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Router

Un router (termine inglese; in italiano instradatore o commutatore) è un dispositivo di rete che, in una rete informatica a commutazione di  pacchetto, si occupa di instradare i dati, suddivisi in pacchetti, fra sottoreti diverse. Può essere visto dunque come un dispositivo di  interfacciamento tra diverse sottoreti, eterogenee e non, permettendone la interoperabilità (internetworking) a livello di indirizzamento,  lavorando, a livello logico, come nodo interno di rete deputato alla commutazione di livello 3 del modello OSI o del livello internet nel  modello TCP/IP.

Anche i router sono ‘smistatori di traffico’ che ricevono dati e li inviano da qualche altra parte. Nelle reti si occupano solitamente del traffico verso l’esterno della rete locale, ad esempio per un collegamento a Internet. I router sono particolarmente intelligenti: leggono un “indirizzo” più completo per determinare il punto successivo cui inviare il ‘pacchetto’ dei dati.Il router è un  dispositivo, che in una rete informatica si occupa di incanalare il traffico tra due o più dispositivi connessi alla stessa rete o nelle sottoreti.

L’esistenza di un router in una rete non è direttamente collegata al fatto che esista o meno una connessione ad internet, dato che può  essere utilizzato internamente alla rete locale LAN.

Nel caso un router abbia la possibilità di collegarsi ad internet tramite una connettività adsl, esso integra un modem che si occupa  appunto della connessione tra la tua rete locale ed internet. C’è da specificare che un modem è una cosa ben distinta e diversa dal  router, anche se quelli di ultima generazione lo integrano, diventando dei modem-router.

Basandosi su una mappa di rete denominata “tabella di routing”, i router possono fare in modo che i pacchetti raggiungano le loro destinazioni attraverso i percorsi più efficaci. Se cade la connessione tra due router, per non bloccare il traffico, il router sorgente può definire un percorso alternativo. I router creano anche i collegamenti tra reti che utilizzano linguaggi diversi o, in termini  tecnici, “protocolli” diversi. Tra i protocolli utilizzati vi sono IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet Exchange) e AppleTalk. I router  possono anche collegare reti situate nello stesso luogo o in un gruppo di edifici ma sono usati soprattutto per il collegamento WAN tra  reti fisicamente distanti. I servizi WAN, che vengono offerti dalle società di telecomunicazione per collegare network geograficamente  distribuiti.

Un router (termine inglese; in italiano instradatore o commutatore) è un dispositivo di rete che, in una rete informatica a commutazione di  pacchetto, si occupa di instradare i dati, suddivisi in pacchetti, fra sottoreti diverse. Può essere visto dunque come un dispositivo di  interfacciamento tra diverse sottoreti, eterogenee e non, permettendone la interoperabilità (internetworking) a livello di indirizzamento,  lavorando, a livello logico, come nodo interno di rete deputato alla commutazione di livello 3 del modello OSI o del livello internet nel  modello TCP/IP.

L’instradamento può avvenire verso sottoreti direttamente connesse, su interfacce fisiche distinte, oppure verso altre sottoreti non  limitrofe che, grazie alle informazioni contenute nelle tabelle di instradamento, siano raggiungibili attraverso altri nodi della rete. Il tipo di  indirizzamento operato è detto indiretto contrapposto invece all’indirizzamento diretto tipico del trasporto all’interno delle sottoreti.

 Gli elementi della tabella di instradamento (o routing table)  non corrispondono necessariamente a singoli calcolatori ma intere reti (SubNet_ID), ovvero sottoinsiemi anche molto ampi dello spazio  di indirizzamento. Questo è fondamentale per la scalabilità delle reti, in quanto permette di gestire reti anche molto grandi facendo  crescere le tabelle di instradamento in modo meno che lineare rispetto al numero di host. Un router può interconnettere reti di livello 2 eterogenee, come ad esempio reti LAN, con un collegamento geografico in tecnologia  X.25, Frame Relay o ATM. Inoltre, rispetto ad un bridge, un router è in grado di bloccare il traffico broadcast.

In ogni caso sia che operi un instradamento verso il successivo router (next hop) che un instradamento nella rete locale adiacente le  funzionalità di livello inferiore dedicate al trasporto dati avvengono sempre con il particolare protocollo di trasporto del collegamento  geografico realizzato per interconnetere due o più sottoreti (es. X.25, Frame Relay e ATM) oppure direttamente con quello della  sottorete attraversata (ad es. Ethernet tramite protocollo ARP).

