Что такое маршрутизатор и как он работает?

Вы заметили, что скорость вашего интернета увеличивается при подключении к Wi-Fi, в отличие от нас, просто использующих обычный сеть 4G ? Ну, вы должны поблагодарить маршрутизатор Wi-Fi за это, он делает наш просмотр без проблем. В зависимости от того, в какой стране вы живете, разница в скорости может быть вдвое, если не больше. Мы живем во времена, когда скорость интернета выросла настолько, что теперь мы измеряем скорость интернета в гигабитах, а не в килобитах всего несколько лет назад. Для нас естественно ожидать улучшения наших беспроводных устройств, а также появления новых захватывающих технологий, которые появляются на рынке беспроводной связи.

Содержание[ Спрятать ]

• Что такое Wi-Fi роутер?
• Каковы преимущества маршрутизатора?
• Каковы функции маршрутизатора?
• Как работает маршрутизация?
• Wi-Fi роутеры
• Чем Wi-Fi 6 отличается от своего предшественника?
• Что произойдет с моими старыми устройствами WI-FI?

Что такое Wi-Fi роутер?

Проще говоря, Wi-Fi-роутер — это не что иное, как небольшая коробка с короткими антеннами, которая помогает передавать интернет по всему дому или офису.

Маршрутизатор — это аппаратное устройство, которое действует как мост между модемом и компьютером. Как следует из названия, он направляет трафик между используемыми вами устройствами и Интернетом. Выбор правильного типа маршрутизатора играет важную роль в определении самого быстрого интернет-соединения, защиты от киберугроз, брандмауэров и т. д.

Это совершенно нормально, если у вас нет технических знаний о том, как работает маршрутизатор. Давайте разберемся на простом примере, как работает роутер.

У вас может быть множество устройств, таких как смартфоны, ноутбуки, планшеты, принтеры, смарт-телевизоры и многое другое, которые подключены к Интернету. Эти устройства вместе образуют сеть, которая называется Локальная сеть (И). Наличие все большего количества устройств на И приводит к потреблению разной пропускной способности на разных используемых устройствах, что может привести к задержкам или перебоям в работе Интернета на некоторых устройствах.

Именно здесь в дело вступает маршрутизатор, обеспечивающий беспрепятственную передачу информации между этими устройствами, направляя входящий и исходящий трафик наиболее эффективным способом.

Одной из основных функций маршрутизатора является работа в качестве Концентратор или коммутатор между компьютерами, что позволяет беспрепятственно усваивать и передавать данные между ними.

Чтобы обрабатывать все эти огромные объемы входящих и исходящих данных, маршрутизатор должен быть умным, и, следовательно, маршрутизатор — это компьютер в своем роде, поскольку он имеет ЦП и память, который помогает иметь дело с входящими и исходящими данными.

Типичный маршрутизатор выполняет множество сложных функций, таких как

1. Обеспечение высочайшего уровня безопасности от брандмауэра
2. Передача данных между компьютерами или сетевыми устройствами, которые используют одно и то же интернет-соединение
3. Разрешить использование Интернета на нескольких устройствах одновременно

Каковы преимущества маршрутизатора?

1. Обеспечивает более быстрые сигналы Wi-Fi

Современные маршрутизаторы Wi-Fi используют устройства уровня 3, которые обычно имеют диапазон от 2,4 ГГц до 5 ГГц, что помогает обеспечить более быстрые сигналы Wi-Fi и расширенный диапазон, чем предыдущие стандарты.

2. Надежность

Маршрутизатор изолирует затронутую сеть и передает данные через другие сети, которые отлично работают, что делает его надежным источником.

3. Портативность

Беспроводной маршрутизатор устраняет необходимость в проводном соединении с устройствами, отправляя сигналы Wi-Fi, тем самым обеспечивая высочайшую степень мобильности сети подключенных устройств.

Существует два разных типа маршрутизаторов:

а) Проводной маршрутизатор: Он подключается напрямую к компьютерам с помощью кабелей через выделенный порт, который позволяет маршрутизатору распространять информацию.

б) Беспроводной маршрутизатор: Это современный маршрутизатор, который распространяет информацию через антенны по беспроводной сети на несколько устройств, подключенных к его локальной сети.

Чтобы понять работу маршрутизатора, нам нужно сначала изучить его компоненты. К основным компонентам маршрутизатора относятся:

ПРОЦЕССОР:Это основной контроллер маршрутизатора, который выполняет команды операционной системы маршрутизатора. Это также помогает в инициализации системы, управлении сетевым интерфейсом и т. д. ПЗУ:Постоянная память содержит эту программу начальной загрузки и программы диагностики при включении питания (POST). БАРАН:В оперативной памяти хранятся таблицы маршрутизации и файлы текущей конфигурации. Содержание баран удаляются при включении и выключении маршрутизатора. энергонезависимая память:В энергонезависимой ОЗУ хранится файл начальной конфигурации. В отличие от оперативной памяти сохраняет содержимое даже после включения и выключения роутера. Флэш-память:Он хранит образы операционной системы и работает как перепрограммируемый ПЗУ. Сетевые интерфейсы:Интерфейсы — это физические порты подключения, которые позволяют подключать к маршрутизатору различные типы кабелей, такие как Ethernet, Оптоволоконный распределенный интерфейс передачи данных (FDDI), цифровая сеть с интеграцией услуг (ISDN) и т. д. Автобусы:Шина действует как мост связи между ЦП и интерфейсом, который помогает в передаче пакетов данных.

