Принцип работы маршрутизатора

Принцип работы маршрутизатора

Интернет постепенно завоёвывает лидирующее положение в области получения информации. Становится всё больше средств её доставки.

В распоряжении пользователей всемирной сети находятся самые разнообразные современные устройства.

Совместное их использование без взаимного влияния друг на друга помогает организовать беспроводной маршрутизатор.

Назначение и работа

Сразу необходимо установить, что маршрутизатор и роутер — это физически одно и то же устройство.

Роутер — английское слово. Маршрутизатор — русскоязычный его перевод.

Принцип действия роутера состоит в распределении потоков информации — входной и выходной — в соответствии с картой маршрутов, заложенных в его памяти под управлением собственного процессора. Эта карта (таблица маршрутизации) является базой данных с набором правил, по которым определяется наилучший путь передачи пакетов информации и хранится в памяти устройства.

Количество маршрутов определяется количеством устройств, работающих в сети, созданной роутером, в данный момент времени. Маршрутизатор имеет собственный IP-адрес в интернете. Сам он, в свою очередь, постоянно обращается к элементам локальной сети, используя при этом IP-адреса, созданные им для них. Таким образом, по одному каналу связи сразу несколько устройств получают доступ к глобальной сети, используя технологию Wi-Fi.

Виды Wi-Fi маршрутизаторов

Технология Wi-Fi позволяет передавать сообщения, используя радиоволны.

Беспроводное качество или беспроводная достоверность — это дословный русскоязычный перевод англоязычной аббревиатуры.

Оборудование, использующее эту технологию, применяется для организации локальных беспроводных сетей. Эти сети развёртывают там, где использование кабельных линий требует больших затрат.

Маршрутизатор в беспроводных сетях выступает в роли диспетчера и работает как в качестве передатчика, так и приёмника радиосигналов. Какие бывают роутеры? По технологии передачи данных до роутера от провайдера интернет выделяют три группы:

1. роутеры ADSL;
2. Ethernet роутеры;
3. Роутеры LTE.

Устройства первой группы получают информацию по телефонным двухпроводным линиям связи. Скорость передачи данных на современном этапе развития не может удовлетворить требования большинства потребителей.

Для роутеров второй группы необходим специальный кабель для обмена информацией. Он представляет из себя две витые пары, по одной из которых осуществляется приём, а по другой — передача выходной информации. Скорость, с которой работают такие роутеры, удовлетворяет большинство потребителей (до 100 Мб/с). Этот способ на сегодня является наиболее эффективным и надёжным.

Применение витых пар позволяет ответить на вопрос, как провести интернет в квартиру без телефона.

Для работы LTE маршрутизаторов нет необходимости в прокладке кабелей. Обмен между провайдером интернет и точкой доступа, в качестве которой выступает Wi-Fi роутер, осуществляется по эфиру посредством радиоволн.

Они работают с мобильными сетями 3G и 4G. Скорость передачи-приёма пока невысока. Необходимость использования таких роутеров возникает там, где нет доступа к связи с использованием кабеля.

Современные маршрутизаторы являются центрами корпоративной и домашней сетей. Они организуют обмен между её отдельными элементами (участниками) как при помощи кабельных линий, так и с помощью радиосигнала. Они являются комбинированными устройствами, используя при этом преимущества разных видов подключения потребителей в зависимости от задач, поставленных перед каждым из них.

Роутер имеет входной разъём (коннектор) WAN для подключения к нему кабеля провайдера интернет и несколько разъёмов LAN, с которыми состыковываются кабели стационарных устройств сети (компьютеров). Используют нужное количество выходов. Эту часть устройства можно представить как роутер без wi-fi.

Остальные участники при соответствующей настройке роутера могут в любой момент подключиться, используя беспроводной Wi-Fi.

Маршрутизаторы могут контролировать доступ к различным ресурсам интернет (как глобальным, так и локальным). В них применена защита от сетевых угроз при помощи встроенного файервола (Firewall). Доступ ко всем ресурсам защищён паролем.

Правда, в общедоступных местах (кинотеатры, рестораны, вокзалы и аэропорты) вход в сеть свободный. Но при этом следует учитывать, что персональная информация становится также общедоступной в этих местах.