Dal punto di vista fisico i router non sono altro che sistemi di elaborazione dedicati ad un solo scopo (special purpose) cioè  indirizzamento/instradamento di pacchetti e quindi possono essere normali computer che fanno girare un software apposito (gateway), o  – sempre più spesso – apparati (hardware e software) specializzati a questo solo scopo. I router di fascia più alta basati su architetture  hardware specializzate sono progettati per ottenere prestazioni wire speed, letteralmente alla velocità della linea: un router wire speed  può infatti inoltrare pacchetti alla massima velocità delle linee cui è collegato. Sono questi ultimi i router interni alla rete di trasporto.

I Router di fascia media ed alta hanno normalmente una costruzione modulare, che permette di aggiungere interfacce verso reti di tipo  diverso secondo la necessità.

I moderni router sono IP/MPLS cioè possono instradare pacchetti sia a livello IP cioè senza connessione consultando la tabella di  routing, sia tramite MPLS cioè con etichettatura per la creazione eventuale di connessioni all’interno della rete di trasporto.

Instradamento

Altro esempio di applicazioni di un router che instrada tra tre sottoreti
Come per lo switch esistono più tipologie di instradamento che possono essere utilizzate da un router:

1 cut-through
2 store and forward

1 Nella prima tipologia il router si limita a leggere l’indirizzo IP del destinatario e quindi manda il contenuto del pacchetto IP  contemporaneamente alla sua lettura. In questo caso l’inoltro dei datagrammi non attende la ricezione completa dello stesso. Possono  essere impiegati solamente nel routing simmetrico ovvero dove trasmettitore e ricevitore operano alla stessa velocità.

2 Nei router store-and-forward invece il pacchetto IP viene immagazzinato nei buffer e poi trasmesso: questo consente un eventuale  adattamento della velocità del flusso di dati entranti alla velocità di trasmissione della linea o collegamento in uscita con un effetto di  accodamento dei pacchetti in coda. Questo meccanismo consente di evitare entro certi limiti la perdita di pacchetti in situazioni critiche di  congestione e la conseguente gravosa operazione di richiesta di ritrasmissione da parte di TCP con sensibile ritardo aggiuntivo, al  prezzo però di un ritardo aggiuntivo di memorizzazione (latenza) che può causare jitter in una comunicazione dati a pacchetto.

Ovviamente i processi di elaborazione per l’indirizzamento e l’instradamento introducono dei ritardi aggiuntivi sulla linea di uscita come  del resto in tutti i tipi di commutatori e apparati di rete.

Configurazione

In generale i router, in quanto sistemi embedded, hanno il loro sistema operativo e necessitano di essere configurati manualmente da  parte dell’amministratore di rete (specifica delle interfacce di rete, abilitazione protocolli e servizi, scheduling del traffico per qualità di  servizio etc.) non essendo dispositivi plug and play. A seconda della tipologia del router, per essere configurato esso fornisce  un’interfaccia basata su web (accessibile digitando l’indirizzo del gateway nel browser) o attraverso un’apposita console a riga di  comando su porta seriale (è il caso ad esempio dei router Cisco Systems, con sistema operativo IOS, e dei router Juniper Networks).  Tipicamente questi sistemi sono configurabili da remoto tramite terminale. Si può inoltre definire una lista di controllo degli accessi.

Successivamente per garantire la massima affidabilità e lo sfruttamento ottimale dei collegamenti in caso di reti complesse costituite da  molte sottoreti diverse e variamente interconnesse, i router possono costruire le loro tabelle di instradamento del tutto autonomamente e  in modo dinamico, scambiandosi periodicamente informazioni su come raggiungere le varie reti che collegano l’un l’altro, in funzione dei  guasti sui collegamenti, comprese le eventuali nuove sottoreti. Per fare questo sono stati messi a punto dei protocolli di routing appositi,  come attraverso i quali i router si scambiano informazioni sulle reti raggiungibili. In alternativa è pur sempre  idealmente possibile, ma non sempre effettivamente realizzabile, una configurazione delle tabelle di routing IP in maniera manuale e  statica sempre da parte dell’amministratore di rete se il numero di sottoreti cui è connessa una certa sottorete è basso.

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