Router (ruter, trasownik):

to urządzenie sieciowe, które określa następny punkt sieciowy, do którego należy skierować pakiet danych (np. datagram IP). Proces ten nazywa się routingiem (rutingiem) bądź trasowaniem. Routing odbywa się w warstwie trzeciej modelu OSI.. Używany jest przede wszystkim do łączenia ze sobą sieci WAN, MAN i LAN. Najczęściej jest kojarzony z protokolem IP, choć procesowi trasowania można poddać datagramy dowolnego protokołu routowalnego np. protokołu IXP w sieciach obsługiwanych przez NetWare (sieciNovell).

Pierwotne routery z lat sześćdziesiątych były komputerami ogólnego przeznaczenia. Chociaż w roli routerów można używać zwykłych komputerów, nowoczesne szybkie routery to wysoce wyspecjalizowane urządzenia, w których interfejsy sieciowe są połączone bardzo szybką magistralą wewnętrzną. Zazwyczaj mają wbudowane dodatkowe elementy (takie jak pamięć podręczna czy układy wyręczające procesor w pakowaniu i odpakowywaniu ramek warstwy drugiej) w celu przyspieszenia typowych czynności, takich jak przekazywanie pakietów. W celu zwiększenia pewności działania wprowadzono również inne zmiany, takie jak zasilanie z baterii oraz pamięć trwała - zamiast magnetycznej. Nowoczesne routery zaczynają więc przypominać centrale telefoniczne, a obie te technologie coraz bardziej się upodabniają i najprawdopodobniej wkrótce się połączą.

Aby mógł zajść routing, router musi być podłączony przynajmniej do dwóch podsieci (które można określić w ramach jednej sieci komputerowej).

Szczególnym przypadkiem routera jest przełącznik warstwy trzeciej, czyli urządzenie z jednym interfejsem sieciowym, które routuje pomiędzy dwoma lub większą ilością sieci wydzielonych logicznie na tym pojedynczym interfejsie. Dla sieci Ethernet są to VLAN-y (wirtualne sieci lokalne), dla sieci ATM czy Frame Relsy kanały PVC/SVC (Permanent Virtual Circuit/Switched Virtual Circuit, stałe bądź komutowane kanały wirtualne).

Router tworzy i utrzymuje tablicę routingu, która przechowuje ścieżki do konkretnych obszarów sieci i metryki związane z tymi ścieżkami. Aby router mógł trasować pakiety i wybierać optymalne marszruty niezbędna jest mu wiedza na temat otaczających go urządzeń (m.in. innych routerów i przełaczników). Wiedza ta może być dostarczona w sposób statyczny przez administratora i nosi wówczas nazwę trasy lub router może ją pozyskać dynamicznie od innych urządzeń warstwy trzeciej - trasy takie nazywane są dynamicznymi. Do wyznaczania i obsługi tras dynamicznych router wykorzystuje protokoły routingu.

Protokoły routingu wykonują dwie proste rzeczy:

• mówią światu, kim są sąsiedzi

• mówią sąsiadom, jak wygląda świat

Protokoły routingu używane są do wymiany informacji o trasach pomiędzy sieciami komputerowymi. Pozwala to na dynamiczną budowę tablic routingu. Tradycyjne trasowanie jest bardzo proste, bo polega na wykorzystaniu tylko informacji o następnym "przeskoku" (ang. hop). W tym przypadku router tylko kieruje pakiet do następnego routera, bez uwzględnienia na przykład zbyt wielkiego obciążenia czy awarii na dalszej części trasy. Mimo że dynamiczny routing jest bardzo skomplikowany, to właśnie dzięki niemu Internet jest tak elastyczny i rozwinął się o ponad 8 rzędów wielkości w ciągu ostatnich 30 lat.

