Router
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Ein Router ist ein Gerät, welches verschiedene Netze zusammenschaltet. Ankommende Datenpakete werden dabei analysiert und entweder geblockt oder weitergeleitet. Die Analyse geschieht in der Regel anhand der Ziel-Adresse. Datenpakete gelangen so entweder in das über den Router erreichbare Zielnetz (Subnetz) oder werden an einen anderen Router geleitet der sich um die weitere Verarbeitung kümmert.
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Arbeitsweise
Ein Router besitzt immer unterschiedliche Schnittstellen (auch Interfaces genannt), mindestens zwei. Über die Schnittstellen sind die unterschiedlichen Netzwerke erreichbar, z.B. Schnittstelle A das Internet, Schnittstelle B das eigene Heim-Netz. Schnittstellen können auch virtuell sein, z.B. eine Tunnel-Schnittstelle o.ä.
Routing-Tabelle und Default-Route
Kommen Datenpakete an, muß der Router entscheiden was er mit diesen Datenpaketen macht. Er kann sie entweder blocken oder (im Regelfall) weiterleiten. Hierzu muß der Router entscheiden, an welche Schnittstelle er das jeweilige Datenpaket weiterleitet. Hierzu dient die Routing-Tabelle, in welcher alle Zielnetze Schnittstellen zugeordnet sind.
Des weiteren gibt es auch immer eine Standard-Route (Default-Route), welche angibt was geschehen soll wenn ein Datenpaket auf keine Schnittstelle direkt passt. Die Standard-Route zeigt üblicherweise auf einen anderen "höhergestellten" Router der mehr und bessere Informationen hat.
Die Routing-Tabelle ist sortiert nach Relevanz, d.h. zuerst kommen spezifische Einträge und erst dann die weniger spezifischen. Die Default-Route steht ganz am Ende und wird so benutzt, wenn keine "besseren" Routen vorhanden sind.
Policy-Based Routing
Normalerweise werden Datenpakete anhand der Zieladresse analysiert und weitergeleitet. Einige Router können Datenpakete jedoch auch anhand anderer Kriterien (Regeln, engl. = Policy) wie z.B. der Quelladresse, Qualitätsanforderungen oder weiteren Parametern routen. Dadurch können Pakete die von einem Webserver (Port 80) kommen beispielsweise einen anderen Weg nehmen wie Pakete die VoIP-Daten transportieren. Mehr zu PDR finden sie im Lexicon unter PBR (Policy Based Routing).
OSI-Schichten und geroutete Protokolle
Router arbeiten auf der OSI-Referenzmodell Schicht 3 (Netzwerkebene / Network Layer). Dies bedeutet, dass Router nur für das Routing überhaupt geeignete Datenpakete und Protokolle verarbeiten können. Dazu gehören z.B. IP (IPv4 und IPv6) und IPX/SPX. Andere Protokolle wie z.B. NetBIOS (kommt von MS-DOS / -Windows) können vom Protokoll her bereits nicht geroutet werden. Datenpakete aus solchen Protokollen müssen auf OSI-Schicht 2 durch Switches oder Bridges verarbeitet werden. Viele Router können auch in einen solchen Bridge-Modus geschaltet werden.
Router können außerdem nach Protokollen unterschieden werden. Einprotokoll-Router können wie der Name bereits signalisiert nur ein einziges Protokoll (z.B. IPv4). Multiprotokoll-Router können mehrere. In der Praxis spielt heute allerdings oft nur noch IP eine Rolle, so dass heute IP-Router dominieren. Früher hatten Multiprotokoll-Router eine deutlich höhere Relevanz, findet man heute überwiegend nur noch im Weitverkehrs-Netzen (z.B. ATM).
Routing-Protokolle
Um Routing-Vorgänge und sonstige Abstimmungen zwischen mehreren Routern zu koordinieren, gibt es Routing-Protokolle. Routing-Protokolle können z.B. Routing-Tabellen zwischen Routern untereinander austauschen (z.B. BGP, RIP, OSPF und andere). Wichtig ist hier die Differenzierung wichtig zwischen gerouteten Protokollen (z.B. IP, IPX,...) und den Routing-Protokollen (z.B. BGP, RIP, OSPF,...).
Router-Typen
Backbone-Router und Hardware-Router
Im Internet-Backbone sowie größeren Unternehmen kommen heute sehr leistungsfähige Router (auch Carrier-Class-Router genannt) zum Einsatz. Diese Geräte sind stark optimiert für die Weiterleitung von Paketen mit mehreren Gigabit-Durchsatz pro Sekunde. Die Routing-Funktionalität wird dabei direkt in der Hardware der Schnittstellen-Karten durch spezielle Prozessoren abgebildet.Ein zentraler Prozessor wird dadurch kaum noch belastet und koordiniert die Schnittstellenkarten nur noch, da die Schnittstellenkarten unabhängig voneinander Daten empfangen und senden können. Verbunden sind alle Schnittstellen und die Zentraleinheit über ein internes Bus-System (engl. auch Backplane genannt) welches für extrem hohe Geschwindigkeiten ausgelegt ist.
Router für Internet-Backbones sind für sehr hohe Verfügbarkeiten ausgelegt und erreichen oft über 99,999% Uptime. Üblich ist es deshalb auch, dass viele Komponenten doppelt oder mehrfach vorhanden sind (z.B. Netzteile) und / oder im laufenden Betrieb ausgetauscht werden können (Hotplug-able).
Switches mit Layer 3-Funktionen
Einige Switches im High-End-Bereich verfügen heute ebenfalls über Layer 3-Funktionen und können so einige Standard-Aufgaben im Routing übernehmen, wofür früher dedizierte Router nötig waren. Die Grenzen zwischen Routern und Switches verschwimmen heute immer mehr.
Software-Router
Man kann aus jedem handelsüblichen PC mit der richtigen Software auch einen Router bauen. Einige Betriebssysteme wie Linux verfügen von Haus aus über Routing-Funktionen, für andere Betriebsysteme gibt es Erweiterungen. Durch Software-Router kann eine extrem hohe Flexibilität erreicht werden, z.B. indem diese mit anderen Softwarelösungen wie Virenscanner, Firewall u.a. kombiniert werden. Ein Nachteil von Software-Routern ist jedoch der deutlich höhere Strom-Verbrauch im Vergleich zu Kompaktgeräten und Hardware-Routern.
DSL-Router und WLAN-Router
Auf dem Markt sind Geräte verfügbar, welche ursprünglich eigentlich verschiedene Geräte in einem Gerät kombinieren und so den Nutzern günstigere Preise und kompaktere Geräte bescheren. DSL-Router kombinieren z.B. ein DSL-Modem, einen Switch und einen Router zu einem Gerät. Als WLAN-Router bezeichnet man eine Kombination aus WLAN-Access-Point und Router.
Teilweise werden die kombinierten Geräte routing-technisch oder durch die angebotenen Webinterfaces / GUIs allerdings auch wieder stark eingeschränkt und dadurch auf bestimmte Standard-Szenarien wie z.B. dem Internetzugang im Privatbereich zurückgeführt. Zum Teil werden auch Geräte als Router vermarktet, die laut Definition eigentlich schon kein Router mehr sind.