Router

Ein Router ist eine Netzwerkkomponente, die mehrere Rechnernetze koppelt; das bedeutet, bei ihm eintreffende Netzwerk-Pakete eines Protokolls werden auf Basis von Layer-3-Informationen analysiert und zum vorgesehenen Zielnetz (auch Ziel-Subnetze) weitergeleitet oder geroutet. Im Deutschen wird ein Router hin und wieder auch als „Wegewähler“ bezeichnet. Der Begriff konnte sich allerdings nicht durchsetzen.

Klassische Router arbeiten auf Schicht 3 (der Netzwerkebene / Network-Layer) des OSI-Referenzmodells. Ein Router besitzt für jedes an ihn angeschlossene Netz eine Schnittstelle (auch Interface genannt). Beim Eintreffen von Daten muss ein Router den richtigen Weg zum Ziel und damit die passende Schnittstelle bestimmen, über welche die Daten weiterzuleiten sind. Dazu bedient er sich einer lokal vorhandenen Routingtabelle, die angibt, über welchen Anschluss des Routers (bzw. welche Zwischenstation) welches Netz erreichbar ist. Üblicherweise ist ein Eintrag in der Routingtabelle die Default-Route (auch Standard-Gateway); diese Route wird für alle Ziele benutzt, die über keinen besser passenden Eintrag in der Routingtabelle verfügen.

Professionelle Router beherrschen mittlerweile auch ein sogenanntes Policy Based Routing; dabei wird die Routingentscheidung nicht nur auf Basis des gewünschten Ziel-Netzes getroffen (Layer-3), sondern auch der gewünschte Dienst berücksichtigt. Beispielsweise kann hierdurch die Default-Route für Web (HTTP) eine andere sein als die Default-Route für Mail (SMTP).

Für nicht routbare Protokolle muss ein Router mit einer Bridge-Funktion verwendet werden, auch BRouter genannt. Am Router endet sowohl die Kollisions- als auch Broadcastdomäne. Will man trotzdem Broadcast-basierte Dienste wie DHCP benutzen, muss ein sogenannter Relay Agent konfiguriert werden. Dieser sorgt dann dafür, dass Broadcasts auch über den Router hinweg ausgebreitet werden.

Außerdem sind Ein- und Mehrprotokoll-Router (auch Multiprotokoll-Router) zu unterscheiden. Einprotokoll-Router können nur in homogenen Umgebungen eingesetzt werden. Solche Geräte sind nur in der Lage, z. B. IP zu routen. Heute dominieren TCP/IP-Router, da alle anderen Netzwerk-Protokolle nur noch eine untergeordnete Bedeutung haben und, falls sie doch zum Einsatz kommen, oft auch gekapselt werden können (NetBios, IPX). Früher hatten Mehrprotokoll-Router in größeren Umgebungen eine wesentliche Bedeutung; damals kam es eindeutig darauf an, dass mehrere Protokoll-Stacks unterstützt wurden. Ausnahmen sind auch heute Weitverkehrs- und ATM-Netze.

Wichtig ist hierbei auch die Unterscheidung zwischen gerouteten Protokollen (z. B. IP oder IPX) und Routing-Protokollen. Routing-Protokolle dienen der Verwaltung des Routing-Vorgangs und der Kommunikation zwischen den Routern, die z. B. ihre Routing-Tabellen austauschen (z. B. RIP oder OSPF). Geroutete Protokolle hingegen sind für die Routenauswahl und den Datenversand zuständig.

Router arbeiten medienunabhängig, aber protokollabhängig – bei einer Bridge ist dies genau umgekehrt.

* Medienunabhängig bedeutet, dass die Schnittstellen eines Routers Teil unterschiedlicher Netze (wie Token Ring, Ethernet, WLAN – aber auch ISDN oder ATM) sein können. Ein Router kann jedoch auch über nur eine einzige Schnittstelle verfügen und vermittelt dann das Protokoll zwischen unterschiedlichen logischen Netzwerken auf demselben physikalischen Medium (auch router on a stick genannt).
* Die Protokollabhängigkeit eines Routers ergibt sich daraus, dass ein Router nur ihm bekannte Protokolle der Schicht 3 des OSI-Referenzmodells weiterleiten kann. Ein Router, der mehrere Protokolle weiterleiten kann (z. B. IP und IPX), wird auch Multi-Protocol-Router genannt.

Gateways werden im allgemeinen Sprachgebrauch oftmals mit Routern gleichgesetzt, obwohl Router nur auf der dritten Schicht (Vermittlungsschicht) des OSI-Referenzmodells arbeiten. Gateway hingegen ist ein viel allgemeinerer Überbegriff und kann jegliche Art von Verbindung zur Außenwelt bezeichnen. Ein Gateway kann auf fast allen Schichten (2–7) implementiert werden, z. B. als Proxy oder als Bridge. In einigen Betriebssystemen wird die IP-Adresse des Routers, welche z. B. in Routingtabellen als default Route eingetragen wird, allerdings auch als Gateway bezeichnet

Die Hochgeschwindigkeitsrouter im Internet (oder bei großen Unternehmen) sind heute hochgradig auf das Weiterleiten von Paketen optimierte Geräte mit vielen Gigabit Datendurchsatz pro Sekunde, die in Hardware routen können, d. h. die benötigte Rechenleistung wird zu einem beträchtlichen Teil durch spezielle Netzwerkinterfaces dezentral erbracht, ein zentraler Prozessor (falls überhaupt vorhanden) wird hierdurch nicht oder nur sehr wenig belastet. Die einzelnen Ports oder Interfaces können unabhängig voneinander Daten empfangen und senden. Sie sind entweder über einen internen Hochgeschwindigkeitsbus (Backplane) oder kreuzweise miteinander verbunden (Matrix). In der Regel sind solche Geräte für den Dauerbetrieb ausgelegt (Verfügbarkeit von 99,999 % oder höher) und besitzen redundante Hardware (Netzteile usw.), um Ausfälle zu vermeiden. Auch ist es üblich, alle Teilkomponenten im laufenden Betrieb austauschen oder erweitern zu können (hot plug). In den frühen Tagen der Rechnervernetzung war es dagegen üblich, handelsübliche Workstations als Router zu benutzen, bei denen das Routing per Software implementiert war.

Neben Hardwaregeräten kann man auch UNIX-Workstations, -Server und auch PCs als Router einsetzen. Alle unixbasierten Systeme beherrschen Routing von Haus aus, PCs kann man mit entsprechenden Programmen zum Router machen (z. B. Fli4l, das Ein-Disketten-ISDN/DSL-Router ist; Smoothwall und IPCop, die auf Linux basieren oder auch m0n0wall auf BSD-Basis). Das freie Betriebssystem OpenBSD (eine UNIX-Variante) bietet neben den eingebauten, grundlegenden Routingfunktionen auch mehrere erweiterte Routingdienste, wie unter anderem OpenBGPD und OpenOSPFD, die auch in kommerziellen Produkten zu finden sind. Ähnliche Erweiterungen sind aber auch für die kommerziellen UNIXe sowie für Linux verfügbar. Microsoft Windows bietet in allen NT-basierten Workstation- und Server-Varianten (NT, 2000, XP, 2003 etc.) ebenfalls Routing-Dienste.

Software-Router auf PC- oder Workstationbasis haben oft den entscheidenden Nachteil, das sie einen relativ hohen Stromverbrauch haben. Bereits nach einem Jahr können die Stromkosten höher sein als der Preis für ein kleines Kompaktgerät.

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