Was ein Router tatsächlich macht

Switches verbinden Geräte innerhalb eines Netzwerks. Um jedoch ein anderes Netzwerk zu erreichen – etwa eine Website im Internet –, benötigen Sie einen Router. Die Aufgabe eines Routers besteht darin, Datenverkehr zwischen getrennten Netzwerken weiterzuleiten und für jedes Ziel den besten Pfad auszuwählen. Router verbinden die Netzwerke der Welt zum Internet. In dieser Lektion erfahren Sie, was ein Router tatsächlich macht und wie er sich von einem Switch unterscheidet.

Ein Router arbeitet auf der Netzwerkschicht (Schicht 3 des OSI-Modells), auf der Daten mit IP-Adressen (Internet-Protocol-Adressen) adressiert werden. Während ein Switch MAC-Adressen verwendet, um Frames innerhalb eines LANs weiterzuleiten, verwendet ein Router IP-Adressen, um Pakete zwischen Netzwerken weiterzuleiten. Deshalb ist ein Router ein Gerät der Schicht 3 und ein Switch ein Gerät der Schicht 2.

Jede Router-Schnittstelle ist mit einem anderen Netzwerk oder Subnetz verbunden. Ein Heimrouter verfügt beispielsweise über eine Schnittstelle zu Ihrem internen Heimnetzwerk und eine weitere zum Internet über Ihren Internetdienstanbieter. Der Router befindet sich an der Grenze zwischen den Netzwerken und entscheidet, wie Datenverkehr vom einen zum anderen weitergeleitet wird. Dabei übersetzt er zwischen den getrennten Adressräumen.

Wenn ein Paket eintrifft, liest der Router seine Ziel-IP-Adresse und konsultiert seine Routing-Tabelle – eine Liste bekannter Netzwerke und des jeweils besten nächsten Schritts. Anschließend leitet er das Paket über die passende Schnittstelle an sein Ziel weiter. Wenn keine spezifische Route passt, verwendet der Router eine Standardroute, um das Paket weiterzuleiten, normalerweise in Richtung Internet.

Die Routing-Tabelle ist die Landkarte des Routers. Jeder Eintrag verknüpft ein Zielnetzwerk mit dem nächsten Hop (dem nächsten Router oder der nächsten Schnittstelle, an den bzw. die der Datenverkehr gesendet werden muss), über den es erreichbar ist. Router erstellen diese Tabellen aus direkt verbundenen Netzwerken, manuell eingetragenen statischen Routen und Routen, die automatisch über dynamische Routingprotokolle gelernt werden – Themen, die Sie im Routing-Kurs behandeln werden.

Für Geräte in einem LAN erscheint der Router als Standard-Gateway – als die Adresse, an die sie Datenverkehr senden, wenn sich das Ziel außerhalb ihres eigenen Subnetzes befindet. Wenn Ihr Computer eine entfernte Website erreichen möchte, übergibt er das Paket an sein Standard-Gateway (den Router), der es anschließend in Richtung Internet weiterleitet. Ohne ein Standard-Gateway kann ein Gerät keine anderen Netzwerke erreichen.

Ein wichtiges Verhalten: Router leiten Broadcasts nicht weiter zwischen Netzwerken. Dadurch begrenzt jede Router-Schnittstelle eine Broadcast-Domäne und trägt dazu bei, Broadcast-Datenverkehr auf ein Netzwerk zu beschränken. Indem Router Broadcasts an der Grenze stoppen, verhindern sie, dass sich Broadcast-Stürme über das gesamte Internet ausbreiten, und halten den lokalen Datenverkehr jedes Netzwerks lokal.

Halten Sie die beiden Geräte klar auseinander:

• Switch — Schicht 2, verwendet MAC-Adressen und bewegt Frames innerhalb eines Netzwerks.
• Router — Schicht 3, verwendet IP-Adressen und bewegt Pakete zwischen Netzwerken.

Ein Switch baut das lokale Netzwerk auf; ein Router verbindet lokale Netzwerke miteinander und mit dem Internet. Viele Geräte für den Heimgebrauch vereinen beide Funktionen in einem Gehäuse.

Router tun oft mehr als nur routen. Router für Heimnetzwerke und kleine Büros führen außerdem NAT (Network Address Translation) durch, damit mehrere private Geräte eine öffentliche IP-Adresse gemeinsam nutzen können, betreiben einen DHCP-Server zur Vergabe von Adressen und bieten grundlegende Firewall-Funktionen. Diese zusätzlichen Aufgaben erklären, warum ein einzelnes „Router“-Gerät für zu Hause in Wirklichkeit mehrere Netzwerkfunktionen zur praktischen Nutzung vereint.

Die Grenze zwischen Switches und Routern kann verschwimmen. Ein Layer-3-Switch ist ein schneller Switch, der zusätzlich das Routing zwischen VLANs hardwarebasiert durchführt und damit die Geschwindigkeit eines Switches mit der Fähigkeit eines Routers verbindet, Datenverkehr zwischen Netzwerken weiterzuleiten. Große Netzwerke verwenden Layer-3-Switches intern, um schnell zwischen vielen VLANs zu routen, während ein herkömmlicher Router den Standort weiterhin mit dem Internet verbindet. Betrachten Sie den Layer-3-Switch als Hybridgerät.

Ohne Router wären Netzwerke isolierte Inseln, die einander nicht erreichen könnten. Router machen das Internet möglich, indem sie unzählige Netzwerke miteinander verbinden und Pfade durch sie hindurch finden. Für die Prüfung sollten Sie sich diese Fakten merken: Ein Router ist ein Gerät der Schicht 3, das IP-Adressen verwendet, um Pakete anhand einer Routing-Tabelle zwischen Netzwerken weiterzuleiten. Er fungiert als Standard-Gateway und stoppt Broadcasts an Netzwerkgrenzen.

Testen Sie Ihr Wissen über Router.

Sie haben gelernt, dass ein Router ein Gerät der Schicht 3 ist, das Pakete mithilfe von IP-Adressen zwischen getrennten Netzwerken weiterleitet. Er liest die Ziel-IP-Adresse jedes Pakets, konsultiert seine Routing-Tabelle für den besten nächsten Hop und leitet das Paket entsprechend weiter. Wenn keine spezifische Route vorhanden ist, verwendet er eine Standardroute. Für Geräte im LAN ist er das Standard-Gateway. Router leiten Broadcasts nicht weiter und begrenzen dadurch Broadcast-Domänen. Häufig übernehmen sie zusätzlich NAT-, DHCP- und Firewall-Aufgaben und machen das Internet möglich, indem sie Netzwerke miteinander verbinden.