Als zentrales Element der Internetkonnektivität ist ein Router ein Gerät, das mehreren Geräten die Verbindung zum Internet ermöglicht und die Weiterleitung von Datenpaketen an ihre jeweiligen Zieladressen übernimmt. Mithilfe dynamischer Routingtechniken untersucht ein Router die Daten und wählt für den Informationsfluss zwischen den verschiedenen verfügbaren Wegen die effektivste Route aus.
Was genau macht ein Router?
Die Hauptfunktion eines Routers ist die Weiterleitung (oder Routing) von Datenpaketen zwischen Netzwerken. In Netzwerken sind Datenpakete die grundlegenden Informationseinheiten, die über das Internet übertragen werden. Jedes Datenpaket enthält eine Quell-IP-Adresse und eine Ziel-IP-Adresse. Die Aufgabe eines Routers besteht darin, ein IP-Paket effizient und ohne Hindernisse von der Quellstation zur Zielstation zu routen.
Router verfügen außerdem über verschiedene weitere Funktionen, darunter:
- Vereinfachte Verwaltung: Aufgrund der begrenzten Anzahl verfügbarer IP-Adressen verwenden Router Network Address Translation (NAT), wodurch mehrere Geräte eine einzige öffentliche IP-Adresse gemeinsam nutzen können. NAT verbessert außerdem die Netzwerksicherheit und vereinfacht die Netzwerkverwaltung.
- Paketfilterung: Router überwachen mithilfe von Filtertechniken ein- und ausgehende Pakete auf verdächtigen Datenverkehr. Anhand von Filtern wie Portnummern, IP-Adressen und Nachrichten des Internet Control Message Protocol (ICMP) entscheiden sie, ob Pakete zugelassen oder blockiert werden.
- Dynamisches Routing: Beim dynamischen Routing passen sich Router an Veränderungen in Netzwerken an und wählen anhand der Echtzeitbedingungen den besten Weg. Erkennt ein Router einen Ausfall in einem Netzwerkabschnitt, konsultiert er seine Routingtabelle und leitet den Datenverkehr über einen alternativen Weg um.
- Klassifizierung des Datenverkehrs: Mithilfe von Quality of Service (QoS) priorisieren Router den Datenverkehr, der bevorzugt behandelt werden soll.
Wie funktionieren Router?
Wenn ein Router ein Datenpaket empfängt, liest er dessen IP-Header, um zu verstehen, wohin es gesendet werden soll. Zunächst prüft er seine Routingtabelle mit den Angaben zu den Wegen zu verschiedenen Netzwerkzielen. Diese Routingtabellen verwenden Algorithmen, die dabei helfen, den besten Weg zu diesem Ziel auszuwählen.
Anschließend sendet der Router die Pakete an den nächsten Knoten, bis sie ihr Ziel erreichen, und ermöglicht so eine reibungslose Datenübertragung.
Komponenten eines Netzwerkrouters
Ein Netzwerkrouter besteht aus internen und externen Komponenten. Zu den internen Komponenten gehören:
- CPU: Router verfügen über CPUs, die effizient die optimale Route für Pakete bestimmen und diese zugleich verfolgen können.
- Speicher: Ein Router verwendet verschiedene Speichertypen wie RAM, Read Only Memory (ROM), Flash-Speicher und nichtflüchtigen RAM (NVRAM).
- RAM: RAM ist der Hauptspeicher in Routern, speichert Daten jedoch nur vorübergehend. Wird der Router ausgeschaltet, werden alle Daten gelöscht.
- Flash-Speicher: Flash-Speicher ist eine Art nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern des Betriebssystems eines Routers dient. Die im Flash-Speicher gespeicherten Inhalte bleiben auch beim Herunterfahren des Routers erhalten.
- NVRAM: NVRAM ist eine Art nichtflüchtiger RAM, der Daten auch nach dem Ausschalten eines Routers speichern kann.
- Schnittstellen/Ports: Router unterstützen mehrere Schnittstellen bzw. Ports wie Ethernet und Serial, um verschiedene Kabel anzuschließen. Bei Ethernet unterstützt der Router FastEthernet und GigabitEthernet, während Serial HDLC, PPP und Frame Relay unterstützt.
Zu den externen Komponenten eines Routers gehören:
- WAN-Port: Der WAN-Port stellt die Verbindung zum Wide Area Network oder zum Internet her.
