Inteligentne systemy transportowe coraz częściej uzależnione są od funkcjonowania niezawodnej sieci teleinformatycznej. Urządzenia sieciowe umożliwiają ich funkcjonowanie, pełniąc różne funkcje.
Przeciętny użytkownik nie zdaje sobie sprawy, jak wiele takich urządzeń pracuje w jego sieci lub w sieci Internet. Wymaga on jedynie jej bezprzerwowego działania. Administrator systemu, chcąc utrzymać sieć w pełnej sprawności, powinien nie tylko zdawać sobie sprawę z istnienia takich urządzeń, ale także skutecznie nimi zarządzać.
Routery są najważniejszymi urządzeniami warstwy sieci. Łączą one wiele sieci, np. sieć lokalną w Centrum Zarządzania Ruchem z siecią Internet. Oznacza to, że muszą przekazywać pakiety z sieci źródłowej do docelowej. Każda sieć (a właściwie jej podsieć) jest podłączona do innego interfejsu, czyli fizycznego miejsca w urządzeniu, do którego podłączane są przewody sieciowe. Interfejsy mogą mieć różne oznaczenia, np. Serial, Fast Ethernet lub Console (służący do zarządzania urządzeniem). Każdy interfejs ma swój numer i adres IP. Routery to właściwie komputery z systemem operacyjnym i pamięcią RAM (ang. Random Access Memory) i ROM (ang. Read Only Memory), zamknięte w małej obudowie, spełniające m.in. funkcję zapory sieciowej i routingu. Routing to proces przekazywania pakietów, podejmujący decyzje na podstawie danych zawartych w pakiecie IP. Dlatego routery nazywane są często urządzeniami warstwy trzeciej. Jednak należy pamiętać także o tym, iż pracują one na warstwie 2. i 1. Na rysunku widać, iż router odbiera od komputera PC 1 na interfejsie Fa 0/0 strumień bitów, które są dekodowane i przesyłane do warstwy drugiej, gdzie sprawdzana jest poprawność adresu MAC. Jeśli wszystko się zgadza, router sprawdza adres IP. Na podstawie tablicy routingu router decyduje, czy przekazać dalej pakiet czy nie. Jeśli wszystko się zgadza, router ponownie enkapsuluje pakiet w nową ramkę, a następnie wysyła ją na interfejs wyjściowy Fa 0/1, podłączony do komputera PC 2.
Routery przeszukują tablicę routingu (adresów sieciowych), zawierającą adresy poszczególnych sieci. Nie mają jednak one adresów wszystkich sieci na świecie, gdyż musiałyby zawierać ogromne bazy danych z informacją o lokalizacji każdej z nich. Router zna jedynie położenie przyległych sieci (w zależności od protokołu routingu).
Routing to przekazywanie pakietów przez sieć. Można go podzielić na dwie grupy: routing statyczny i dynamiczny. Routing statyczny polega na ręcznym przypisaniu adresów IP do każdego interfejsu routera. Jest to rozwiązanie bardziej pracochłonne niż w routingu dynamicznym, gdyż w przypadku zmiany topologii należy ustawiać je ręcznie. W małych sieciach ze względu na oszczędność mocy procesora routera i szerokości pasma łącza, które nie musi być wykorzystywane na wymianę zapytań o stan urządzeń, zaleca się stosowanie routingu statycznego. Routing statyczny jest także bezpieczniejszy. Dynamiczne protokoły routingu wymieniają się informacjami o trasach połączeń pomiędzy routerami i pozwalają na automatyczne zapisywanie tras w tablicy routingu. Umożliwiają one wybór najlepszej trasy pomiędzy urządzeniem źródłowym i docelowym, reagując na zmianę topologii i w przypadku awarii wybierając dogi alternatywne. Administratorzy wdrażający i utrzymujący dynamiczne protokoły routingu mają mniej pracy przy utrzymaniu sieci i dzięki temu jej konfiguracja jest mniej podatna na błędy.
Protokoły routingu można podzielić na dwie grupy: protokoły bramy wewnętrznej IGP (ang. Interior Gateway Protocols) i zewnętrznej EGP (ang. Exterior Gateway Protocols).
Protokoły IGP działają w obszarze pewnej domeny (systemu autonomicznego), czyli sieci pod kontrolą jednej organizacji. Na rysunku widać dwa systemy autonomiczne CZR 1 i CZR 2, wewnątrz których możemy zastosować m.in. następujące protokoły routingu: RIP, EIGRP, IS-IS, OSPF. Chcąc połączyć dwa centra zarządzania Ruchem – CZR 1 i CZR 2, użylibyśmy protokołu BGP. Protokoły routingu wyznaczają najlepszą trasę na podstawie metryki. Metryką może być liczba skoków (routerów) przez które przechodzą pakiety, lub szerokość pasma (wybierana jest trasa o największej wartości), opóźnienie (pod uwagę brany jest czas przejścia pakietu przez sieć), niezawodność (obliczane jest prawdopodobieństwo awarii łącza), obciążenie (pod uwagę brane jest natężenie ruchu) i koszt (wybierana jest najmniejsza wartość obliczona lub ustalona przez administratora).
Protokoły bramy wewnętrznej dzielą się także ze względu na metrykę na protokoły routingu wektora odległości oraz routingu łącze – stan i zostaną omówione na przykładzie protokołu RIP (ang. Routing Information Protocol) i OSPF (ang. Open Shortest Path First). RIPv2 (wersji drugiej) jest bezklasowym protokołem, który używa liczby skoków jako metryki (Ripv2 ma ograniczenie do 15 skoków). Router zna jedynie odległość i kierunek, w którym powinien przesłać pakiety. W celu sprawdzenia stanu urządzeń, router co 30 sekund wysyła aktualizacje do swoich sąsiadów, mimo iż nie zachodzą żadne zmiany w topologii. Czas, w jakim routery wpiszą urządzenia ze swojej sieci nazywamy zbieżnością. Im ten czas jest dłuższy, tym dłużej sieć musi czekać na otrzymanie poprawnej konfiguracji, co może prowadzić do powstania tzw. pętli routingu, czyli niepotrzebnego krążenia pakietów w sieci. Protokoły łącze – stan opierają się na algorytmie SPF (ang. Shortest Path First) Edsgera Dijkstry, który polega budowie przez każdy router kompletnej mapy topologii, a następnie na wybraniu trasy o najmniejszym koszcie. RIP posiada jedynie listę sieci z informacją o koszcie i routerach następnego skoku (aby zobaczyć, ile routerów dzieli nas od serwera przeglądu ITS, wystarczy w wierszu poleceń wpisać komendę tracert przeglad-its.pl). Do obliczenia kosztu dla sieci z zaimplementowanym protokołem OSPF posłuży nam rysunek. Widać na nim, iż najtańsza trasa pomiędzy routerami A i D to połączenie A, B, D z kosztem wynoszącym 3. Protokoły łącze – stan charakteryzują się szybszym czasem zbieżności, jednak ze względu na obliczenia wymagają większej mocy obliczeniowej, co przy obecnej mocy routerów jest właściwie pomijalne.
Wybór zarówno odpowiednich routerów, jak i zaimplementowanie odpowiednich protokołów routingu oraz mądre zarządzanie nimi pozwoli systemom ITS na bezproblemową pracę przez długi okres eksploatacji, co jest niezwykle istotne w celu osiągnięcia ich wysokiej niezawodności.
