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Un mwcarouter o mwcqinstradatorecite-ref-0-1-0[1]cite-ref-2[2]cite-ref-3[3] è un mwfgdispositivo di rete che si occupa di inoltrare mwfwpacchetti di dati attraverso mwgareti informatiche.

I dati trasmessi attraverso una rete, come ad esempio le mwggpagine web o la mwgwposta elettronica, viaggiano sotto forma di pacchetti. Il router ha lo scopo di dirigere il traffico di tali pacchetti nel loro tragitto, sia che esso debba attraversare differenti reti locali private, o la rete mwhaInternet globale.

Un router, per potersi definire tale, deve essere collegato ad almeno due linee dati provenienti da diverse mwhgreti IP. Quando un pacchetto dati arriva su una delle linee, il router legge l'mwhwIndirizzo IP presente all'interno dell'intestazione del pacchetto per determinare quale sarà la sua destinazione finale. In seguito, confronta questa informazione con il contenuto della propria mwiatabella di routing e inoltra il pacchetto attraverso la successiva rete, fino a quando non raggiunge il mwiqnodo di destinazione.

I tipi di router più familiari sono i mwiwgateway di Internet mwjadomestici, che si occupano di inoltrare i pacchetti IP tra i computer collegati alla loro interfaccia LAN (fisicamente costituita dalle porte dello mwjqswitch Ethernet posto sul retro dell'apparato e dall'interfaccia mwjgWi-Fi, le quali sono amalgamate assieme attraverso un'interfaccia mwjwbridge preconfigurata) e l'accesso a Internet, proveniente da una singola interfaccia WAN.

I router più sofisticati, come quelli per il settore Enterprise, connettono grandi aziende o mwkqISP fino ai mwkgrouter di trasporto che inoltrano dati ad alta velocità attraverso le linee in mwkwfibra ottica delle mwladorsali di Internet.

Un router può essere costruito usando le stesse mwlgparti generiche con cui di solito si assemblano i mwlwpersonal computer, ma solitamente sono dei mwmacomputer costruiti per un impiego specifico. I primi modelli di router utilizzavano l'inoltro basato su software, effettuato dalla mwmqCPU. In seguito, i costruttori hanno iniziato a utilizzare mwmgcircuiti integrati per applicazioni specifiche per incrementare le prestazioni o aggiungere funzionalità avanzate, come ad esempio il mwmwfiltraggio dei pacchetti.

• Funzionamento

• Applicazioni

• Accesso, distribuzione e trasporto

• Sicurezza

• Classificazione dei router in base ai differenti tipi di rete

• Connettività verso internet e uso interno

• Instradamento

• Caratteristiche

• Configurazione

• Funzionamento

• Le prestazioni

• Aspetti gestionali

• Costi

• Manutenzione

• La visualizzazione dei router coinvolti

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Quando diversi router si trovano assieme all'interno di reti interconnesse allo scopo di smistarne il traffico, essi possono scambiarsi le informazioni riguardanti le reti di destinazione utilizzando un mwnwprotocollo di routing. Ciascun router costruisce una mwoatabella di routing, una tabella contenente in ciascuna riga l'indirizzo IP della rete di destinazione, (pertanto il primo indirizzo di ciascuna subnet calcolabile utilizzando il metodo mwoqCIDR, di norma non assegnabile ad alcun mwoghost), e il next-hop, che può essere o l'indirizzo IP di un altro router direttamente connesso, o il nome di un'interfaccia fisica presente sul medesimo router che intende instradare il pacchetto. Le voci della tabella di routing così composte costituiscono le c.d. rotte.

Il software che viene eseguito dal router è costituito da due blocchi logici di funzionamento che operano simultaneamente, chiamati mwpaplane:

• mwpwControl plane: Logica che permette a un router di mantenere una tabella di routing che elenca quale rotta deve essere usata per inoltrare un pacchetto dati e attraverso quale interfaccia. Può farlo attraverso direttive configurate manualmente, chiamate mwqarotte statiche, o imparando le rotte in maniera dinamica attraverso un mwqqprotocollo di routing. Le rotte statiche e dinamiche vengono memorizzate nella tabella di routing. La logica control plane rimuove le direttive non essenziali dalla tabella e costruisce una Forwarding Information Base (FIB) utilizzabile dal forwarding plane.