- LAN-Port: Der LAN-Port verbindet sich mit dem lokalen Netzwerk, wodurch die Kommunikation zwischen verbundenen Geräten ermöglicht wird.
Die wichtigsten Routertypen
Früher waren Router im Wesentlichen gleich: Hardware, die Geräten die Kommunikation untereinander über ein Netzwerk ermöglichte. Heute können Router jedoch viele verschiedene Formen annehmen. Hier sind einige der häufigsten Typen:
- Kabelgebundener Router: Der ursprüngliche Routertyp verwendet physische Ethernet-Kabel, um Daten über Netzwerke gemeinsam zu nutzen.
- WLAN-Router: WLAN-Router ermöglichen Internetverbindungen über WLAN mithilfe integrierter Access Points. Diese Router werden häufig in Privathaushalten und kleinen Büros eingesetzt und können mehrere Geräte gleichzeitig unterstützen.
- Edge-Router: Ein Edge-Router ist ein spezialisierter kabelgebundener oder kabelloser Router, der sich am Rand eines Netzwerks befindet. Diese Router kommunizieren nicht mit internen Netzwerken, sondern mit externen Netzwerken.
- Virtueller Router: Virtuelle Router sind eine Softwareart, mit der Computer genauso effizient wie physische Router arbeiten können. Sie funktionieren ähnlich wie physische Router, indem sie Datenpakete weiterleiten, und lassen sich bei Bedarf schnell skalieren. Daher sind sie eine ausgezeichnete Option für Unternehmen, die leistungsstarke Netzwerklösungen suchen.
- Core-Router: Core-Router sind eine weitere Form spezialisierter Router, die Daten innerhalb des Netzwerkkerns weiterleiten. Sie eignen sich ideal für große Organisationen und sind für die Verarbeitung hohen Datenverkehrs ausgelegt.
Was sind die häufigsten Routerprobleme?
Router können mit zahlreichen Problemen konfrontiert sein. Im Folgenden finden Sie häufige Routerprobleme und Hinweise zu ihrer Behebung:
Langsames Netzwerk
Es kommt häufig vor, dass Netzwerke langsam sind, wenn mehrere Clients versuchen, eine Verbindung zu einem Router herzustellen, dessen Kapazität möglicherweise nicht für alle ausreicht. In solchen Fällen kann der Router die Internetgeschwindigkeit auf einem oder mehreren verbundenen Geräten reduzieren.
Um ein langsames Netzwerk zu beheben, können Sie den Router vom Strom trennen, 30 Sekunden warten und ihn anschließend wieder anschließen.
Schwaches Signal
Wenn Ihr Router alt ist oder an einem ungeeigneten Ort steht, kann er das WLAN-Signal abschwächen. Auch physische Hindernisse wie große Haushaltsgeräte oder dicke Wände können zu einer geringen Signalstärke führen.
Für ein starkes WLAN-Signal sollten Sie Hindernisse zwischen Ihrem Router und den kabellosen Geräten entfernen. Stellen Sie den Router außerdem auf eine erhöhte Fläche und halten Sie ihn auf dem neuesten Stand. In einem großen Bereich benötigen Sie möglicherweise einen oder mehrere WLAN-Repeater.
Kein Zugriff mehr
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Zugriff auf Ihren Router zu verlieren. Vielleicht haben Sie Ihr Passwort vergessen oder eswurde gehackt.
Unabhängig von der Ursache können Sie das Routerpasswort zurücksetzen, wenn Sie keinen Zugriff mehr haben. Halten Sie dazu die Reset-Taste mindestens 10 Sekunden lang gedrückt.
Routerprotokolle
Router verwenden Routingprotokolle, um Routingtabellen zu erstellen, die Angaben zu den für verschiedene Netzwerke verfügbaren Wegen enthalten. Anhand dieser Informationen kann der Router die optimale Route für jedes Datenpaket bestimmen.
Arten von Routerprotokollen
Es gibt verschiedene Arten von Routerprotokollen. Hier sind einige der häufigsten:
Routing Information Protocol (RIP)
RIP ist eines der ältesten Routingprotokolle und ein Interior-Gateway-Protokoll, das einen Distanzvektoralgorithmus verwendet, um Pakete zu ihrem Ziel zu routen. Beim Distanzvektor-Routing wird der beste Weg für Datenpakete anhand einer einfachen Berechnung ermittelt: Wie viele Router muss das Paket passieren (oder „Hops“ durchführen), um sein Ziel zu erreichen?.