Все участники сети имеют возможность одновременной работы в ней, но ограничения, наложенные на скорость обмена в этом случае, заставляют их разумно распределять ресурсы. Скорость падает пропорционально количеству потребителей, желающих работать одновременно.

Проводное подключение использует его положительные стороны:

• бесперебойная работа;
• высокая скорость соединения.

Поэтому коннекторы LAN используют для подключения стационарных компьютеров, используемых для работы с объёмными приложениями и проведения вычислений.

Беспроводное соединение Wi-Fi лучше для ноутбуков, мобильных устройств. Для них нет необходимости прокладывать отдельные кабельные линии связи. У каждого из них есть встроенные модули Wi-Fi приёмников. К положительным качествам такого соединения надо отнести:

• отсутствие лишних кабелей и проводов в помещении;
• доступ к сети из любой точки зоны действия;
• возможность использования мобильных устройств.

Зона действия Wi-Fi ограничена мощностью передатчика роутера и степенью поглощения и отражения радиоволн окружающими предметами и конструкциями здания. Кроме того, в диапазоне частот, в котором осуществляется Wi-Fi обмен (2,4 GHz), трудно обеспечить электромагнитную совместимость с другими источниками излучения (Bluetooth, микроволновые печи…).

Некоторые модели роутеров могут иметь USB-порт. Он может быть использован для подключения внешних накопителей (жёстких дисков) или принтеров. USB-модем 3 G /4 G может быть подключён к разъёму при условии, что он совместим с данной моделью роутера. Эти условия отдельно оговариваются производителем маршрутизатора.

Стандарты беспроводной сети

Стандарты Wi-Fi определяют скорость и безопасность работы. Они складывались исторически. Новые требования на оборудование постепенно добавлялись к уже существующим стандартам.

К настоящему времени определились следующие типы: 802.11 b, 802.11 g, 802.11 i, 802.11 n.

Первый из них применяется до сих пор там, где аппаратура потребителя не поддерживает более совершенные стандарты. Его характеризует низкая по сегодняшним меркам скорость обмена (до 11Мбит/с) и низкий уровень безопасности. Радиус действия ограничен 50 метрами.

У стандарта 802.11 g значительно возросла скорость обмена данными (до 54Мбит/с). Уровень защиты возрос за счёт совместимости стандарта с новыми протоколами шифрования.

В стандарте 802.11 n заявленная разработчиками скорость составляет 600Мбит/с. Уровень защиты высокий. Радиус действия достигает 100 метров.

Роутеры, поддерживающие последние стандарты, требуют правильной настройки и совместимости с оборудованием, с которым планируется их совместная работа.

Особенности роутеров

Для выполнения расширенной сетевой перенастройки маршрутизатора нужно подключить его к компьютеру. Подключение должно происходить по инструкции. У каждой модели своя инструкция. При безлимитном тарифе применение маршрутизатора не будет влиять на цену услуг поставщика.

Маршрутизация интернет-трафика, которая осуществляется между несколькими составляющими сети, является главной функцией маршрутизатора. С помощью маршрутизатора образовывается своя компьютерная сеть, которая является изолированной от сети провайдера. При этом владелец маршрутизатора может самостоятельно менять и устанавливать различные сетевые настройки для разных устройств, которые находятся в этой сети. Поставщик услуги об этом может не знать.

Есть несколько классификаций маршрутизаторов. Их можно разделить по области, в которой они применяются, и по способу, которым они подключаются.

Беспроводные маршрутизаторы

У маршрутизатора, который подключается таким способом, есть небольшое преимущество. Он может осуществлять передачу информации еще и с помощью проводов. На данный момент с помощью использования технологий беспроводного подключения могут передавать данные без применения проводов большинство устройств. Более старые версии оборудования не поддерживают такую работу и для них необходимо использовать провода. С помощью беспроводного роутера можно объединить разные устройства в одну общую сеть с возможностью доступа в интернет. Такими устройствами могут быть: ноутбук, стационарный компьютер, нетбук, планшет, принтер, смартфон, телевизор с опцией Smart-TV.