• Forwarding plane: Questa unità inoltra i pacchetti dati in entrata e in uscita alle interfacce corrette. Funziona leggendo l'intestazione di ogni pacchetto non appena arriva, e se presente una corrispondenza con le voci della FIB fornite dal control plane, dirige il pacchetto all'interfaccia di uscita in essa specificata.

Un router può essere equipaggiato con vari tipi di connessioni di mwsalivello fisico, come ad esempio cavi di rame, fibra ottica, o antenne per la trasmissione radio. Può altresì supportare diversi standard di trasmissione appartenenti al mwsqlivello di rete. Ciascuna interfaccia di rete viene utilizzata per permettere ai pacchetti di essere instradati da un sistema di trasmissione all'altro. I router possono anche essere utilizzati per connettere due o più mwsgsottoreti, gruppi logici di dispositivi di rete ciascuno con un differente mwswprefisso di rete.

I router possono fornire connettività indipendente da Internet tra edifici di aziende collocati in diverse aree geografiche, o tra le aziende e Internet, o tra le reti dei mwtqfornitori di servizi internet. I router più grandi (come il Cisco CRS-1, Juniper PTX o Huawei NE9000) interconnettono i vari ISP, o possono essere usati nelle reti di grandi aziende. I router più piccoli forniscono connettività alle reti delle case e degli uffici.

All'interno delle aziende è possibile trovare router di tutte le dimensioni. I router più potenti si trovano solitamente presso le sale macchine degli mwtwISP e negli edifici universitari e della ricerca. Anche le grandi aziende hanno bisogno di router potenti per tenere testa alle richieste sempre più crescenti di traffico mwuaintranet. Per interconnettere i router nelle grandi reti, viene utilizzato comunemente il seguente modello gerarchico.

I router di accesso, inclusi quelli domestici, si trovano solitamente nelle case e nei siti dei clienti come le filiali che non hanno bisogno di routing gerarchico per conto loro. In genere, sono ottimizzati per tenere bassi i prezzi. La maggior parte dei router domestici esegue un sistema operativo basato su mwvaLinux, spesso limitato nella funzionalità dal produttore o dal fornitore della connettività, su alcuni di essi è possibile sostituirlo con un mwvqfirmware libero e aperto come mwvgOpenWrt, mwvwDD-WRT o Tomato, sempre basati su Linux.

I router di distribuzione aggregano il traffico proveniente da diversi router di accesso. Solitamente sono responsabili di mettere in atto la mwwqQuality of Service attraverso una mwwgWide Area Network, pertanto potrebbero essere dotati di un quantitativo considerevole di memoria, interfacce WAN multiple, e complesse routine di elaborazione dati mwwwintegrate nell'hardware.

Nelle grandi aziende, un router di trasporto potrebbe fungere da mwxqdorsale ripiegata interconnettendo i router di distribuzione di diversi edifici, o di differenti campus aziendali, o da altri siti aziendali più vasti.

La raggiungibilità dalle reti esterne deve essere considerata con cura come parte della strategia di sicurezza della rete locale. Un router potrebbe includere un firewall, essere in grado di creare o connettersi a una VPN, in caso contrario tali funzioni possono essere svolte da altri dispositivi. La mwyatraduzione degli indirizzi di rete è una funzionalità che ha l'effetto secondario di limitare la raggiungibilità delle connessioni dall'esterno, viene pertanto considerata da alcuni, mwyqseppur erroneamente, una caratteristica di sicurezza.

I router si possono distinguere in base alla rete sulla quale operano. Un router in una Rete Locale (LAN) di una singola organizzazione viene chiamato mwzainterior router. Un router che opera su una tratta del provider o su una dorsale di internet viene chiamato mwzqexterior router. Quando un router mette in comunicazione una LAN con Internet o con una rete geografica (WAN) viene chiamato mwzgborder router, o mwzwgateway.

Alcuni router usati dagli ISP e dalle aziende più grandi sono soliti scambiarsi le rotte attraverso il protocollo di routing mwagBGP. La mwawRFC 4098 definisce una classificazione dei router BGP in base alle funzioni che svolgono:

• mwbgEdge router (chiamato anche mwbwprovider edge router): Situato al confine della rete di un ISP. Questo router usa Exterior Border Gateway Protocol (EBGP) per scambiare le informazioni di routing con i router situati presso un altro ISPs o l'mwcaAutonomous System di una grande azienda.

