Czym naprawdę jest router

Ta lekcja nie opisuje sprzętu Cisco ani domowego „routera”. Wyjaśnia rolę routera w przepływie ruchu sieciowego. Router nie „udostępnia internetu” — router podejmuje decyzje o drodze pakietu. Przeskok mentalny: z urządzeń na przepływ pakietu.

1. Scenariusz z życia — dlaczego bez routera sieci się nie widzą

Firma ma dwie sieci: pracowników 192.168.10.0/24 i serwerów 192.168.20.0/24. Komputery działają, switchy działają — ale host z jednej sieci nie pinguje hosta z drugiej. Dlaczego?

Switch przekazuje ramki w obrębie jednej sieci (po adresie MAC). Nie analizuje adresu IP celu. Gdy host 192.168.10.5 chce wysłać pakiet do 192.168.20.10, sprawdza: czy 192.168.20.10 jest w mojej sieci? Na podstawie maski wie, że nie — 192.168.20.x to inna podsieć. Wysyła więc pakiet nie bezpośrednio do celu, tylko do bramy domyślnej. Brama to adres routera. Bez routera między sieciami 192.168.10.0/24 i 192.168.20.0/24 pakiety nigdy nie przejdą z jednej do drugiej. Switch przekazuje; router decyduje, gdzie pakiet ma pójść dalej.

2. Co robi router (mechanizm, nie definicja)

Krok po kroku — bez opisu obudowy i portów:

1. Host wykrywa, że adres celu jest w innej sieci. Na podstawie własnego adresu i maski porównuje sieć źródła i celu. Inna sieć → host nie wyśle ramki bezpośrednio do odbiorcy; wyśle do bramy (routera).
2. Host wysyła pakiet do bramy. W ramce Ethernet adres MAC celu to adres MAC routera (na tym segmencie); adres IP celu w nagłówku IP to wciąż docelowy host. Router odbiera ramkę, bo MAC jest do niego.
3. Router sprawdza tablicę routingu. Patrzy na adres IP celu w pakiecie. Tablica mówi: żeby dojść do sieci X, wyślij pakiet na interfejs Y (albo do następnego skoku). Decyzja na podstawie adresu warstwy 3, nie MAC.
4. Router wybiera interfejs wyjściowy. Ten interfejs prowadzi do sieci docelowej (lub do kolejnego routera). Bez wpisu w tablicy router nie wie, gdzie wysłać pakiet — odrzuci lub wyśle na trase domyślną.
5. Router zmienia nagłówek L2. Stara ramka Ethernet (od hosta do routera) jest odrzucana. Router buduje nową ramkę: nowy adres MAC źródła (router), nowy adres MAC celu (następny hop lub host docelowy, jeśli w tej samej sieci co interfejs wyjściowy). Adresy IP w nagłówku IP się nie zmieniają — źródło i cel IP pozostają takie same.
6. Router przekazuje pakiet dalej. Ramka wychodzi z wybranego interfejsu. Pakiet idzie w stronę celu; na kolejnym routerze (jeśli jest) proces się powtarza.

Router nie „udostępnia” nic — podejmuje decyzję o drodze i przekazuje pakiet dalej.

3. Router w modelu OSI

Switch działa w warstwie 2 (łącza danych). Przekazuje ramki na podstawie adresu MAC. Nie patrzy na adres IP. Wszystkie hosty w jednej sieci L2 „widzą” się przez switch. Switch = ulica: łączy segmenty tej samej sieci, ramki jadą „po adresie domu” (MAC).

Router działa w warstwie 3 (sieciowa). Analizuje adres IP. Tablica routingu mówi: sieć X → ten interfejs lub ten następny skok. Router = skrzyżowanie: decyduje, którą „drogą” (interfejsem) wysłać pakiet do innej sieci. Bez routera ruch między sieciami IP nie istnieje.

Porównanie: switch = ulica (ruch w obrębie jednej sieci); router = skrzyżowanie (wybór drogi między sieciami).

4. Interfejsy routera — ich znaczenie (nie wygląd)

Nie opisujemy portów fizycznie. Logicznie:

• Interfejs = granica sieci. Każdy interfejs routera ma adres IP w jakiejś podsieci. Ten adres jest bramą domyślną dla hostów w tej podsieci.
• Każdy interfejs = osobna podsieć. Router nie łączy urządzeń w sensie „przedłużacza” — łączy sieci. Interfejs A w 192.168.10.0/24, interfejs B w 192.168.20.0/24. Hosty z sieci A i B komunikują się przez router, bo router „należy” do obu sieci (ma adres w każdej).
• Router nie łączy urządzeń — łączy sieci. To kluczowa różnica względem switcha: switch łączy hosty w jednej sieci; router jest punktem styku między różnymi sieciami IP.

5. Funkcje routera

Mechanizmy — bez NAT i firewall (to osobne lekcje):

• Routing. Podejmowanie decyzji, na który interfejs (lub do jakiego następnego skoku) wysłać pakiet na podstawie adresu IP celu i tablicy routingu.
• Gateway (brama). Router jest bramą dla hostów w podsieciach, do których ma interfejsy. Hosty ustawiają adres routera jako bramę domyślną i wysyłają do niego cały ruch „na zewnątrz” swojej sieci.
• Separacja broadcastów. Router nie przekazuje ramek broadcast z jednej sieci do drugiej. Każda podsieć ma własną domenę broadcast. To ogranicza zasięg stormów i rozdziela ruch.
• Punkt decyzyjny ruchu. Wszystki ruch między sieciami przechodzi przez router. To miejsce, gdzie później wchodzi filtrowanie (ACL), NAT, firewall — ale na tym etapie ważne: router jest węzłem decyzyjnym dla przepływu pakietów między sieciami.

6. Myślenie administratora

Patrząc na router, administrator pyta:

1. Jakie sieci zna? Tablica routingu: które sieci są bezpośrednio podłączone (interfejsy), które są osiągalne przez następny skok, czy jest trasa domyślna (0.0.0.0/0).
2. Gdzie wyśle pakiet? Dla danego adresu IP celu — który wpis w tablicy pasuje, który interfejs lub następny skok. Brak wpisu = brak drogi (pakiet odrzucony lub ICMP „network unreachable”).
3. Jaka jest trasa domyślna? Gdzie idzie ruch do sieci, których router nie ma w tablicy (np. internet). Trasa 0.0.0.0/0 (default route) kieruje taki ruch na określony interfejs lub następny router.

To przygotowuje grunt pod lekcję „routing statyczny” — czyli jak router „uczy się” tych dróg (wpisy w tablicy).

7. Zapamiętaj — fakty egzaminowe

• Router pracuje w warstwie 3 (sieciowa); decyduje o drodze pakietu na podstawie adresu IP i tablicy routingu. Switch pracuje w L2 (MAC).
• Każdy interfejs routera to inna sieć (podsieć); router nie łączy urządzeń — łączy sieci.
• Host wykrywa inną sieć (maska) i wysyła pakiet do bramy (routera); bez routera między podsieciami sieci się nie widzą.
• Router sprawdza tablicę routingu, wybiera interfejs wyjściowy, zmienia nagłówek L2 (nowe MAC) i przekazuje pakiet dalej; adresy IP w nagłówku IP się nie zmieniają.
• Router nie przekazuje (forward) broadcastów między sieciami — każda podsieć ma własną domenę broadcast.
• Switch = ulica (ruch w jednej sieci); router = skrzyżowanie (wybór drogi między sieciami).
• Administrator przy routerze: jakie sieci zna, gdzie wyśle pakiet, jaka jest trasa domyślna. To podstawa do „routing statyczny”.