Каковы функции маршрутизатора?

Маршрутизация

Одной из основных функций маршрутизатора является пересылка пакетов данных по маршруту, указанному в таблице маршрутизации.

Он использует определенные внутренние предварительно настроенные директивы, называемые статическими маршрутами, для пересылки данных между входящим и исходящим соединениями интерфейса.

Маршрутизатор также может использовать динамическую маршрутизацию, при которой пакеты данных пересылаются по разным маршрутам в зависимости от условий в системе.

Статическая маршрутизация обеспечивает большую безопасность системы по сравнению с динамической, поскольку таблица маршрутизации не изменяется, пока пользователь не изменит ее вручную.

Рекомендуемые: Исправление беспроводного маршрутизатора, который продолжает отключаться или падать

Определение пути

Маршрутизаторы учитывают несколько альтернатив для достижения одного и того же пункта назначения. Это называется определением пути. При определении пути учитываются два основных фактора:

• Источник информации или таблица маршрутизации
• Стоимость прохождения каждого пути – метрика

Для определения оптимального пути маршрутизатор ищет в таблице маршрутизации сетевой адрес, полностью совпадающий с IP-адресом пакета назначения.

Таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации имеет уровень сетевой логики, который указывает маршрутизатору пересылать пакеты данных в пункт назначения. Он содержит сетевые ассоциации, которые помогают маршрутизатору наилучшим образом достичь IP-адреса назначения. Таблица маршрутизации содержит следующую информацию:

1. Идентификатор сети — IP-адрес назначения
2. Метрика – путь, по которому должен быть отправлен пакет данных.
3. Hop — это шлюз, через который пакеты данных должны быть отправлены для достижения конечного пункта назначения.

Безопасность

Маршрутизатор обеспечивает дополнительный уровень безопасности сети с помощью брандмауэра, который предотвращает любые киберпреступления или взломы. Брандмауэр — это специализированное программное обеспечение, которое анализирует входящие данные из пакетов и защищает сеть от кибератак.

Маршрутизаторы также обеспечивают Виртуальная частная сеть (VPN) который обеспечивает дополнительный уровень безопасности сети и тем самым создает безопасное соединение.

Таблица переадресации

Пересылка — это фактический процесс передачи пакетов данных между уровнями. Таблица маршрутизации помогает выбрать наилучший возможный маршрут, в то время как таблица переадресации приводит маршрут в действие.

Как работает маршрутизация?

1. Маршрутизатор считывает IP-адрес назначения входящего пакета данных.
2. На основе этого входящего пакета данных он выбирает соответствующий путь, используя таблицы маршрутизации.
3. Затем пакеты данных пересылаются на конечный IP-адрес назначения через переходы с использованием таблицы переадресации.

Проще говоря, маршрутизация — это процесс передачи пакетов данных из пункта назначения А в пункт назначения Б с ​​использованием необходимой информации оптимальным образом.

Выключатель

Коммутатор играет очень важную роль в обмене информацией между устройствами, которые подключены друг к другу. Коммутаторы обычно используются для больших сетей, где все устройства, соединенные вместе, образуют локальную сеть (LAN). В отличие от маршрутизатора коммутатор отправляет пакеты данных только на конкретное устройство, настроенное пользователем.

Мы можем понять больше на небольшом примере:

Допустим, вы хотите отправить фотографию своему другу в WhatsApp. Как только вы публикуете фотографию своего друга, определяются IP-адрес источника и получателя, а фотография разбивается на маленькие биты, называемые пакетами данных, которые должны быть отправлены в конечный пункт назначения.

Маршрутизатор помогает найти оптимальный способ передачи этих пакетов данных на IP-адрес назначения с использованием алгоритмов маршрутизации и пересылки и управлять трафиком в сети. Если один маршрут перегружен, маршрутизатор находит все возможные альтернативные маршруты для доставки пакетов на IP-адрес назначения.

Wi-Fi роутеры

Сегодня нас окружает больше точек доступа Wi-Fi, чем когда-либо в истории, и все они стремятся обслуживать все больше и больше устройств, требующих данных.

Сигналов Wi-Fi так много, как сильных, так и слабых, что если бы у нас был особый способ их увидеть, воздушное пространство вокруг было бы сильно загрязнено.