• mwcgSubscriber edge router (chiamato anche mwcwcustomer edge router): Situato al confine della rete dei clienti di grandi dimensioni, anch'esso utilizza EBGP verso l'autonomous system del proprio provider. Viene tipicamente usato nelle grandi organizzazioni.

• mwdqInter-provider border router: Un router BGP che mantiene sessioni BGP con altri router BGP negli gli Autonomous Systems di molti altri ISP contemporaneamente.

• Core router: Risiede all'interno di un Autonomous System come dorsale per trasportare il traffico tra gli mwdwedge router.

Lo scopo principale di un router è quello di interconnettere reti multiple e inoltrare i pacchetti destinati alle reti direttamente connesse o più remote. Un router è classificato come dispositivo di mweglivello 3 perchè le sue decisioni di instradamento si basano sulle informazioni contenute nei pacchetti IP, appartenenti appunto al livello di rete, nello specifico l'indirizzo IP di destinazione. Quando un router riceve un pacchetto, cerca all'interno della propria tabella di routing per trovare la migliore corrispondenza tra l'indirizzo IP di destinazione e uno degli indirizzi nella tabella di routing. Quando viene trovata una corrispondenza, il pacchetto viene incapsulato dentro un frame del mwewlivello datalink dello stesso tipo utilizzato dall'interfaccia determinata dalla tabella di routing, sulla quale verrà trasmesso. Un router di solito non guarda dentro il mwfapayload di un pacchetto, per effettuare una decisione di routing sono necessari solo gli indirizzi di livello 3 contenuti nell'header, e opzionalmente, altri suggerimenti in esso presenti, come la mwfqIP QoS. Nel mero instradamento IP, i router sono progettati per minimizzare le informazioni sullo mwfgstato associate ai pacchetti individuali. Una volta che un pacchetto viene inoltrato, il router non memorizza alcuna informazione storica su di esso.

La tabella di routing può contenere informazioni provenienti da un certo numero di fonti, come le rotte statiche o di default configurate manualmente, o le voci dinamiche inserite dai protocolli di routing attraverso i quali il router impara le rotte dagli altri router. Una rotta di default viene usata per instradare tutto il traffico per il quale non è presente una destinazione specifica nella tabella di routing; il suo utilizzo è comune, nonché necessario, nelle piccole reti, come quelle di casa o dei piccoli uffici dove la rotta di default invia tutto il traffico non locale verso i router dell'mwgaInternet service provider. La rotta di default può essere configurata manualmente, appresa dagli altri protocolli di routing, o essere ottenuta tramite DHCP.

Un router può eseguire più protocolli di routing allo stesso tempo. Questa cosa è particolarmente vera quando connette assieme parti di una rete che eseguono protocolli di routing differenti: se ciò si verifica, si può usare la ridistribuzione (in genere selettivamente) per condividere le informazioni tra i protocolli di routing che girano sullo stesso router.

Oltre a decidere su quale interfaccia verranno inoltrati i pacchetti, scelta influenzata primariamente attraverso la tabella di routing, un router deve anche gestire la congestione quando i pacchetti arrivano con un tasso maggiore di quello che il router può elaborare. Le tre opzioni disponibili sono, mwgwtail drop, mwharandom early detection (RED), e mwhqweighted random early detection (WRED). Il mwhgtail drop è il più semplice dei tre: il router scarta semplicemente tutti i pacchetti che eccedono la dimensione dello spazio nel suo buffer. La mwhwRED scarta i datagrammi in maniera probabilistica quando la dimensione della coda eccede una porzione preconfigurata del buffer, fino a raggiungere un massimo predeterminato, raggiunto il quale inizia a scartare tutti i pacchetti in arrivo (come nel tail drop). La mwiaWRED può essere configurata per scartare i pacchetti in maniera più reattiva in base al tipo di traffico.

Un'altra funzione che un router può svolgere è quella di classificare il traffico e decidere quali pacchetti elaborare per prima. Questo viene gestito attraverso la mwiwQuality of Service, che è critica quando viene implementato il mwjaVoIP, per non introdurre una latenza eccessiva.

Ancora un'altra operazione che un router può effettuare viene chiamata policy-based routing, con la quale le decisioni di routing vengono influenzate da delle regole speciali appositamente costruite .