Проводные маршрутизаторы

Такой маршрутизатор обязательно подключается к каждому устройству, которое находится в сети. Проводные маршрутизаторы используются для сети, в которой имеется не более 8 устройств. При этом эти устройства должны находиться постоянно на одном и том же месте. С помощью проводного подключения можно легко достигнуть доступа между всеми участниками этой сети. При таком подключении с одного устройства можно получить данные другого.

Принцип работы роутера

При передаче информации роутер использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой роутер принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты и метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям.

Функции и режимы работы

Ответом на вопрос, зачем нужен маршрутизатор, являются реализация его функций:

• разложение внешнего IP адреса от провайдера на 253 внутренние адреса для раздачи, дающие доступ многочисленным устройствам к интернету;
• решение задачи с перенаправлением портов и созданию общего доступа к сетевым и подключенным через USB устройствам (камерам, сканерам, файловым накопителям и т.д.);

• управление локальной сетью через патч-коды (специальный кабель, обжатый с обоих концов коннекторами).

Чаще всего устройства подключаются посредством LAN-порта формата R-45. В случае необходимости можно воспользоваться, для увеличения числа подключений, дополнительным сетевым коммутатором. В домашнем роутере не рекомендуется использовать более 8 устройств. Используя соответствующие разработки, роутер имеет возможность преобразовывать IP- адрес в локальной сети и использовать его в обратном направлении, что обеспечивает устройства онлайн-сервисом.

Настройка маршрутизатора осуществляется через административный интерфейс посредством любого браузера (комбинация цифр для адресной строки: 192.168.1.1.). Необходимо сделать настройку следующих параметров:

• тип соединения;
• тип подключения к интернету.

Остается подключить сам модуль Wi-Fi, следуя советам мастера установки.

Принцип работы

Мы уже знаем, что принцип работы маршрутизатора заключается в том, чтобы назначать и перераспределять потоки данных (определенные маршруты) между абонентскими устройствами и серверными станциями. Стоит отметить, что по умолчанию скорость доступа между разными устройствами делится поровну. Иными словами, в памяти роутера содержится некая таблица маршрутизации, в которой прописаны определенные протоколы, по которым работает вся система.

Именно эта таблица и определяет пути, по которым направляются пакеты данных: в ней содержатся все адреса подключенных компьютеров и провайдера (то есть всех устройств, которые входят в сеть).

Благодаря этой таблице создается организованная сеть, в которой каждый сигнал имеет свой путь и не перебивается с другими. Причем схема роутера так настроена, что каждый сигнал от каждого подключенного компьютера имеет наиболее оптимальный маршрут и минимальное время получения ответа.

Конечно, это еще не ответ на вопрос, как работает Wi-Fi роутер. Тут есть масса тонкостей и нюансов. Например, каждое подключенное устройство получает свой уникальный адрес. За это отвечает протокол DHCP. А для того чтобы подобрать наиболее оптимальный маршрут для каждого из подключенных ПК, роутер время от времени посылает сигнал по каждому из адресов. Это позволяет постоянно обновлять информацию о сети, сохраняя актуальное положение карты всей сети – это называется «Динамическая маршрутизация».

DHCP – это весьма удобная функция. Но в некоторых случаях в целях безопасности эту функцию необходимо отключить. Если DHCP-сервер отключен, то параметры сети (в частности сетевой адрес) устанавливаются вручную, что позволяет исключить определенные ошибки – это называется «Статическая маршрутизация».

Защита сети

Существуют разные режимы работы системы безопасности для самостоятельной настройки.

Для того чтобы настроить режим безопасности, вам потребуется войти в параметры маршрутизатора. Далее нужно перейти в раздел «Беспроводной режим» или «Wi-Fi» (на разных моделях может быть по-разному). Здесь вы найдете подраздел «Безопасность» или «Защита беспроводного режима».

Далее нужно просто выбрать режим работы Wi-Fi роутера. Как правило, в домашних сетях используется упрощенная система безопасности WPA-PSK или WPA2-PSK. Для исключения определенных неприятностей лучше всего выбирать смешанный режим WPA-PSKWPA2-PSK mixed. После выбора этого режима остается только назначить (придумать и ввести) сложный пароль и сохранить параметры.

