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| * IP-Pakete an ihre Ziele weiterleiten
| | ; IP-Pakete an ihre Ziele weiterleiten |
| * Router stellen eine Verbindung zwischen zwei oder mehr IP-Netzwerken oder mehr IP-Netzwerken oder Subnetzwerken her | | * Router stellen eine Verbindung zwischen zwei oder mehr IP-Netzwerken oder mehr IP-Netzwerken oder Subnetzwerken her |
| * Arbeitet auf der 3. Schicht im OSI-Modell (Vermittlungsschicht) | | * Arbeitet auf der 3. Schicht im OSI-Modell (Vermittlungsschicht) |
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| * Viele Router übersetzen zudem zwischen [[Private IP-Adresse|privaten]] und öffentlichen IP-Adressen ([[Netzwerkadressübersetzung|Network Address Translation (NAT)]] bzw. [[Port Address Translation|Port Address Translation (PAT)]]) oder bilden [[Firewall]]-Funktionen durch ein Regelwerk ab. | | * Viele Router übersetzen zudem zwischen [[Private IP-Adresse|privaten]] und öffentlichen IP-Adressen ([[Netzwerkadressübersetzung|Network Address Translation (NAT)]] bzw. [[Port Address Translation|Port Address Translation (PAT)]]) oder bilden [[Firewall]]-Funktionen durch ein Regelwerk ab. |
| * Die für die Kopplung von Heimnetzwerken ans Internet ausgelegten Router nennt man auch '''Internetrouter''' | | * Die für die Kopplung von Heimnetzwerken ans Internet ausgelegten Router nennt man auch '''Internetrouter''' |
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| == Arten ==
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| === DSL-Router ===
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| Ein Router, der einen [[PPP over Ethernet|PPPoE-Client]] zur Einwahl in das Internet via [[Digital Subscriber Line|xDSL]] eines [[Internetdienstanbieter|ISPs]] beinhaltet und gegenwärtig Network Address Translation (NAT) in IPv4-Netzen zur Umsetzung einer öffentlichen IPv4-Adresse auf die verschiedenen [[Private IP-Adresse|privaten IPv4-Adressen]] des [[Local Area Network|LANs]] beherrscht, wird als ''DSL-Router'' bezeichnet.
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| * Häufig sind diese DSL-Router als Multifunktionsgeräte mit einem [[Switch (Netzwerktechnik)|Switch]], einem [[Wireless Access Point|WLAN Access Point]], nicht selten mit einer kleinen [[Telefonanlage|TK-Anlage]], einem [[VoIP-Gateway]] oder einem [[DSL-Modem]] (xDSL jeglicher Bauart) ausgestattet.
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| ==== Firewall ====
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| Fast alle [[Digital Subscriber Line|DSL]]-Router sind heute NAT-fähig, mithin in der Lage Netzadressen zu übersetzen.
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| * Weil ein Verbindungsaufbau aus dem Internet auf das Netz hinter dem NAT-Router nicht ohne weiteres möglich ist, wird diese Funktionalität von manchen Herstellern bereits als NAT-[[Firewall]] bezeichnet, obwohl nicht das Schutzniveau eines [[Paketfilter]]s erreicht wird.<ref>Deutschland sicher im Netz e.V.: {{Webarchiv |url=https://www.sicher-im-netz.de/verbraucher/1297_1304.aspx |wayback=20130210030235 |text=''Worauf Sie beim Router-Kauf achten sollten''}}, abgerufen am 26.
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| *August 2015</ref> Die Sperre lässt sich durch die Konfiguration eines [[Port Forwarding]] umgehen, was für manche Virtual Private Network- oder Peer-to-Peer-Verbindungen notwendig ist.
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| * Zusätzlich verfügen die meisten DSL-Router für die Privatnutzung über einen rudimentären Paketfilter, teilweise auch [[Stateful Packet Inspection|stateful]].
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| * Diese Paketfilter kommen bei IPv6 zum Einsatz.