Protokoły routingu:

*** RIP (ang. Routing Information Protocol), czyli Protokół Informowania o Trasach, jest bardzo często mylony, chociażby z powodu wielu jego wersji (często służących do czegoś innego). Oparty jest na zestawie algorytmów wektorowych, służących do obliczania najlepszej trasy do celu. Używany jest w Internecie w sieciach korzystających z protokołu IP (zarówno wersji 4 jak i 6). Dzisiejszy otwarty standard protokołu RIP, czasami nazywany IP RIP, jest opisany w dokumentach RFC 1058 i STD 56. Z powodu znacznego rozrostu sieci IETF rozpoczęło pracę nad protokołem RIP 2. Cechy protokołu RIP to:

• Jest to protokół routingu działający na podstawie wektora odległości;

• Do utworzenia metryki złożonej stosuje się jedynie liczbę przeskoków;

• Aktualizacje routingu są rozgłaszane domyślnie co 30 sekund;

• RIP wysyła informacje o trasach w stałych odstępach czasowych oraz po każdej zmianie topologii sieci;

• Pomimo wieku, oraz istnienia bardziej zaawansowanych protokołów wymiany informacji o trasach, RIP jest ciągle w użyciu. Jest szeroko używany, dobrze opisany i łatwy w konfiguracji;

• Wadami protokołu RIP są wolny czas konwergencji (długi czas osiągania zbieżności), niemożliwość skalowania powyżej 15 skoków a także wybór mało optymalnych ścieżek.

• Uaktualnienia protokołu RIP przenoszone są przez UDP na porcie 520.

*** IGRA (ang. Interior Gateway Routing Protocol), czyli protokół routingu bramy wewnętrznej, jest jednym z protokołów sieciowych kontrolujących przepływ pakietów wewnątrz tzw. systemu autonomicznego (ang. AS - Autonomous System) - części sieci zarządzanej przez jedną organizację. Cechy tego protokołu to:

• Działa na podstawie algorytmu wektora odległości.

• Decyzje co do ścieżki, na którą skierować pakiet są podejmowane przez router wykorzystujący IGRP na podstawie metryki złożonej wyliczonej z szerokości pasma, obciążenia, opóźnienia i niezawodności.

• Aktualizacje routingu są rozgłaszane domyślnie co 90 sekund.

• IGRP jest protokołem "własnościowym", opracowanym przez jedną z największych firm sieciowych Cisco.

*** EIGRP - protokół Cisco Systems typu balanced hybrid przeznaczony do routingu wewnątrz systemu autonomicznego (IGP). Jest to protokół distance - vector z pewnymi cechami protokołów typu link - state, jak np. utrzymywanie relacji sąsiedzkich z przyległymi routerami (ang. adjacent routers) i utrzymywanie tablicy topologii. Do przeliczania tras używa maszyny DUAL FSM (Diffused Update Algorithm Finite State Machine). Używany w sieciach o wielkości nieprzekraczającej 50 routerów. Używa płaskiej struktury sieci z podziałem na systemy autonomiczne. Do transportu pakietów wykorzystuje protokół RTP (Reliable Transport Protocol). Używa złożonej metryki. Od protokołów typu link - state odróżnia go fragmentaryczna wiedza o strukturze sieci (jedynie połączenia do sąsiadów), a co za tym idzie nie wykorzystuje algorytmu Dijkstry Shortest Path First do przeliczania tras. Chętnie wykorzystywany ze względu na łatwą konfigurację, obsługę VLSM i krótki czas konwergencji.

*** OSPF (ang. Open Shortest Path First) - w wolnym tłumaczeniu: "otwórz/wybierz na początku najkrótszą ścieżkę"; jest protokołem routingu typu stanu łączy (ang. Link State). Opisany jest w dokumentach RFC 2328. Jest zalecanym protokołem wśród protokołów niezależnych (np. RIP). W przeciwieństwie do protokołu RIP, OSPF charakteryzuje się dobrą skalowością, wyborem optymalnych ścieżek i brakiem ograniczenia skoków powyżej 15. Przeznaczony jest dla sieci posiadających do 50 routerów w obszarze. Cechami protokołu OSPF są: routing wielościeżkowy, routing najmniejszym kosztem i równoważne obciążenia. Jest protokołem wewnętrznej bramy - IGP.

Routery korzystające z tego protokołu porozumiewają się ze sobą za pomocą pięciu komunikatów:

• Hello,

• database descriptions - opis przechowywanych baz danych,

• requests link - state - żądanie informacji na temat stanów połączeń,

• updates link - state - aktualizacja stanów połączeń,

• acknowledgments links-state - potwierdzenia stanów połączeń.

Protokół OSPF używa hierarchicznej struktury sieci z podziałem na obszary z centralnie umieszczonym obszarem zerowym (ang. area 0), który pośredniczy w wymianie tras między wszystkimi obszarami w domenie OSPF.