Если говорить о корпоративных сетях, то здесь все сложнее. Такие сети требуют более высокого уровня защиты, так как кража корпоративных данных влечет за собой более серьезные последствия. Поэтому во многих маршрутизаторах существует такой режим защиты, как WPA-WPA2 Enterprise. Здесь я лишь уточню, что данная функция используется только системными администраторами в серьезных компаниях, когда защита стоит на первом месте.

Итак, мы провели краткий обзор, как работает маршрутизатор, – для чайников. Конечно, это очень обширная тема и здесь есть множество нюансов. Но в целом мы рассмотрели предназначение роутера и саму суть его работы.

 

Принцип работы маршрутизатора

Интернет постепенно завоёвывает лидирующее положение в области получения информации. Становится всё больше средств её доставки.

В распоряжении пользователей всемирной сети находятся самые разнообразные современные устройства.

Совместное их использование без взаимного влияния друг на друга помогает организовать беспроводной маршрутизатор.

Назначение и работа

Сразу необходимо установить, что маршрутизатор и роутер — это физически одно и то же устройство.

Роутер — английское слово. Маршрутизатор — русскоязычный его перевод.

Принцип действия роутера состоит в распределении потоков информации — входной и выходной — в соответствии с картой маршрутов, заложенных в его памяти под управлением собственного процессора. Эта карта (таблица маршрутизации) является базой данных с набором правил, по которым определяется наилучший путь передачи пакетов информации и хранится в памяти устройства.

Количество маршрутов определяется количеством устройств, работающих в сети, созданной роутером, в данный момент времени. Маршрутизатор имеет собственный IP-адрес в интернете. Сам он, в свою очередь, постоянно обращается к элементам локальной сети, используя при этом IP-адреса, созданные им для них. Таким образом, по одному каналу связи сразу несколько устройств получают доступ к глобальной сети, используя технологию Wi-Fi.

Виды Wi-Fi маршрутизаторов

Технология Wi-Fi позволяет передавать сообщения, используя радиоволны.

Беспроводное качество или беспроводная достоверность — это дословный русскоязычный перевод англоязычной аббревиатуры.

Оборудование, использующее эту технологию, применяется для организации локальных беспроводных сетей. Эти сети развёртывают там, где использование кабельных линий требует больших затрат.

Маршрутизатор в беспроводных сетях выступает в роли диспетчера и работает как в качестве передатчика, так и приёмника радиосигналов. Какие бывают роутеры? По технологии передачи данных до роутера от провайдера интернет выделяют три группы:

1. роутеры ADSL;
2. Ethernet роутеры;
3. Роутеры LTE.

Устройства первой группы получают информацию по телефонным двухпроводным линиям связи. Скорость передачи данных на современном этапе развития не может удовлетворить требования большинства потребителей.

Для роутеров второй группы необходим специальный кабель для обмена информацией. Он представляет из себя две витые пары, по одной из которых осуществляется приём, а по другой — передача выходной информации. Скорость, с которой работают такие роутеры, удовлетворяет большинство потребителей (до 100 Мб/с). Этот способ на сегодня является наиболее эффективным и надёжным.

Применение витых пар позволяет ответить на вопрос, как провести интернет в квартиру без телефона.

Для работы LTE маршрутизаторов нет необходимости в прокладке кабелей. Обмен между провайдером интернет и точкой доступа, в качестве которой выступает Wi-Fi роутер, осуществляется по эфиру посредством радиоволн.

Они работают с мобильными сетями 3G и 4G. Скорость передачи-приёма пока невысока. Необходимость использования таких роутеров возникает там, где нет доступа к связи с использованием кабеля.

Современные маршрутизаторы являются центрами корпоративной и домашней сетей. Они организуют обмен между её отдельными элементами (участниками) как при помощи кабельных линий, так и с помощью радиосигнала. Они являются комбинированными устройствами, используя при этом преимущества разных видов подключения потребителей в зависимости от задач, поставленных перед каждым из них.