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| * Wegen des Wegfalls von NAT wird Port Forwarding wieder zu einer einfachen Freigabe des Ports.
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| * Als Betriebssystem kommt auf vielen Routern dieser (Konsumer-)Klasse [[Linux]] und als Firewall meist [[iptables]] zum Einsatz.
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| * Einen Content-Filter enthalten solche Produkte zumeist nicht.
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| * Eine wohl sichere Alternative sind freie Firewall-Distributionen auf Basis [[Berkeley Software Distribution#Die Projekte NetBSD, FreeBSD und OpenBSD|wohl sichererer Betriebssysteme]], zum Beispiel [[OPNsense]].
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| === WLAN-Router ===
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| Die Kombination aus Wireless Access Point, Switch und Router wird häufig als WLAN-Router bezeichnet.
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| * Das Routing findet zwischen mindestens zwei Netzen, meist dem Wireless Local Area Network (WLAN) und Wide Area Network (WAN) oder zwischen Local Area Network (LAN) und Wide Area Network (WAN) statt.
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| [[Datei:D-Link DI-524.jpg|mini|WLAN-Router]]
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| Die Kombination aus [[Wireless Access Point]], Switch und Router wird häufig als ''WLAN-Router'' bezeichnet.
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| * Das ist solange korrekt, wie es Ports für den Anschluss mindestens eines zweiten Netzes, meist einen [[Wide Area Network|WAN]]-Port, gibt.
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| * Das Routing findet zwischen den mindestens zwei Netzen, meist dem [[Wireless Local Area Network|WLAN]] und [[Wide Area Network|WAN]] statt (und falls vorhanden zwischen [[Local Area Network|LAN]] und [[Wide Area Network|WAN]]).
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| * Fehlt dieser WAN-Port, handelt es sich lediglich um Marketing-Begriffe, da reine Access Points auf OSI-Ebene 2 arbeiten und somit [[Bridge|Bridges]] und keine Router sind.
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| * Häufig sind WLAN-Router keine vollwertigen Router, da sie oft die gleichen Einschränkungen wie DSL-Router (PPPoE, NAT) haben.
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| * Bei IPv6 entfällt bei diesen Geräten NAT.
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| * Falls noch zusätzlich Tunnelprotokolle wie [[6to4]] verwendet werden, müssen sie auch beherrscht werden.
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| ==== Sicherheit ====
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| Sofern möglich, sollte die derzeit sicherste WPA2-Kryptografiestufe gewählt werden.
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| * Wenn diese vom Router nicht unterstützt wird, kann auf die nächstsicherste WPA+WPA2-Kryptografie zurückgegriffen werden.
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| Da die voreingestellten Standard-Passwörter mithilfe der BruteForce Mehtode recht leicht zu knacken sind, sollte man eigene Router- und WLAN-Passwörter wählen.
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| * Den voreingestellten Netzwerknamen sollte man ebenfalls ändern, da anhand dessen das Router-Modell leichter zu identifizieren ist und mögliche Sicherheitslücken ausgenutzt werden können.
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| Falls ein Router über eine integrierte Firewall verfügt und diese noch nicht aktiv ist, sollte man diese aktivieren.
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| * Da Hacker häufig gezielt nach offenen Ports suchen, um über diese Malware einzuschleusen, sollten nicht benötigte offene Ports geschlossen werden.
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| * Diese Ports können zum Beispiel durch einen Port-Scanner gefunden werden.
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| ==== Schutzmaßnahmen bei DSL- und WLAN-Routern ====
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| Bei entdeckten Programmierfehlern kann ein Router-Hersteller ein neues [[Softwareaktualisierung|Software-Update]] bereitstellen, um nachzubessern bzw. [[Sicherheitslücke]]n zu schließen.
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| * Wird der Router dann nicht auf den neuesten Stand gebracht, gefährdet man die eigene [[Netzwerksicherheit]] zusätzlich.
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| * Daher ist es auch zum Schutz der persönlichen Daten unerlässlich, dass in regelmäßigen Abständen ein Software-Update durchgeführt wird.