OSPF jest protokołem typu link - state jedynie wewnątrz obszaru. Oznacza to, że w ramach pojedynczego obszaru wszystkie routery znają całą jego topologię i wymieniają się między sobą informacjami o stanie łącz, a każdy z nich przelicza trasy samodzielnie (algorytm Dijkstry). Między obszarami OSPF działa jak protokół typu distance - vector, co oznacza, że routery brzegowe obszarów wymieniają się między sobą gotowymi trasami. Istnienie obszaru zerowego umożliwia trasowanie pakietów pomiędzy obszarami bez powstawania pętli.

*** IS-IS (ang. Intermediate system to intermediate system) jest protokołem routingu typu stan łącza opartym na otwartych standardach. Opisany jest w dokumentach RFC. IS-IS jest protokołem wewnętrznej bramy - IGP.

*** Border Gateway Protocol - protokół routingu typu path - vector działający między systemami autonomicznymi. Dzisiejszy otwarty standard protokołu BGP jest opisany w dokumentach RFC 1771 i 1772. Zadaniem BGP jest wymiana informacji między systemami autonomicznymi. Wyznacza ścieżki pozbawione pętli. Protokół ten nie używa metryk.

Protokół BGP funkcjonuje w oparciu o protokół TCP na porcie 179. Relacje między sąsiadami BGP tworzone są dzięki protokołowi TCP, dlatego nie wymagają istnienia bezpośredniego sąsiedztwa routerów (ang. adjacency).

Istnieje kilkanaście firm produkujące routery. Są to między innymi:

• Linksys

• Cisco Systems

• 3Com

• …

Dystrybucje Linuksa dedykowane dla routerów to:

• Freesco

• NDD

• OpenWRT

Linksys - producent sprzętu sieciowego (głównie dosieli bezprzewodowych). W 2003 roku przejęta przez Cisco Systems. Producent bardzo popularnych routerów seriiWRT54G.

WRT54G jest popularnym routerem produkowanym przez Linksys (obecnie własność Cisco). Urządzenie posiada wbudowany pięcioportowy przełacznik oraz kartę WiFi standardu 802.11g. Router WRT54G jest wstecznie zgodny ze starszym standardem 802.11b. Wprowadzono również unowocześniony model WRT54GS wyposażony m.in. w technologię Speed Boosteri większą ilość RAM, jednak nie dorównuje on popularności WRT54G.

Zastosowanie

Urządzenie umożliwia dzielenie łącza internetowego przez parę komputerów, zarówno przez standardowy kabel ethernetowy jak i łącze bezprzewodowe WiFi. Może być również wykorzystywany jako przełącznik lubAccess Point.

WRT54G może służyć jako firewall dla sieci wewnętrznej, z możliwością przekierowania portów (ang. Port Forwarding) oraz stworzeniem strefy DMZ. Oprócz tego WRT54G dostarcza zaawansowane funkcje zarządzania ruchem sieciowym takie jak QoS. Obsługuje technologie automatycznej konfiguracji sieci UPnP i Port Triggering. Ponadto różne dodatkowe funkcje dostępne są w modyfikacjach oprogramowania, przykładowo regulacja mocy nadajnika, statyczne DHCP, Spanning Tree Protocol czy też lokalny serwer DNS.

Budowa

Schemat wewnętrznej budowy WRT54G

WRT54G występuje w kilku wersjach, różniących się nieznacznie pod względem wyglądu zewnętrznego. Wszystkie modele oparte zostały na układzie firmy Broadcom dostarczającemu łącze Wi-Fi oraz 5 portowym przełączniku. Porty przełącznika domyślnie przypisane są do dwóch VLAN-ów, z których jeden udostępnia łącze internetowe (tzw. Port WAN). Pozostałe porty są przeznaczone do podłączenia urządzeń należących do sieci LAN. WRT54G zawiera 2 anteny połączone z urządzeniem typowym konektorem TNC o odwróconej polaryzacji.

Pierwsze routery zawierały procesor MIPS taktowany 125 MHz, 16 MB RAM oraz 4 MB pamięci flash przeznaczonej na oprogramowanie firmware. W późniejszych modelach wprowadzono procesor taktowany 200 MHz. W modelu WRT54GS dodatkowo podwojono wielkość RAM i flash oraz wprowadzono Speed Booster, zwiększającym prędkość średnio o 30% przy współpracy z kompatybilnymi urządzeniami.

---