Im heutigen digitalen Zeitalter sind Computernetzwerke als Grundlage für die Kommunikation und den Datenaustausch von großer Bedeutung. Router, Server und VLAN sind die Hauptkomponenten, die dafür sorgen, dass das Netzwerk ordnungsgemäß und effizient funktioniert.
In diesem Artikel erklärt Bardimin die Funktionen, Einstellungen und Funktionsweise dieser Netzwerkgeräte im Detail, um Anfängern und Profis gleichermaßen ein gründliches Verständnis zu vermitteln.
Was ist ein Router und seine Funktionen?
Ein Router ist ein unverzichtbares Werkzeug in einem Netzwerk, das verschiedene Netzwerke verbindet. Hier werden wir einige wichtige Dinge über Router behandeln, einschließlich ihrer Definition, Hauptfunktionen und des Routing-Algorithmus.
Definition des Routers
Ein Router ist ein Gerät, das im OSI-Modell auf der Netzwerkschicht und im TCP/IP-Modell auf der Internetschicht betrieben wird . Seine Hauptaufgabe besteht darin, Datenpakete zwischen Netzwerken zu übertragen, indem der beste Pfad basierend auf den Informationen im Paketheader bestimmt wird.
Mit anderen Worten, der Router dient als Verbindung, die sicherstellt, dass die Daten auf dem effizientesten Weg an ihr Ziel gelangen.
Hauptfunktionen des Routers
Die Hauptfunktion eines Routers besteht darin, Datenpakete basierend auf den Informationen im Header zu senden. Der Router analysiert die Zieladresse im Paket und verwendet die Routing-Tabelle, um die Richtung der Paketzustellung zu bestimmen.
Bei diesem Prozess wird der beste Pfad zum Senden von Daten von der Quelle zum Ziel ausgewählt, was für die Aufrechterhaltung der Netzwerkeffizienz und -geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist.
Routing-Algorithmus
Routing-Algorithmen sind ein wichtiger Bestandteil der Datenbereitstellung. Dieser Algorithmus wählt den besten Pfad basierend auf mehreren Metriken aus, wie zum Beispiel:
- Hop Count: Zählt die Anzahl der Router, die das Paket durchläuft.
- Delay: Misst die Zeit, die benötigt wird, um ein Paket von der Quelle zum Zielort zu senden.
- Bandwidth: Bewerten Sie die Kapazität der für die Datenbereitstellung verfügbaren Links.
- Load: Achten Sie auf die Verkehrsdichte auf jeder Spur.
Anhand dieser Metriken können Routing-Algorithmen den optimalen Pfad für jedes Datenpaket ermitteln und so sicherstellen, dass das Netzwerk effizient und effektiv funktioniert.
Router verbinden nicht nur lokale Netzwerke, sondern spielen auch eine Rolle bei der gesamten Verwaltung des Internetverkehrs, was sie zu einem der wichtigsten Geräte in der modernen Netzwerkinfrastruktur macht.
Routing-Metriken: Grundlagen der Pfadbestimmung
Routing-Metriken sind Variablen, die verwendet werden, um den besten Pfad bei der Datenbereitstellung zu bestimmen. Diese Metrik ist für den Routing-Prozess von entscheidender Bedeutung, da sie den Routing-Algorithmen hilft, den effizientesten Pfad auf der Grundlage einer Vielzahl von Faktoren auszuwählen. Im Folgenden finden Sie eine Erläuterung einiger häufig verwendeter Routing-Metriken:
Delay
Delay ist die Zeit, die ein Router benötigt, um Datenpakete zu verarbeiten, in die Warteschlange zu stellen und an eine bestimmte Schnittstelle zu übermitteln. Diese Metrik umfasst die gesamte Zeit, die in jeder Phase der Paketverarbeitung verbracht wurde. Der Pfad mit dem geringsten Verzögerungswert gilt als der beste Weg, da er bei der Datenübertragung schneller ist.
Hop Count
Hop count ist die Anzahl der Hops, die ein Datenpaket durch ein Netzwerkgerät, z. B. einen Router, durchläuft. Diese Metrik misst, wie viele Geräte ein Paket durchlaufen muss, bevor es sein Ziel erreicht. Wenn das Routing-Protokoll die Hop-Anzahl als primäre Metrik berücksichtigt, wird der Pfad mit der geringsten Anzahl von Hops als bester Pfad ausgewählt.
Bandwidth
Bandwidth ist die Kapazität eines Pfads zur Datenübertragung, die in der Regel in Bits pro Sekunde (bps) ausgedrückt wird. Diese Metrik gibt an, wie viele Daten in einem bestimmten Zeitraum über einen Link übertragen werden können. Leitungen mit höherer Bandbreite werden bevorzugt, da sie mehr Daten auf einmal verarbeiten können und so die Übertragungseffizienz verbessern.
Reliability
Reliability bezieht sich auf die Zuverlässigkeit einer dynamisch gemessenen Leitung. Einige Links können anfälliger für Beschädigungen sein als andere. Systemadministratoren weisen in der Regel jedem Pfad numerische Zuverlässigkeitswerte zu, und es werden zuverlässigere Pfade im Vergleich zu weniger zuverlässigen Pfaden ausgewählt.
Load
Load zeigt an, wie überlastet der Netzwerkverkehr zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Sie kann anhand der Anzahl der in einer bestimmten Zeit verarbeiteten Pakete oder der Nutzung von Ressourcen wie CPU und Speicher gemessen werden. Leichtere Lastpfade gelten als besser für die Datenübertragung, da sie das Risiko von Überlastungen verringern und die Übertragungsgeschwindigkeit erhöhen.
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Arten des Routings in Netzwerken
Routing in einem Computernetzwerk ist der Prozess des Sendens von Datenpaketen von einem Netzwerk zu einem anderen über einen vorgegebenen Pfad. Die Art des Routings wirkt sich darauf aus, wie der Router Datenpakete sendet, und jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile. Hier sind einige der am häufigsten verwendeten Arten des Routings:
Static Routing
Statisches Routing ist eine Methode, bei der Routen manuell von Netzwerkadministratoren definiert und festgelegt werden. Bei dieser Methode muss jede Route manuell zur Routing-Tabelle hinzugefügt werden, damit der Router Pakete an ein vordefiniertes Ziel senden kann.
Überschuss:
- Geringe CPU-Auslastung: Die CPU-Auslastung des Routers wird nicht zusätzlich belastet, was ihn für Geräte mit begrenzten Ressourcen effizienter macht.
- Höhere Sicherheit: Nur Administratoren haben die volle Kontrolle über die erlaubten Routen und erhöhen so die Netzwerksicherheit.
- Keine Bandbreitennutzung zwischen Routern: Statisches Routing erfordert keine ständige Kommunikation zwischen Routern, um die Routing-Tabelle zu aktualisieren.
Mangel:
- Komplexität in großen Netzwerken: Das manuelle Hinzufügen von Routen für große Netzwerke kann sehr ermüdend und fehleranfällig sein.
- Administratorfähigkeiten: Administratoren müssen über fundierte Kenntnisse der Netzwerktopologie verfügen, um Routen effektiv verwalten zu können.