleitet werden können.

Es gibt 2 Methoden, mit denen Routingtabellen gepflegt und in Ordnung gehalten werden. Dies kann entweder dynamisch oder statisch erfolgen. Die statische Methode beinhaltet die manuelle Pflege der Routingtabellen. Andererseits tauschen dynamische Router automatisch Informationen mit Geräten über verschiedene Routing-Protokolle aus. Basierend auf diesen Informationen werden die Routingtabellen automatisch aktualisiert. Dynamisches Routing wird auch als adaptives Routing bezeichnet. Die verschiedenen Routing-Protokolle, die dynamische Router anwenden, umfassen die folgenden:[5]

  • Border Gateway Protocol (BGP) - Dieses Protokoll basiert auf Edge-Routern. Routinginformationen werden zwischen Edge-Routern zwischen Netzwerken ausgetauscht, um die Kosteneffizienz der verfügbaren Routen für Datenpakete zu aktualisieren.[6] Durch die Weiterleitung der Daten an autonome Systeme ist jeder Router in der Lage, seine Routingtabelle zu aktualisieren.
  • Enhance Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) - Dies ist eine verbesserte Variante des IGRP. Es basiert im Grunde auf einer ständigen Kommunikation zwischen benachbarten Routern, da jeder Router eine Kopie der benachbarten Routingtabellen enthält.
  • Exterior Gateway Protocol (EGP) - Dies bezieht sich auf eine Reihe von Standards und Richtlinien für den Datenaustausch über benachbarte Router innerhalb autonomer Netzwerke. Oftmals wird es von Internet-Routern verwendet, um Routingtabellen zu aktualisieren.[7]
  • Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) - Dieses besteht aus 2 Haupt-IGRP-Protokollen, die in der Industrie häufig verwendet werden:[8]
  • Open Shortest Path First (OSPF) - Dieses Protokoll zielt darauf ab, den Verkehr und die Datenübertragung innerhalb eines großen autonomen Netzwerks zu bewegen. Änderungen oder neue Daten in der Routingtabelle werden automatisch an andere OSPF-Netzwerkrouter verteilt.[9] Mit diesem System ist es einfach, den effizientesten Weg für die Datenübertragung zu finden.
  • Routing Information Protocol (RIP) - Eine weitere Art von IGP ist der RIP. Ein Router verteilt seine Routingtabellendaten in 30-Sekunden-Intervallen an benachbarte Router.[10] Dadurch werden die Routingtabellen automatisch gepflegt und auf dem neuesten Stand gehalten.

Typen

Alle Router erfüllen die Grundfunktion des Empfangens und Sendens von Daten zwischen dem Internet und den an ein Netzwerk angeschlossenen lokalen Geräten. Es gibt jedoch verschiedene Arten von Routern, die je nachdem, wie sie sich mit den Geräten verbinden oder wie sie in einem Netzwerk funktionieren, existieren. Insbesondere sind die Arten von Routern gemeinhin verfügbar:[11]

Brouter

Ein B-Router wird auch als Bridge-Router bezeichnet. Es ist ein Netzwerkgerät, das sowohl als Bridge als auch als Router fungiert. Sowohl eine Bridge als auch ein Router verbinden Netzwerke, jedoch beinhaltet die Netzwerküberbrückung die Verbindung von zwei separaten Netzwerken, damit sie als ein einziges kohäsives Netzwerk funktionieren können. Ein Router hingegen stellt eine Verbindung zur Verfügung, die beide Netzwerke weiterhin als einzelne private Netzwerke hält.

Kern-Router

Ein Kernrouter stellt eine Netzwerkverbindung her und ermöglicht die Datenübertragung innerhalb des privaten Netzwerks. Core-Router funktionieren innerhalb des Kerns oder innerhalb des Netzwerks und können außerhalb keine Daten senden oder empfangen. Die Datenverteilung ist auf das Netzwerk beschränkt, da ein solcher Router keinen Informationsaustausch mit anderen Systemen durchführen kann.

Edge Router

Ein Edge-Router ist für die Übertragung von Leitungsdaten zwischen mehreren Netzwerken zuständig. Im Gegensatz zum Kernrouter erleichtert der Edge-Router nicht den Austausch von Datenpaketen innerhalb eines privaten Netzwerks, sondern verwaltet die Datenübertragung zu anderen separaten Netzwerksystemen.

