I router

Un router è un dispositivo di rete che connette diversi segmenti di rete (es. una LAN interna a Internet) e indirizza il traffico di dati tra di essi. Funziona a livello Layer 3 (Network Layer) del modello OSI, gestendo indirizzi IP nei vari pacchetti e le tabelle di routing.

E’ facile confondersi sulla sua necessità a confronto con uno switch. Lo switch agisce a livello Layer 2 della rete, è capace di indirizzare solo i dispositivi locali che sono collegati con esso, considerabili vicini pochi centimetri o metri. Gli switch sappiamo posseggono poche porte, in genere non più di 24, e per poter collegare due pc, o un pc con un server, devono memorizzare gli indirizzi MAC dei dispositivi e richiedono un cavo dedicato per tutti i dispositivi, anche quelli che sarebbero distanti migliaia di km e ad alto traffico.

Il router entra in gioco perché può instradare gli indirizzi IP che per loro natura contengono informazioni più articolate del MAC address, essendo composti da parte rete/host, possono essere organizzati con delle mappe e dei percorsi a salti successivi che avvicinano i pacchetti alla destinazione.

Switch	Router
5/24 porte ethernet/fibra	5/10 porte differenti tecnologie
Costo basso (200/300€)	Costo alto (300€/10000€)
Layer 2 (MAC Address)	Layer 3 (IP Address)
Collega dispositivi nella stessa rete	Collega diverse reti (es. LAN interna a Internet)
Non modifica i dati trasmessi	Modifica i dati per adattarli al formato della rete di destinazione
Esempio: Collega PC in ufficio	Esempio: Collega una LAN interna a Internet

*Un router della Cisco, leader per i dispositivi di rete*

Indice dei contenuti

Modem casalinghi e router

Un errore terminologico molto fastidioso è quello di attribuire ai modem che comunemente usiamo in casa per le nostre connessioni ADSL o fibra il nome router. In realtà il modem fa il modem: converte il segnale di casa nostra in una tecnologia compatibile con la rete del nostro fornitore telefonico/internet. Non ha una funzione di routing vera a propria. Si è vero è un dispositivo multifunzione: contiene un access point per il wifi, uno switch in genere con 4/5 porte oltre che al modem stesso e tutta una genere di funzionalità di firewalling o QoS.

Parte hardware

CPU

Per quanto possa sembrare strano, il router ha praticamente le stesse caratteristiche hardware di un pc anche se non con le stesse necessità tecnologiche: un router ha bisogno di una cpu per processare i pacchetti in transito, ma non ha necessità di far girare un film o un videogame! Le cpu in genere sono modelli semplici come i processori Celeron o Pentium, le serie J o N di Intel per intenderci, con consumi ridotti e scarse competenze multimediali. In alcuni modelli, si ricorre anche alle cpu ARM, che solitamente sono molto efficienti e hanno un risparmi o energetico spinto (preferite quindi sui dispositivi mobili).

RAM

La RAM è presente senza prestazioni elevate, ne capienze enormi. Non è difficile trovare dispositivi con 1 GB, mentre 8 GB probabilmente sono il limite massimo ma su dispositivi che devono gestire carichi di traffico mostruosi ose il router ha anche funzionalità aggiuntive (es firewall).

Dischi

Sicuramente troviamo un hard disk per la gestione del sistema operativo, ma le capienze sono ridotte a poche manciate di Gigabyte.

Altre periferiche

Non sono necessarie scheda video, periferica audio o altri elementi collegabili con porte o slot. Se ci si deve collegare al router per le operazioni di configurazioe, lo si fa da terminali remoti attraverso una scheda ethernet o una porta seriale dedicata sui dispositivi più professionali. Le interfacce di configurazione sono ormai per lo più di tipo web quindi un piccolo server web eroga le varie pagine di configurazione ad un client connesso.

Schede di rete

Ci sono invece le interfacce di rete, in genere in numero esiguo, magari 4/5 che possono essere di tecnologie e prestazioni diverse, dall’ethernet a 10 Gb, alla fibra ottica, raramente troviamo interfacce wireless. Tutte sono però a prestazioni elevate e professionali rispetto alle schede integrate che troviamo nei nostri pc casalinghi, poco affidabili ad onor del vero. Non è difficile vedere schede di rete con dissipatori di calore per le prestazioni elevate.