RIP ist jedoch nicht die beste Option für große und komplexe Netzwerke. Der Grund: Das Protokoll ist darauf ausgelegt, nur alle 30 Sekunden Aktualisierungen zu senden – was in den Anfangstagen der Netzwerke ausreichte, moderne Datenverkehrsmengen jedoch nicht bewältigen kann – und unterstützt nur bis zu 15 Hops.
Die neuere Version dieses Protokolls, RIPv2 (und seine IPv6-Erweiterung RIPng), behebt die Schwächen von RIP und bietet zusätzliche Funktionen wie Multicasting, Passwortauthentifizierung, Subnetzmaskierung variabler Länge, Poison Reverse und mehr – die maximale Hop-Anzahl ist jedoch weiterhin auf 15 begrenzt.
Open Shortest Path First (OSPF)
OSPF ist ein Link-State-Routingprotokoll für TCP/IP-Umgebungen. Es berechnet mithilfe von Dijkstras Algorithmus den besten Weg, den die Pakete zu ihrem Ziel nehmen sollen.
Border Gateway Protocol (BGP)
BGP ist ein Gateway-Protokoll, das als Ersatz für EGP entwickelt wurde. Seine Hauptfunktion besteht darin, Datenpakete mithilfe eines Algorithmus zur Auswahl des besten Wegs zwischen autonomen Systemen (AS) zu übertragen. Zu den wichtigsten Funktionen gehören die Unterstützung für Next-Hop, Classless Inter-Domain Routing (CIDR), Transmission Control Protocol (TCP) und eine effiziente Nutzung der Netzwerkbandbreite.
Immediate System-to-Immediate System (IS-IS)
IS-IS ist ein zustands- und klassenloses Protokoll, das den Dijkstra-Algorithmus verwendet, um den optimalen Weg für die Datenübertragung zu ermitteln. Es wird für das Routing in autonomen Systemen eingesetzt.
Router vs. Switch vs. Modem
Obwohl Router, Switches und Modems ähnlich aussehen können, werden sie jeweils unterschiedlich eingesetzt und arbeiten zusammen, um die Internetkonnektivität für Haushalte, Unternehmen und andere Organisationen zu ermöglichen.
| Router | Switch | Modem | |
|---|---|---|---|
| Zweck | Verbindet Geräte mit einem Modem. | Verbindet mehrere Geräte im selben Netzwerk. | Verbindet das Netzwerk mit dem Internetdienstanbieter. |
| Netzwerktyp | LAN, WAN und MAN. | LAN. | WAN. |
| Verkabelung | Kabellose und kabelgebundene Verbindungen. | Nur kabelgebundene Verbindungen. | Kabellose und kabelgebundene Verbindungen. |
| Sicherheit | Verfügen über integrierten Schutz. | Durch MAC-Adressfilterung geschützt. | Nicht sicher, da sie öffentliche IP-Adressen verwenden. |
| OSI-Schicht | Schichten 1–3 (Bitübertragungsschicht, Netzwerkschicht und Sicherungsschicht). | Schicht 2. | Schicht 3. |
| Datenformat | Pakete. | Frames. | Pakete. |
Fazit: Router ermöglichen eine effiziente Netzwerkkommunikation
Ein Router ist buchstäblich ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Netzwerkcomputertechnik – ohne ihn wäre die Konnektivität der meisten Netzwerke unmöglich. Ein guter Router gewährleistet eine schnelle, zuverlässige und sichere Datenübertragung über Netzwerke hinweg.
Netzwerkadministratoren sollten über ein umfassendes Verständnis von Routern verfügen, einschließlich ihrer Typen und Einsatzmöglichkeiten. Dieses Wissen hilft ihnen bei der Entscheidung, welchen Router sie für ihre Organisation auswählen sollten, und bei der Optimierung der Netzwerkleistung.
Lernen Sie die besten WLAN-Lösungen für Unternehmen und Anbieter kennen, um die Effizienz und Betriebszeit im Netzwerk Ihrer Organisation zu maximieren.