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| Weitere Maßnahmen, um Router zu schützen:
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| * nur aktuelle WLAN-Kryptografieen ([[WPA3]] oder [[WPA2]]) verwenden
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| * vom Hersteller vorgegebene Passwörter ändern, nur sichere [[Passwort|Passwörter]] wählen
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| * die [[Service Set#Service Set Identifier|SSID]] umbenennen
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| * Deaktivieren von [[Wi-Fi Protected Setup|WPS]] und der Fernadministration
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| * Deaktivieren von [[Universal Plug and Play|UPnP]]-Funktionen, die beliebiger Software das Öffnen von Netzwerkports ermöglicht
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| * Absichern von Diensten, die per [[Portweiterleitung]] aus dem Internet erreicht werden können
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| * eine leistungsfähige (''dedizierte'') [[Firewall#Stateful Inspection|stateful-Firewall]] wie [[pfSense]] oder [[OPNsense]] (letztere mit [[ASLR]] und [[LibreSSL]]) mit einem reinen [[DSL-Modem]]
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| === Backbone-Router ===
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| Der Backbone Router ist ein Hochgeschwindigkeitsrouter.
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| * Er ist mit einem Datendurchsatz von mehreren Terabit pro Sekunde auf das Weiterleiten von Paketen optimiert.
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| * Sie werden meistens in Rechenzentren oder großen Unternehmen verwendet.
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| * Die benötigte Rechenleistung wird zu einem beträchtlichen Teil durch spezielle Netzwerkinterfaces dezentral erbracht.
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| * Die einzelnen Ports oder Interfaces können unabhängig voneinander Daten empfangen und senden.
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| * Meist sind solche Geräte für den Dauerbetrieb ausgelegt (Verfügbarkeit von annähernd 100%) und besitzen redundante Hardware (Netzteile), um Ausfälle zu vermeiden.
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| [[Datei:ERS-8600.JPG|mini|hochkant|[[Avaya]] ERS-8600]]
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| Die Hochgeschwindigkeitsrouter (auch Carrier-Class-Router) im Internet (oder bei großen Unternehmen) sind heute hochgradig auf das Weiterleiten von Paketen optimierte Geräte, die viele Terabit Datendurchsatz pro Sekunde in Hardware routen können.
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| * Die benötigte Rechenleistung wird zu einem beträchtlichen Teil durch spezielle Netzwerkinterfaces dezentral erbracht, ein zentraler Prozessor (falls überhaupt vorhanden) wird nicht oder nur sehr wenig belastet.
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| * Die einzelnen [[Port (Schnittstelle)|Ports]] oder Interfaces können unabhängig voneinander Daten empfangen und senden.
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| * Sie sind entweder über einen internen Hochgeschwindigkeitsbus ([[Backplane]]) oder kreuzweise miteinander verbunden ([[Koppelfeld|Matrix]]).
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| * Meist sind solche Geräte für den Dauerbetrieb ausgelegt (Verfügbarkeit von 99,999 % oder höher) und besitzen redundante Hardware (Netzteile), um Ausfälle zu vermeiden. Üblich ist es auch, alle Teilkomponenten im laufenden Betrieb austauschen oder erweitern zu können (hot plug).
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| * In den frühen Tagen der Rechnervernetzung war es dagegen üblich, handelsübliche [[Workstation]]s als Router zu benutzen, bei denen das Routing per Software implementiert war.
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| === Border-Router ===
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| Internet Service Provider nutzen Border Router, die vorwiegend das Routing-Protokoll BGP für die Kopplung mit Netzen anderer Provider verwenden.
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| * Mit diesem Routing-Protokoll lässt sich der Austausch von Routen optimal steuern.
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| Ein ''Border-Router'' oder ''Edge-Router'' kommt meistens bei [[Internetdienstanbieter]]n ([[Internet Service Provider]]) zum Einsatz.