Schede TCAM/ASIC

Ci sono delle circuiterie/schede dedicate aggiuntive, le TCAM e ASIC, che sono delle tecnologie per la gestione ottimizzata dei flussi di dati operando in maniera elettronica per velocizzare in modo enorme il processamento dei pacchetti, lasciando libera la CPU di fare altre operazioni software. Le ASIC in particolare hanno prestazioni decisamente elevate rispetto ad un sistema di controllo software dei pacchetti. Le TCAM sono delle memorie molto più performanti delle ram poiché riescono con un ciclo di cpu a individuare una subnet mask o una ACL.

Sistema operativo

Come ogni simil pc, anche i router hanno un sistema operativo. Non dobbiamo aspettarci ovviamente Windows con le sue finestrelle colorate. Sono del tutto inutili su dispositivi così specifici. Il s.o. è ovviamente minimale e presenta nella maggior parte dei casi una console di comando stile dos/bash e/o una interfaccia web per determinate operazioni comuni. Non c’è modo ovviamente di installare software di produttività, giochi, app varie. Avere un sistema dedicato e specifico evita possibili bug o falle per attacchi hacker. Sui dispositivi Cisco è installato il celebre Ciscio IOS.

Tecniche di commutazione

I pacchetti elaborati dal router devono essere inoltrati da una porta di entrata ad una di uscita. Questa tecnica commuta quindi i pacchetti con due differenti modalità.

Store-and-Forward

È il metodo più affidabile. Il router riceve l’intero pacchetto, lo memorizza nel buffer, in genere la RAM o la TCAM e calcola un checksum (CRC), una sorta di “riassunto” o impronta del pacchetto.

Vantaggio: Zero errori. Se il pacchetto è corrotto, viene scartato subito.
Svantaggio: Latenza elevata, poiché il tempo di elaborazione dipende dalla lunghezza del pacchetto.

Cut-Through

Il router non immagazzina tutto il pacchetto. Inizia a trasmettere il pacchetto non appena legge l’indirizzo di destinazione (i primi byte del pacchetto stesso).

Vantaggio: Latenza bassissima.
Svantaggio: Propaga pacchetti corrotti, sprecando banda a valle.

Algoritmi di routing

Quello dell’instradamento è un problema molto complesso e ben trattato sui manuali universitari. Ci limitiamo ad indicare come esistano diverse strategie ed algoritmi che i router utilizzano per svolgere il loro compito di indirizzamento. Il primo sistema è il link statico. Questo implica che un collegamento al router successivo è impostato manualmente. In genere è il più veloce e preferito se risponde ai requisiti delle maschere di rete. Un link statico non si aggiorna da solo, deve essere esplicitamente un gestore di rete a rimuoverlo in caso in cui l’altra estremità fallisse e venisse giù.

Algoritmo di Bellman-Ford (Distance-Vector)

Più semplice ma più lento ad aggiornarsi. E’ il principio fondante del sistema RIP/2. I router non conoscono l’intera topologia, ma solo ciò che dicono i vicini (“routing per sentito dire”). Funziona molto bene ma quando un link cade le tabelle di routing vanno ricalcolate. Usato nelle reti piccole.

Algoritmo di Dijkstra (Link-State)

Usato per trovare il cammino minimo in un grafo con pesi non negativi. Ogni router costruisce una mappa completa della rete (o la rigenera periodicamente). Si parte dal nodo sorgente, si esplorano i vicini e si aggiorna una lista di “distanze minime” provvisorie finché non si è certi del percorso più breve per ogni nodo. E’ la base dell’algoritmo OSPF (Open Shortest Path First), usato su aree di backbone più grandi.

Applicazioni aggiuntive

Spesso i router possono aggiungere una serie di funzionalità comode a cominciare dalla distribuzione di indirizzi IP per reti a valle attraverso il classico DHCP. Altri più sofisticati possono includere dei veri firewall a filtraggio di pacchetto o sistemi di Quality Of Service (QoS)

Ultima modifica 23 Febbraio 2026