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Die Technik hinter virtuellen Routern und deren neue Rolle

Die fortschreitende Virtualisierung hat den Markt für Router erreicht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie von virtuellen Routern profitieren.

Hinweis der Redaktion: In dieser dreiteiligen Reihe untersucht Kevin Tolly den Markt für virtuelle Router. In Teil eins erläutert Tolly die Entwicklung von virtuellen Routern. In den Fortsetzungen geht es um virtuelle Router von vier Herstellern - Brocade, Cisco, HP und Juniper - sowie ihre Funktionen und Vorteile.

Mittlerweile ist die Vorstellung ein vertrautes Konzept, Dinge aller Art zu virtualisieren. Am gängigsten ist hierbei die virtuelle Maschine. Sie erscheint den Benutzern wie ein realer Computer - mit einer tatsächlich vorhandenen Festplatte und Arbeitsspeicher. In Wahrheit sind diese Komponenten allerdings nicht eigenständig vorhanden. Vielmehr stellt die virtuelle Betriebssystemumgebung - in der Regel ein Hypervisor wie VMware vSphere, Citrix Xen Server oder Microsoft Hyper-V - diese Bestandteile für uns nur so dar.

Virtuelle Router unterscheiden sich nicht von diesem Ansatz. Ein virtueller Router verfügt über alle Komponenten eines physischen Routers und arbeitet auf die gleiche Weise. Doch genau wie eine virtuelle Maschine existiert ein virtueller Router nicht als Standalone-Gerät mit physischen Verbindungen.

Um einen virtuellen Router zu verstehen, ist es wichtig, die Elemente eines physischen Routers zu begreifen. In seiner einfachsten Form verbindet ein Router zwei LANs miteinander und nutzt dazu ein Protokoll, das Subnetze und die Routen zwischen diesen Subnetzen implementiert und unterstützt. Dies bezeichnet man als routingfähiges Protokoll. Etwas komplexer wird es, wenn Router - über ein Wide Area Network (WAN) - Subnetze mit anderen Subnetzen verbinden, die sich an unterschiedlichen geografischen Standorten befinden.

Demnach werden drei Komponenten benötigt: eine LAN-Schnittstelle, eine WAN-Schnittstelle und der Routingcode, der festlegen kann, welcher Traffic über das WAN transportiert werden muss und wie der Traffic entsprechend in Pakete zu unterteilen ist.

Als in den 1990er Jahren das WAN-Routing zum ersten Mal eine praktikable Möglichkeit bot, geografisch verteilte Firmen-LANs zu verbinden, befand sich die Routingwelt in ihrer „Wildwest“-Phase. Obwohl wir unsere derzeitigen Netzwerke möglicherweise als komplex empfinden, sind sie recht einfach, jedenfalls in puncto grundlegendes Routing, da sowohl das Internet als auch die Router über IP laufen.

Router der ersten Generation und die Situation heute

Für die ersten Router war das alles nicht so simpel. Viele dieser Router waren nicht per Internet, sondern mittels privater WANs angebunden und beherrschten vielfach eine beliebige Anzahl von routingfähigen Protokollen, zum Beispiel DECNet, IPX von Novell und sogar Banyan VINES. Zur damaligen Zeit behauptete Ciscos Marketing-Team, die Produkte des Herstellers würden mehr als ein Dutzend Protokolle routen. Somit konnte die für diese vielen Protokolle erforderliche Verarbeitungsleistung und der Speicherbedarf erheblich ausfallen. Das gilt insbesondere mit Blick auf die damals generell verfügbare Rechenleistung.

Die WAN-Verbindung war um keinen Deut einfacher. Die Schnittstelle für das Wide Area Network verwendete üblicherweise High-Level Data Link Control (HDLC) oder Frame Relay. Diese Übertragungsverfahren setzten spezifische Hardwareschnittstellen voraus, die nur bei speziellen Routern verfügbar waren.

Machen wir einen Sprung zur heutigen Situation. Unsere Welt ist um ein Vielfaches einfacher geworden. Nicht nur, dass es lediglich um das Routing eines einzigen Protokolls geht, auch die CPU-Leistung ist gewachsen, während Speicher reichlich verfügbar ist - selbst bei kommerziellen Standardservern.

Die WAN-Schnittstelle - so wie sie von Kabel- und DSL-Providern implementiert wird - ist einfach zu einer weiteren Standard-Ethernet-Verbindung geworden. Und da Ethernet-Karten mit 10 Gigabit sogar für handelsübliche Server ohne weiteres erhältlich sind, ist es keine Herausforderung, die Bandbreite zu erreichen, die für Internetgeschwindigkeiten, die selten 100 MBit/s überschreiten, notwendig ist.

Einfache Routing-Anforderungen auch mit Standard-PCs

Was bedeutet das nun? Die heutigen grundlegenden Anforderungen an Router (für einen einfachen Router in der Außenstelle eines Unternehmens) lassen sich gut mit der Leistung eines Standard-PCs abdecken, der zwei Ethernet-Verbindungen besitzt. Und natürlich muss dieser Standard-PC nicht real vorhanden sein, sondern kann auch in virtueller Form vorliegen.

Sogar vor dem Siegeszug der Virtualisierung produzierte Vyatta, inzwischen Teil von Brocade, Router für den Einsatz in Unternehmen, die auf Standard-PCs von Dell liefen. In jüngerer Zeit haben Anbieter wie Cisco, HP und andere Code auf ihren Plattformen implementiert, der die Generierung von mehreren Standalone-Routern auf einem einzigen physischen Server ermöglicht. Dadurch ergibt sich ein Virtualisierungsansatz, der besonders attraktiv in Umgebungen mit mehreren Mandanten ist, weil jeder Mandant einen dedizierten, wenn auch virtuellen Router nutzen kann.

Im nächsten Teil geht es um die virtuellen Router von Brocade und Cisco.

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