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| * Er muss die Netze des Teilnehmers, der ihn betreibt, mit anderen [[Peer (Informatik)|Peers]] (Partner-Routern) verbinden.
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| * Auf diesen Routern läuft überwiegend das [[Routing]]-Protokoll [[Border Gateway Protocol|BGP]].
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| Zur Kommunikation zwischen den Peers kommt meist das Protokoll EBGP (External Border Gateway Protocol) zum Einsatz.
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| * Dieses ermöglicht dem Router den Datentransfer in ein benachbartes [[autonomes System]].
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| Um den eigenen [[Netzwerkverkehr]] zu priorisieren, setzen die Betreiber oft [[Type of Service Routing]] und Methoden zur Überwachung der [[Quality of Service]] (QoS) ein.
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| === High-End-Switches ===
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| Bei manchen Herstellern (beispielsweise bei [[Hewlett Packard Enterprise|Hewlett-Packard]]) finden sich die Hochgeschwindigkeitsrouter (auch Carrier-Class-Router, Backbone-Router oder Hardware-Router) nicht unter einer eigenen Rubrik ''Router''.
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| * Router werden dort gemeinsam mit den besser ausgestatteten Switches (Layer-3-Switch und höher, Enterprise Class) vermarktet.
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| * Das ist insoweit logisch, als Switches ab dem gehobenen Mittelklasse-Bereich praktisch immer die Routingfunktionalität beherrschen.
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| * Technisch sind das Systeme, die, ebenso wie die als Router bezeichneten Geräte, hochgradig auf das Weiterleiten von Paketen (Router: anhand der OSI-Schicht-3-Adresse wie die IP-Adresse, Switch: anhand der OSI-Schicht-2-Adresse, der [[MAC-Adresse]]) optimiert sind und viele Gigabit Datendurchsatz pro Sekunde bieten.
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| * Sie werden per Managementinterface konfiguriert und können wahlweise als Router, Switch und natürlich im Mischbetrieb arbeiten.
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| * In diesem Bereich verschwimmen auch finanziell die Grenzen zwischen beiden Geräteklassen mehr und mehr.
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| === Software-Router ===
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| Anstatt spezieller Routing-Hardware können gewöhnliche PCs und Server als Router eingesetzt werden.
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| * Die Funktionalität wird vom Betriebssystem übernommen und sämtliche Rechenoperation von der CPU ausgeführt.
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| * Der entscheidende Nachteil von Software-Routern auf PC-Basis ist der hohe Stromverbrauch.
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| ; Software-Router
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| Anstatt spezieller Routing-Hardware können gewöhnliche PCs, Laptops, Nettops, [[Unix]]-[[Workstation]]s und -[[Server]] als Router eingesetzt werden.
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| * Die Funktionalität wird vom Betriebssystem übernommen und sämtliche Rechenoperation von der [[CPU]] ausgeführt.
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| * Alle [[POSIX]]-konformen Betriebssysteme beherrschen Routing von Haus aus und selbst [[MS-DOS]] konnte mit der Software [[KA9Q]] von [[Phil Karn]] mit Routing-Funktionalität erweitert werden.
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| [[Microsoft Windows|Windows]] bietet in allen NT-basierten Workstation- und Server-Varianten ([[Windows NT 3.1|NT 3.1]] bis [[Windows 10]] / [[Windows Server 2019|Server 2019]]) ebenfalls Routing-Dienste.
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| * Die Serverversion von Apples Mac OS X enthält Router-Funktionalität.
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| Das freie Betriebssystem [[OpenBSD]] (eine UNIX-Variante) bietet neben den eingebauten, grundlegenden Routingfunktionen mehrere erweiterte Routingdienste, wie [[OpenBGPD]] und [[OpenOSPFD]], die in kommerziellen Produkten zu finden sind.
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| * Der [[Linux (Kernel)|Linux-Kernel]] enthält umfassende Routing-Funktionalität und bietet sehr viele Konfigurationsmöglichkeiten, kommerzielle Produkte sind nichts anderes als Linux mit proprietären Eigenentwicklungen.