Alcune di queste funzioni possono essere svolte da un mwjwASIC per evitare l'overhead dello scheduling sulla CPU per elaborare i pacchetti, altre devono essere svolte dalla CPU perché alcuni pacchetti richiedono un'attenzione speciale che non può essere fornita da un ASIC.

Caratteristica fondamentale dei router è l'utilizzo di indirizzi di livello 3 (rete) del modello OSI (corrispondente al livello mwlgIP dello mwlwstack TCP/IP), a differenza dello mwmaswitch o del mwmqbridge che instradano a livello locale sulla base degli indirizzi di mwmglivello 2 (collegamento dati) detti mwmwindirizzi MAC e dell'mwnahub che ripete i segnali elettrici del livello fisico (livello 1). Gli elementi della tabella di instradamento (o mwnqrouting table) non corrispondono necessariamente a singoli calcolatori ma intere reti (mwngSubNet_ID), ovvero sottoinsiemi anche molto ampi dello spazio di indirizzamento. Questo è fondamentale per la mwnwscalabilità 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 mwoahost.

Un router può interconnettere reti di livello 2 eterogenee, come ad esempio reti mwogLAN, con un collegamento geografico in tecnologia mwowX.25, mwpaFrame Relay o mwpqATM. Inoltre, rispetto a un bridge, un router è in grado di bloccare il traffico mwpgbroadcast.

In ogni caso sia che operi un instradamento verso il successivo router (mwqanext 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. mwqqEthernet tramite protocollo mwqgARP).

Dal punto di vista fisico i router non sono altro che mwrasistemi di elaborazione dedicati a un solo scopo (mwrqspecial purpose) cioè indirizzamento/instradamento di pacchetti e quindi possono essere normali computer che fanno girare un mwrgsoftware apposito (mwrwgateway), o – sempre più spessomwsa – apparati (hardware e software) specializzati a questo solo scopo. I router di fascia più alta basati su architetture mwsqhardware specializzate sono progettati per ottenere prestazioni mwsgwire speed, letteralmente alla mwswvelocità 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 mwtarete di trasporto.

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

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

In generale i router, in quanto mwvwsistemi embedded, hanno il loro mwwasistema operativo e necessitano di essere configurati manualmente da parte dell'mwwqamministratore di rete (specifica delle interfacce di rete, abilitazione protocolli e servizi, mwwgscheduling del traffico per mwwwqualità di servizio etc.) non essendo dispositivi mwxaplug and play. A seconda della tipologia del router, per essere mwxqconfigurato esso fornisce un'interfaccia basata su web (accessibile digitando l'indirizzo del mwxggateway nel mwxwbrowser) o attraverso un'apposita console a mwyariga di comando su mwyqporta seriale (è il caso ad esempio dei router mwygCisco Systems, con sistema operativo mwywIOS, e dei router mwzaJuniper Networks). Tipicamente questi sistemi sono configurabili da remoto tramite mwzqterminale. Si può inoltre definire una mwzglista di controllo degli accessi.

Successivamente per garantire la massima affidabilità e lo sfruttamento ottimale dei collegamenti in caso di reti complesse costituite da molte mw0asottoreti diverse e variamente interconnesse, i router possono costruire le loro mw0qtabelle 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 mw0gprotocolli di routing appositi, come mw0wOSPF, mw1aRIP e mw1qBGP, 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.

Come per lo switch esistono più tipologie di instradamento che possono essere utilizzate da un router:

• mw3gcut-through

• mw4amw4qstore and forward

Nella prima tipologia il router si limita a leggere l'mw4windirizzo IP del destinatario e quindi manda il contenuto del pacchetto IP contemporaneamente alla sua lettura. In questo caso l'inoltro dei mw5adatagrammi non attende la ricezione completa dello stesso. Possono essere impiegati solamente nel routing simmetrico ovvero dove trasmettitore e ricevitore operano alla stessa velocità.

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 mw5gcongestione e la conseguente gravosa operazione di richiesta di ritrasmissione da parte di mw5wTCP con sensibile ritardo aggiuntivo, al prezzo però di un ritardo aggiuntivo di memorizzazione (mw6alatenza) che può causare mw6qjitter 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, tipicamente nell'ordine dei millisecondi.

