Introduction
Que fait exactement un routeur ? Et comment fait-il ? Bien que la réponse à la première question puisse être relativement simple (un routeur achemine les paquets de données sur les réseaux), toute la complexité réside dans le « comment ».
Les routeurs se présentent sous de nombreuses formes et tailles : une salle remplie de systèmes dédiés montés en rack pour les clouds d’entreprise ; des boîtiers commerciaux prêts à l’emploi de fabricants comme Linksys ou D-Link ; et des solutions de bricolage de la taille d’un jeu de cartes, construites sur des plates-formes d’amateurs comme Raspberry Pi.
Laissant de côté la métaarchitecture globale de l’échange de paquets, le matériel de base d’un routeur commercial moderne (destiné aux marchés des petites entreprises et des réseaux domestiques) le distingue des solutions d’entreprise ou spécifiques aux applications. Plus précisément, un tel routeur met l’accent sur la commodité. Les appareils individuels agissent comme un modem DSL, un routeur, un point d’accès sans fil, un serveur multimédia et une connexion à l’évier de cuisine intelligent. De plus, le processeur et la connectivité sont orientés vers un profil complètement différent (utilisation de la bande passante élevée pour les jeux et le streaming, ainsi que des connexions simultanées à partir de plusieurs appareils, y compris les smartphones et les réfrigérateurs) que les plates-formes orientées entreprise.
Cet article se concentre sur le matériel qui exécute les routeurs grand public modernes. Et dans les routeurs d’aujourd’hui, les solutions SoC (système sur puce) sont universelles : tout le matériel que nous couvrons se présente sous la forme de SoC intégrés. Ces systèmes multifonctions comprennent une variété de configurations avec des capacités différentes, ce qui rend plus difficile l’exploration de leurs architectures respectives ; mais ils simplifient le processus de conception du routeur. Il y a beaucoup moins d’appareils à prendre en compte lorsqu’une seule carte est livrée avec tout ce qui y est intégré.
Cela ne signifie pas pour autant que les systèmes complètement intégrés sont les seules configurations prêtes à l’emploi qui méritent d’être envisagées. Même dans le monde des SoC, des facteurs tels que le coût, la consommation d’énergie et les exigences OEM créent un monde de solutions SoC chimériques, avec plusieurs radios ou émetteurs-récepteurs haute puissance pressés pour desservir une carte processeur/mémoire de niveau supérieur ou un modem xDSL. connecté à l’un des ports d’un processeur plus polyvalent. Des solutions avec des modules de mémoire RAM ou flash discrets et des émetteurs-récepteurs avec des puces radio séparées existent, mais elles sont rares. Nous nous concentrons donc sur les deux classes de SoC que l’on voit le plus souvent dans la nature : les processeurs/puces tout-en-un et les émetteurs-récepteurs.
Remarque sur les logiciels/micrologiciels
Les routeurs commerciaux privilégient massivement Linux comme système d’exploitation et utilisent souvent une version personnalisée. Un serveur Web léger est presque toujours installé également pour la configuration de l’appareil contrôlée par l’utilisateur.
Un autre système d’exploitation, VxWorks, n’est utilisé que dans les systèmes de classe entreprise, mais il mérite une mention, ne serait-ce que parce qu’il est utilisé sur Mars Reconnaissance Orbiter, et j’achèterais un routeur commercial exécutant VxWorks, quelle que soit la complexité du système final.
Enfin, une norme ouverte basée sur Linux, OpenWrt, est adoptée par de plus en plus d’OEM, même si elle était auparavant principalement utilisée par les amateurs prosommateurs.