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| * Es gibt ganze [[Linux-Distribution]]en, die sich speziell für den Einsatz als Router eignen, beispielsweise [[Smoothwall]], [[IPFire]], [[IPCop]] oder [[Fli4l]].
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| * Einen Spezialfall stellt [[OpenWrt]] dar, diese erlaubt es dem Benutzer eine Firmware zu erstellen, die auf einem [[Eingebettetes System|embedded Gerät]] läuft und sich über SSH und HTTP konfigurieren lässt.
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| Der entscheidende Nachteil von Software-Routern auf PC-Basis ist der hohe Stromverbrauch.
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| * Gerade im [[Small Office, Home Office|SoHo]]-Bereich liegen die Stromkosten innerhalb eines Jahres höher als der Preis für ein [[Eingebettetes System|eingebettetes Gerät]].
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| === Software- oder Hardware-Router ===
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| Generell leisten Software-Router überwiegend im nicht professionellen Umfeld wertvolle und umfangreiche Dienste.
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| * Allgemein gibt es für Software-Router zwei unterschiedliche Implementierungsarten, zum einen dedizierte Router, dabei wird ein PC, eine Workstation oder ein Server so gut wie ausschließlich als Router eingesetzt (häufig als [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]]-, [[Domain Name System|DNS]]-Server oder Firewall); zum anderen nicht dedizierte Router, hier übernimmt ein Server zusätzlich zu seinen bestehenden Aufgaben noch das Routing.
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| * Beide Systeme sind für den performance-unkritischen Bereich gut geeignet und können mit professionellen Lösungen, vor allem was die Kosten angeht, konkurrieren, in der Leistungsfähigkeit sind sie meist unterlegen.
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| Das liegt unter anderem daran, dass solche Systeme bislang häufig noch auf einem klassischen [[Peripheral Component Interconnect|PCI]]-Bus mit [[32-Bit]] Busbreite und 33-MHz-Taktung (PCI/32/33) beruhten. Über einen solchen [[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]] lassen sich theoretisch 1 GBit/s (1000 MBit/s, entspricht etwa 133 MByte/s) im Halb-Duplex-Modus ([[HDX]]) leiten; da die Netzwerkpakete den PCI-Bus in diesem Fall zweimal passieren, (Karte–PCI–Arbeitsspeicher–CPU–Arbeitsspeicher–PCI–Karte) reduziert sich der maximal routbare Datenstrom eines darauf basierenden Software-Routers auf etwa 0,5 GBit/s.
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| * Ethernet wird heute fast immer geswitcht und im [[Duplex (Nachrichtentechnik)|Voll-Duplex-Modus]] FDX betrieben, damit kann beispielsweise Gigabit-Ethernet, obwohl es Namen wie ''1 GBit/s Ethernet'', ''1GbE'' oder ''1000BASE-T'' anders vermuten lassen, bereits 2 GBit/s (je 1GbE in jede Richtung) übertragen.
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| * Daraus folgt, dass ein System auf PCI/32/33-Basis die netzwerkseitig theoretisch mögliche maximale Übertragungsrate von 2 GBit/s keinesfalls erreichen kann.
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| * Systeme mit einem PCI/64/66-Bus können busseitig etwa 4 GBit/s leisten, gerade ausreichend für die Spitzenlast zweier [[Gigabit-Ethernet|1GbE-Schnittstellen]] im FDX-Modus.
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| * Noch höherwertige klassische (legacy) Server-Systeme verfügen über schnellere Schnittstellen (PCI-X 266 oder besser), sowie über mehrere unabhängige PCI-Busse.
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| * Sie können ohne Probleme höhere Durchsatzraten erzielen, aber haben typischerweise einen hohen Energieverbrauch.
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| * Weshalb besonders im dedizierten Routerbetrieb, die Kosten-Nutzen-Frage steht.
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| * Hardware-Router mit spezialisierten CPUs und anwendungsspezifisch arbeitenden Chipsätzen ([[anwendungsspezifische integrierte Schaltung]] kurz ASIC) schaffen das weitaus energieeffizienter.
