Ruter

En ruter er en datamaskinnettverksenhet som sikrer ruting av pakker . Dens rolle er å sende pakker fra et nettverksgrensesnitt til et annet, i beste fall, i henhold til et sett med regler. Det er vanligvis forvirring mellom ruteren og stafett , fordi i Ethernet -nettverk rutere opererer på lag 3 av OSI-modellen .

Historie

Det første utstyret som kan beskrives som forfedren til ruteren, er et pakke-relé kalt Interface Message Processor (IMP), i 1969. De sammenkoblede IMP-ene utgjorde ARPANET- nettverket , det første pakkeskiftede nettverket . Konseptet med ruteren, da kalt gateway ( gateway ), skylder sin opprinnelse til en internasjonal forskningsgruppe kalt International Network Working Group (INWG) for å studere aspekter relatert til nettforbindelse på begynnelsen av 1970-tallet.

Disse gatewayene skilte seg fra pakkereléer ved at de tillot forbindelser mellom forskjellige nettverk, som serielle lenker og lokale nettverk . På den annen side opererte de i tilkoblingsfri modus og ga ikke pålitelig end-to-end-transport, og etterlot oppgaven med å verifisere riktig levering av data til verter i endene av nettverket .

Disse ideene ble utviklet for å skape operasjonelle nettverk: på den ene siden DARPA- programmet som utvikler TCP / IP-protokollpakken som i dag utgjør protokollen i hjertet av Internett , og på den andre siden PARC Universal Packet (en) utviklet av Xerox PARC , som fikk mindre oppmerksomhet utenfor Xerox .

De første Xerox-ruterne var i drift i 1974. De første faktiske IP-ruterne ble distribuert av BBN som en del av DARPA-programmet i 1975-1976. På slutten av 1976 var tre PDP-11-er som ble brukt som rutere i tjeneste i dette eksperimentelle nettverket.

De første rutene for flere protokoller ble utviklet av forskere ved MIT og Stanford i 1981, fortsatt på PDP-11.

Dagens nettverk er hovedsakelig basert på IP , rutere med flere protokoller har mistet den første betydningen de hadde i nettverk eller eksisterte sammen AppleTalk , DECnet , IP og Xerox-protokoller (in) .

Fram til 1980-tallet fungerte datamaskiner som rutere. Senere vil spesialutstyr fremskynde analysen og rutingen av trafikken. Noen dedikerte operativsystemer som brukes på rutere, for eksempel de fra Juniper Networks eller Extreme Networks , er avledet fra modifiserte versjoner av Unix .

Hardware og software

I 2018 er ruting veldig ofte assosiert med IPv4- kommunikasjonsprotokollen , mens overgangen til IPv6 også innebærer IPv6-ruting. Andre mindre populære protokoller finnes, og er også rutbare.
De første ARPANET- ruterne ble kalt Interface Message Processors .
Selv om vanlige datamaskiner kan brukes til å utføre rutingen, inkluderer moderne rutere generelt ekstra maskinvare for å øke hastigheten på kritiske funksjoner som videresending av pakker (ruting) ; disse spesialiserte ruterne er ikke alltid IPv6-kompatible.
Denne typen materiale krever ikke magnetisk lagring, et lite ikke-flyktig minne er tilstrekkelig til å beholde hovedparametrene i tilfelle et midlertidig strømbrudd.
Dagens rutere spille en rolle for data analogt med telefon stemme brytere . Enkelte funksjoner til sistnevnte blir mer og mer tatt opp av rutere i konvergensen kalt tale eller telefoni over IP (VoIP, ToIP).
En ruter må være koblet til minst to datanettverk for å være nyttig, ellers vil den ikke ha noe å rute. Enheten oppretter og / eller vedlikeholder en tabell, kalt en rutetabell, som lagrer de beste rutene til andre nettverk, via beregningene knyttet til disse rutene. (Se artikkelen om ruting for mer informasjon om hvordan denne prosessen fungerer .)
En moderne ruter har form av en boks som samler hovedkort , mikroprosessor , ROM-minne , RAM, samt de nødvendige nettverksressursene ( Wi-Fi , Ethernet, etc.). Vi kan derfor se det som en dedikert minimal datamaskin, hvis operativsystem kan være en lett Linux . På samme måte kan enhver datamaskin med tilstrekkelige grensesnitt (minst to, ofte Ethernet) fungere som en ruter hvis den er riktig konfigurert (visse minimale Linux-distribusjoner spesialiserer maskinen i denne funksjonen).

Rutefunksjonen behandler IP-adressene og dirigerer dem i henhold til rutealgoritmen og den tilhørende tabellen, sistnevnte inneholder korrespondansen til nettverksadressene med de fysiske grensesnittene til ruteren der de andre nettverkene er koblet.