Virtueller Router

Im Allgemeinen besteht ein virtueller Router aus Software, die es einem Gerät ermöglicht, als Standard-Router zu fungieren. Es ist in der Lage, mit der Verwendung eines Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) zu funktionieren.

Drahtloser Router

Ein drahtloser Router behält weiterhin eine drahtgebundene Verbindung zum Modem, wo er Internetdatensignale empfängt. Es ist jedoch keine kabelgebundene Verbindung vom Router zu den Geräten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, erforderlich. Ein drahtloser Router verwendet Antennen, die Funk- oder Infrarotwellen aussenden, die die Datenpakete tragen. Das häufigste Beispiel für einen drahtlosen Router sind die Heim-Wi-Fi-Router, die in Büros und Privathäusern weit verbreitet sind.

Kabelgebundener Router

Kabelgebundene Router haben mindestens 2 Kabelverbindungen. Erstens, die Verbindung vom Modem zum Router selbst. Hier empfängt oder sendet der Router Datenpakete zum und vom Modem, das wiederum auch mit einem ISP verbunden ist. Eine weitere Verbindung besteht zu den Geräten, die im Netzwerk verbunden sind. Mehrere Geräte können sich mit einem Router verbinden, abhängig von der Anzahl der verfügbaren Ports.

Historie

Der Einsatz von Routern lässt sich bis ins Jahr 1969 zurückverfolgen, als das Advanced Research Projects Agency Network vom US-Verteidigungsministerium gegründet wurde. Dieses als ARPANET bekannte Netzwerk nutzte Interface Message Processors (IMP), die ein leitungsvermittelndes Datenübertragungsverfahren verwendeten, um das erste Datenpaketnetzwerk zu betreiben.[12] Erst 1974 wurde der erste Standard-Router entwickelt. Weitere Innovationen zur Entwicklung von 3 PDP-11-basierten Routern im Jahr 1976 halfen bei der Entwicklung einer Prototyp-Version des Internets, die wir heute kennen. Von da an wurden bis in die 1980er Jahre oft Mini-Computer eingesetzt, um als Router in einem Netzwerk zu fungieren.

Allgemeines Problem

Ein häufiger Verwirrungspunkt liegt in der Unterscheidung zwischen Modems und Routern. In einem normalen Heim-Setup sind beide Geräte, die helfen, Ihren Computer mit dem Internet zu verbinden. Sie haben jedoch jeweils ihre eigenen spezifischen Funktionen. Ein Router ist eine Vorrichtung, die es anderen Geräten, wie beispielsweise einem Computer, Smartphone oder Tablett, ermöglicht, sich mit dem gleichen Netzwerk zu verbinden. [13] Wenn ein Gerät mit einem Router verbunden ist, gehört es nun zu einem privaten Netzwerk. Ein Modem unterscheidet sich von einem Router, da es nicht die Verbindungen innerhalb des Netzwerks herstellt, sondern das Netzwerk mit dem ISP verbindet. Das Modem ist für den Zugang zum Internet verantwortlich, während ein Router diesen Zugang an die angeschlossenen Geräte verteilt.[14]

In letzter Zeit haben ISPs hybride Modem-Router-Geräte entwickelt, die beide Funktionen erfüllen. Durch die Kombination von 2 Geräten mit kooperativen Funktionen zu einem einzigen Gerät wurde der Einrichtungsprozess vereinfacht.


  1. https://www.lifewire.com/what-is-a-router-2618162 ↩︎

  2. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/router ↩︎

  3. https://www.lifewire.com/what-is-dhcp-2625848 ↩︎

  4. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/routing-table ↩︎

  5. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/adaptive-routing ↩︎

  6. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/BGP-Border-Gateway-Protocol ↩︎

  7. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/EIGRP ↩︎

  8. https://searchsecurity.techtarget.com/definition/IGP ↩︎

  9. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/Routing-Information-Protocol ↩︎

  10. https://www.computerhope.com/jargon/r/router.htm ↩︎

  11. https://itstillworks.com/different-types-routers-8594987.html ↩︎

  12. https://www.techopedia.com/definition/2277/router ↩︎

  13. https://pc.net/helpcenter/answers/difference_between_router_and_modem ↩︎

  14. https://www.howtogeek.com/234233/whats-the-difference-between-a-modem-and-a-router/ ↩︎