In quanto sistemi di elaborazione le prestazioni dei router sono riconducibili alle loro capacità di memorizzazione e processamento o elaborazione: da tale velocità dipenderà il ritardo aggiuntivo di elaborazione e anche la mw9wvelocità di trasmissione sui link di uscita. Se tale capacità è inferiore alla capacità di trasferimento della linea quest'ultima non potrà essere sfruttata a pieno nelle sue risorse mw-atrasmissive e quando ciò accade il router si comporta da mw-qcollo di bottiglia per la trasmissione. Inoltre il router può incorrere in mw-gcongestione quando il mw-wtraffico in ingresso è maggiore del traffico da esso smaltibile con effetti di perdita di pacchetti delle varie trasmissioni se il relativo mw-abuffer di memoria si satura. In generale si può distinguere tra router di bordo (mw-qedge router) e router interni (mw-gcore router) con differenti capacità di routing/trasmissione.

Ovviamente i costi di un router sono superiori a quelli di apparati di rete di livello inferiore della mwaqipila ISO/OSI quali mwaqmswitch, mwaqqbridge e mwaquhub a causa delle maggiori complessità/funzionalità di elaborazione e memoria richieste. Dato l'uso sempre maggiore di internet nella vita quotidiana, soprattutto tra i giovani, si suppone che anche un incremento sostanziale del costo non abbatterebbe affatto le vendite.

Tipicamente un guasto o rottura di un router per sovraccarico di mwaqgtraffico è un evento critico non solo per il tratto di rete immediatamente coinvolto, ma anche per i router delle tratte adiacenti, i quali infatti devono assorbire il traffico proveniente dal router guasto col rischio di vedere aumentata anch'essi la probabilità di guasto con un effetto a catena sugli altri router che aumenta all'aumentare dei router fuori uso. Si ha cioè una situazione tipica di guasti tra loro correlati o dipendenti. I guasti o malfunzionamenti di rete possono essere superati/aggirati con metodiche e tecniche di mwaqkprotezione di rete.

Invece, quando un eccesso di "rumore" nella rete o una prolungata assenza di dati cagionano l'interruzione temporanea di funzionamento, il riavvio del dispositivo corregge quasi sempre l'anomalia.

Per visualizzare l'elenco dei router attraversati durante l'invio di un mwaq0pacchetto in rete i mwaq4sistemi operativi mettono a disposizione comandi da digitare nella mwaq8shell di sistema per l'applicazione di mwaratraceroute ovvero tracciamento dei router (per sintassi e ulteriori spiegazioni vedere il link apposito).cite-ref-4[4]cite-ref-5[5]

cite-note-0-11. ↑ mwar8Voce 135478 nella mwasaIATE.

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cite-note-33. ↑ A. Gallippi, mwaswDizionario di informatica: inglese-italiano, Tecniche Nuove, 2006

cite-note-44. ↑ mwata(mwatemwatiEN) mwatmmwatqHow Traceroute Works, su mwatuinetdaemon.com. mwatyURL consultato il 14 maggio 2012.

cite-note-55. ↑ mwato(mwatsmwatwEN) mwat0mwat4Understanding the Ping and Traceroute Commands, su mwat8cisco.com. mwauaURL consultato il 14 maggio 2012.

• citerefrdcAndrew Stuart Tanenbaum, Reti di calcolatori, Pearson Italia S.p.a., 2003, ISBN 978-88-7192-182-2.

• citereftcpipv1(EN) Kevin R. Fall, W. Richard Stevens, TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols, Addison-Wesley, 2011, ISBN 978-0-13-280818-7.

• mwaugBridge (informatica)

• mwauoDispositivi di rete

• mwauwGateway (informatica)

• mwau4Instradamento

• mwavaLista di controllo degli accessi

• mwaviProtocollo di routing

• mwavqRete informatica

• mwavySwitch

• mwavgTabella di routing

• mwavoWi-Fi

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «router»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul router

• citereftreccani-itRouter, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefvocabolario-treccaniRouter, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefsapere-itrouter, su sapere.it, De Agostini.

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• citerefopen-library(EN) Opere riguardanti Routers (Computer networks), su Open Library, Internet Archive.

• citereffoldoc(EN) Denis Howe, Router, in Free On-line Dictionary of Computing. Disponibile con licenza mwaweGFDL