Diplomarbeit Skalierbare Hochverfügbarkeitslösungen mit Lastverteilung für E-Commerce Sites Mai 2000
2.2.3 Router
Ein Router ist ein Gerät, um verschiedene Netzsegmente miteinander zu verbinden. Außerdem muß der Router eine Wegewahlentscheidung treffen, wenn es mehrere Wege zur Weiterleitung eines Paketes gibt. Im Gegensatz zu einer Bridge erfolgt die Weiterleitung eines Datenpaketes jedoch nicht anhand der MAC-Adresse, sondern mittels der IP-Adresse. Aus dem Header eines ankommenden IP-Pakets wird die Ziel-IP-Adresse ausgelesen. Wenn der Router direkt mit dem Zielnetz verbunden ist, wird das Paket mittels ARP an das entsprechende Endgerät weitergeleitet. Hat der Router keine direkte Anbindung an das Zielnetz, wird anhand seiner internen Routing-Tabelle bestimmt, an welchen Nachbarrouter das IP-Paket weitergeleitet werden muß. Dabei ist es nicht die Aufgabe des Routers, die Zustellung des IP-Paketes im Hop by Hop-Verfahren bis an dessen Ziel sicherzustellen. Der Router hat lediglich die Aufgabe, das Paket in die Richtung zu senden, die ihm aufgrund seiner Routing-Tabelle am vielversprechendsten scheint. Die Routing-Tabelle wird von einem Routing-Protokoll erstellt; die wichtigsten Protokolle werden in Kap. 2.3 näher erläutert.
Wenn ein Router für ein IP-Paket in der Routing-Tabelle keinen eigenen Eintrag findet, dann leitet er das Paket über die Default Route weiter, sofern diese besteht. Dabei handelt es sich um die Adresse eines Routers, der eventuell über eine vollständigere Routing-Tabelle verfügt. Die Default Route muß einmalig von Hand vorgegeben werden.
Um ein IP-Paket weiterzusenden, ändert der Router die MAC-Quell- und Ziel-Adresse im Paket-Header. Diese Adressänderung ist in Abb. 2.15 dargestellt.
Abbildung 2.15 : Paketweiterleitung durch Router
Eine nützliche Funktion eines Routers ist die Unterteilung eines Netzwerkes in mehrere Broadcast Domains. Ein Gerät kann mittels ARP einen MAC-Broadcast aussenden, um MAC-Adressen der an seinem LAN angeschlossenen Geräte zu erhalten. Da ein MAC-Broadcast auf Schicht 2 ausgesendet wird, verteilt sich der Broadcast auch über Switches hinweg, da diese Broadcasts der Schicht 2 an alle Ports weiterleiten (flooding). Ein Router sendet einen MAC-Broadcast nicht weiter, wodurch die durch einen Router verbundenen Netzsegmente lastmäßig voneinander entkoppelt sind.
Router werden hauptsächlich in WAN-Netzen eingesetzt. Die Router in LAN-Netzen werden seit einiger Zeit mehr und mehr durch Layer3-Switches ersetzt, da ein Layer3-Switch in der Lage ist, einen höheren Durchsatz an Datenpaketen zu erreichen. Eine einzelne Gigabit Ethernet Verbindung kann bis zu einer Million Pakete pro Sekunde (pps) beinhalten. Ein traditioneller software-basierender Router ist nicht in der Lage, diese Last zu verarbeiten.59
Ein Layer3-Switch arbeitet mit hardware-basierendem Routing, wohingegen ein Router seine internen Berechnungen software-basierend trifft. Der Vorteil liegt darin, dass ein Layer3-Switch eine wesentlich geringere Latenzzeit hat als ein Router, da der Prozess der Paketweiterleitung durch Verwendung von ASICs stark beschleunigt wird.
59vgl. [10], S. 59