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| Erst durch die Einführung von [[PCI Express]] (mit 2 GBit/s bei Version 1.x und 4 GBit/s pro Lane bei Version 2.x im [[Duplex (Nachrichtentechnik)|FDX]]-Modus – und mehr) steht auch bei Standard-PCs eine ausreichende Peripherie-Transferleistung für mehrere 1GbE-Verbindungen (auch 10GbE) zur Verfügung, so dass sich energieeffiziente, durchsatzstarke Software-Router aus preiswerter Standardhardware bauen lassen.
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| * Da bislang alle Werte theoretischer Art sind und in der Praxis nicht nur Daten durch den Bus geleitet werden, sondern Routing-Entscheidungen getroffen werden müssen, wird ein Software-Router möglicherweise weiter an Leistung einbüßen.
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| * Vorsichtigerweise sollte in der Praxis nur von der Hälfte des theoretisch möglichen Datendurchsatzes ausgegangen werden.
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| * Bei solchen Datenraten ist mit einem Software-Router zumindest das Kosten-Leistung-Verhältnis gut und ausreichend.
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| Hardware-Router aus dem High-End-Bereich sind, da sie über spezielle Hochleistungsbusse oder „cross bars“ verfügen können, in der Leistung deutlich überlegen – was sich auch im Preis widerspiegelt.
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| * Zusätzlich sind diese Systeme für den ausfallsicheren Dauerbetrieb ausgelegt ([[Verfügbarkeit]] von 99,999 % und höher).
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| * Einfache PCs können da nicht mithalten, hochwertige Server und Workstations verfügen ebenfalls über redundante Komponenten und eine für viele Anwendungsfälle ausreichend hohe Ausfallsicherheit.
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| Manche so genannte Hardware-Router bestehen tatsächlich aus PC-Komponenten.
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| * Lediglich das Gehäuse oder die zum Teil mechanisch veränderten PCI-Steckplätze und das „kryptische“ Betriebssystem erwecken den Anschein, es handle sich um Spezialsysteme.
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| * Zwar arbeiten diese Systeme meist sehr robust und zuverlässig, dennoch wird das Routing per Software durchgeführt.
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| ==== Routing-Cluster ====
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| Um beispielsweise 1GbE- oder 10GbE-Netze performant routen zu können, wird nicht unbedingt ein hochpreisiger Hardware-Router benötigt.
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| * Geringe Einbußen bei der Übertragungs-Geschwindigkeit vorausgesetzt, lassen sich ''Routing-Cluster'' einsetzen.
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| * Dieser kann aus je einem Software-Router (etwa als Workstation mit zwei [[PCI Express]] 10GbE-LAN-Karten) pro Ethernet-Strang aufgebaut sein.
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| * Die Software-Router werden über einen professionellen [[Switch (Netzwerktechnik)|Switch]] mit genügend vielen Ports und entsprechend hoher Durchsatzrate (einige Hundert GBit/s) miteinander verbunden.
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| * Im Unterschied zu Netzen mit zentralem Backbone entspricht die maximale Datendurchsatzrate des gesamten ''Routing-Clusters'' der maximalen Durchsatzrate des zentralen Switches (einige Hundert GBit/s).
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| * Optional können die Cluster [[Redundanz (Technik)|redundant]] (per High-Availability-Unix oder HA-Linux) ausgelegt sein.
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| * Solche Cluster-Systeme benötigen zwar relativ viel Platz und erreichen nicht die Leistung und Zuverlässigkeit von Hochgeschwindigkeitsroutern, dafür sind sie höchst modular, gut skalierbar, vergleichsweise performant und dennoch kostengünstig.
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| * Sie werden eingesetzt, wo Kosten höher als Leistung bewertet werden, beispielsweise in Schulen oder Universitäten.
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| <noinclude>
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| [[Kategorie:Router]]
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| == Anhang == | | == Anhang == |