Роутер имеет входной разъём (коннектор) WAN для подключения к нему кабеля провайдера интернет и несколько разъёмов LAN, с которыми состыковываются кабели стационарных устройств сети (компьютеров). Используют нужное количество выходов. Эту часть устройства можно представить как роутер без wi-fi.

Остальные участники при соответствующей настройке роутера могут в любой момент подключиться, используя беспроводной Wi-Fi.

Маршрутизаторы могут контролировать доступ к различным ресурсам интернет (как глобальным, так и локальным). В них применена защита от сетевых угроз при помощи встроенного файервола (Firewall). Доступ ко всем ресурсам защищён паролем.

Правда, в общедоступных местах (кинотеатры, рестораны, вокзалы и аэропорты) вход в сеть свободный. Но при этом следует учитывать, что персональная информация становится также общедоступной в этих местах.

Все участники сети имеют возможность одновременной работы в ней, но ограничения, наложенные на скорость обмена в этом случае, заставляют их разумно распределять ресурсы. Скорость падает пропорционально количеству потребителей, желающих работать одновременно.

Проводное подключение использует его положительные стороны:

• бесперебойная работа;
• высокая скорость соединения.

Поэтому коннекторы LAN используют для подключения стационарных компьютеров, используемых для работы с объёмными приложениями и проведения вычислений.

Беспроводное соединение Wi-Fi лучше для ноутбуков, мобильных устройств. Для них нет необходимости прокладывать отдельные кабельные линии связи. У каждого из них есть встроенные модули Wi-Fi приёмников. К положительным качествам такого соединения надо отнести:

• отсутствие лишних кабелей и проводов в помещении;
• доступ к сети из любой точки зоны действия;
• возможность использования мобильных устройств.

Зона действия Wi-Fi ограничена мощностью передатчика роутера и степенью поглощения и отражения радиоволн окружающими предметами и конструкциями здания. Кроме того, в диапазоне частот, в котором осуществляется Wi-Fi обмен (2,4 GHz), трудно обеспечить электромагнитную совместимость с другими источниками излучения (Bluetooth, микроволновые печи…).

Некоторые модели роутеров могут иметь USB-порт. Он может быть использован для подключения внешних накопителей (жёстких дисков) или принтеров. USB-модем 3 G /4 G может быть подключён к разъёму при условии, что он совместим с данной моделью роутера. Эти условия отдельно оговариваются производителем маршрутизатора.

Стандарты беспроводной сети

Стандарты Wi-Fi определяют скорость и безопасность работы. Они складывались исторически. Новые требования на оборудование постепенно добавлялись к уже существующим стандартам.

К настоящему времени определились следующие типы: 802.11 b, 802.11 g, 802.11 i, 802.11 n.

Первый из них применяется до сих пор там, где аппаратура потребителя не поддерживает более совершенные стандарты. Его характеризует низкая по сегодняшним меркам скорость обмена (до 11Мбит/с) и низкий уровень безопасности. Радиус действия ограничен 50 метрами.

У стандарта 802.11 g значительно возросла скорость обмена данными (до 54Мбит/с). Уровень защиты возрос за счёт совместимости стандарта с новыми протоколами шифрования.

В стандарте 802.11 n заявленная разработчиками скорость составляет 600Мбит/с. Уровень защиты высокий. Радиус действия достигает 100 метров.

Роутеры, поддерживающие последние стандарты, требуют правильной настройки и совместимости с оборудованием, с которым планируется их совместная работа.

Особенности роутеров

Для выполнения расширенной сетевой перенастройки маршрутизатора нужно подключить его к компьютеру. Подключение должно происходить по инструкции. У каждой модели своя инструкция. При безлимитном тарифе применение маршрутизатора не будет влиять на цену услуг поставщика.

Маршрутизация интернет-трафика, которая осуществляется между несколькими составляющими сети, является главной функцией маршрутизатора. С помощью маршрутизатора образовывается своя компьютерная сеть, которая является изолированной от сети провайдера. При этом владелец маршрутизатора может самостоятельно менять и устанавливать различные сетевые настройки для разных устройств, которые находятся в этой сети. Поставщик услуги об этом может не знать.

Есть несколько классификаций маршрутизаторов. Их можно разделить по области, в которой они применяются, и по способу, которым они подключаются.