Arkitektur

Det er fire hovedkomponenter:

Inngangsporter: har flere funksjoner. Først utfører de en fysisk lagfunksjon ved å avslutte en inngående fysisk kobling på ruteren. De utfører også en koblingslagfunksjon for å koble koblingslaget i den andre enden av inngangslinken. Til slutt er det på nivået av inngangsportene at rutetabellene blir konsultert for å bestemme hvilken utgangsport en pakke skal rettes (takket være byttematrisen). Inngangsportene er selvstendige. Hver port inneholder faktisk en kopi av rutetabellen, noe som sparer hastighet. Antall porter på en ruter kan variere fra noen få enheter for en personlig ruter til noen få dusin for en bedriftsruter.
Utgangsporter: Utgangsporter mottar pakker fra bryterstoffet, lagrer dem og overfører dem deretter til utgangslinken.
ruteprosessor: I tradisjonelle rutere kjører prosessoren rutingprotokollen, vedlikeholder rutetabellene og kjører videresendingstabellene. Når en port mottar en pakke beregnet for ruteren, sender den den til ruteprosessoren som beregner bordene på nytt for å omfordele dem til portene deretter.
Bytte matrise: Den brukes til å koble til inngangs- og utgangsportene til ruteren. Det er forskjellige typer bytter: via delt minne, via en kommunikasjonsbuss eller via tverrligger.

Ruterprodusenter

De viktigste ruteprodusentene er: For bedrifter, teleoperatører og Internett-leverandører :

Alcatel-Lucent
Alliert telese
Bintec
Brocade ( Foundry Networks (en) )
Cisco Systems
Dell ( SonicWall )
Ericsson ( Redback Networks )
Hewlett Packard
Huawei
Juniper Networks
OneAccess (et merke fra Ekinops )
Westermo
Fiberhome
Peplink
Viettel

For enkeltpersoner ( modem / router):

Asus
TP-LINK
Belkin
Bewan
D-Link
DrayTek
Linksys (ervervet av Belkin)
Motorola
Netgear
Philips
Sagemcom
Technicolor (tidligere Thomson)
Pleier å
ZyXEL
Synologi

"Programvare" -rutere

Med passende programvare er det mulig å transformere en vanlig datamaskin (til og med en gammel modell), til og med en mobiltelefon til en ruter.

De fleste UNIX-baserte operativsystemer (f.eks. Linux eller xBSD ) støtter naturlig "ruting". De har også programvaren som kreves for "avansert" ruting:

Bird Internet routing daemon (in) ;
OpenBGPD ;
Quagga , etterfølger av GNU Zebra ;
XORP (no) .

Under Windows tillater blant annet WinRoute (en) ( shareware ) og Virtual Router ( freeware ) denne typen funksjonalitet.

Det er programvare for mobiltelefoner som ofte er forbudt eller krever abonnement på et bestemt alternativ eller en spesifikk pakke:

JoikuSpot for Symbian OS ;
PdaNet for Android .

Merknader og referanser

Guy Pujolle, Nettverkene , Utgave 2005, Eyrolles, kap. 27.
" Definisjon av de syv lagene i OSI-modellen og forklaring av funksjonene " ,3. mars 2014(åpnet 29. mars 2014 ) .
(i) Davies, Shanks, Heart, Barker, Despres, Detwiler, og Riml, Rapport fra undergruppe 1 på Communication System , INWG Note # 1.
(i) Vinton Cerf, Robert Kahn, "A Protocol for Packet Network Intercommunication" , IEEE Transactions on Communications , bind 22, utgave 5, mai 1974, s. 637 - 648.
(i) David Boggs, John Shoch, Edward Taft, Robert Metcalfe, "Pup: An Inter Architecture" , IEEE Transactions on Communications , Volume 28, Issue 4, april 1980, s. 612 - 624.
(in) Craig Partridge, S. Blumenthal, "Data Networking at BBN" , IEEE Annals of the History of Computing , bind 28, utgave 1, januar-mars 2006.
(in) Nerdedalen: Hvem oppfant virkelig Multiprotocol-ruteren, og hvorfor skulle vi bry oss? , Offentlig kringkastingstjeneste .
(no) Router Man , NetworkWorld .
(in) David D. Clark, MIT Campus Network Implementation , NMCC-2 , Campus Computer Network Group , MIT, Cambridge, 1982; s. 26 .
(in) Pete Carey, A Start-Up's True Tale: Ofte fortalt historie om Ciscos lansering utelater dramaet, intriger, San Jose Mercury News ,1 st desember 2001.
(in) Kurose, James F ,, Datanettverk: a. Top-down-tilnærming