Теперь, когда мы входим в зоны с высокой плотностью и высоким спросом, такие как аэропорты, кафе, мероприятия и т. Д., Концентрация множества пользователей с беспроводными устройствами увеличивается. Чем больше людей пытаются выйти в интернет, тем больше нагрузки приходится на точку доступа, чтобы удовлетворить огромный спрос. Это уменьшает полосу пропускания, доступную каждому пользователю, и значительно снижает скорость, что приводит к проблемам с задержкой.

Семейство Wi-Fi 802.11 восходит к 1997 году, и с тех пор каждое обновление для улучшения производительности Wi-Fi производилось в трех областях, которые также использовались в качестве метрики для отслеживания улучшений, и они

• модуляция
• пространственные потоки
• склеивание каналов

Модуляция это процесс формирования аналоговой волны для передачи данных, точно так же, как любая звуковая мелодия, которая поднимается и опускается, пока не достигнет наших ушей (приемника). Эта конкретная волна определяется частотой, где амплитуда и фаза изменяются, чтобы указать уникальные биты информации для цели. Таким образом, чем выше частота, тем лучше связь, но, как и в случае со звуком, мы можем сделать только так, чтобы увеличить громкость, если есть помехи от других звуков, в нашем случае радиосигналов, качество страдает.

Пространственные потоки подобны нескольким потокам воды, выходящим из одного и того же истока реки. Источник реки может быть довольно сильным, но один-единственный поток не способен нести такое большое количество воды, поэтому он разделяется на несколько потоков, чтобы достичь конечной цели - встретиться в общем заповеднике.

Wi-Fi делает это с помощью нескольких антенн, когда несколько потоков данных одновременно взаимодействуют с целевым устройством, это известно как MIMO (несколько входов — несколько выходов)

Когда это взаимодействие происходит между несколькими целями, оно называется многопользовательским (MU-MIMO), но вот в чем загвоздка: цели должны быть достаточно далеко друг от друга.

В любой момент времени сеть работает на одном канале, Объединение каналов это не что иное, как объединение меньших частей определенной частоты для увеличения мощности между целевыми устройствами. Беспроводной спектр очень ограничен определенными частотами и каналами. К сожалению, большинство устройств работают на одной и той же частоте, поэтому, даже если мы увеличим связывание каналов, будут другие внешние помехи, которые будут снижать качество сигнала.

Читайте также: Как узнать IP-адрес моего маршрутизатора?

Чем Wi-Fi 6 отличается от своего предшественника?

Короче говоря, улучшилась скорость, надежность, стабильность, количество подключений и энергоэффективность.

Если мы углубимся в это, мы начнем замечать, что делает Wi-Fi 6 настолько универсален добавление 4-го показателя Airtime Efficiency . Все это время мы не учитывали ограниченный ресурс беспроводной частоты. Таким образом, устройства заполнили бы больше каналов или частот, чем требуется, и были бы подключены намного дольше, чем нужно, простыми словами, очень неэффективная неразбериха.

Протокол Wi-Fi 6 (802.11ax) решает эту проблему с помощью OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов) где передача данных оптимизирована и объединена, чтобы использовать только требуемый объем запрошенных ресурсов. Это назначается и контролируется точкой доступа для доставки целевой запрошенной полезной нагрузки данных и использует нисходящую и восходящую линии связи. MU-MIMO (многопользовательский, несколько входов, несколько выходов) повысить эффективность передачи данных между устройствами. Используя OFDMA, устройства Wi-Fi могут отправлять и получать пакеты данных в локальной сети на более высоких скоростях и в то же время параллельно.

Параллельная передача данных чрезвычайно эффективно улучшает возможность передачи данных по сети, не вызывая падения существующих скоростей нисходящей линии связи.

Что произойдет с моими старыми устройствами WI-FI?

Это новый стандарт Wi-Fi, установленный Международным альянсом Wi-Fi в сентябре 2019 года. Wi-Fi 6 обратно совместим, но есть некоторые косметические изменения.

Каждая сеть, к которой мы подключаемся, работает с разной скоростью, задержкой и пропускной способностью, обозначаемой определенной буквой после 802.11, например 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n и 802.11ac что сбивало с толку даже лучших из нас.

Всей этой путанице положил конец Wi-Fi 6, и альянс Wi-Fi изменил соглашение об именах с этим. Каждая версия Wi-Fi до этой будет пронумерована между Wi-Fi 1-5 для простоты выражения.

Вывод

Хорошее понимание работы маршрутизатора помогает нам ориентироваться и решать различные проблемы, с которыми мы можем столкнуться как с нашими маршрутизаторами, так и с маршрутизаторами Wi-Fi. Мы уделяем большое внимание Wi-Fi 6, поскольку это новая развивающаяся беспроводная технология, за которой мы должны идти в ногу. Wi-Fi вот-вот изменит не только наши устройства связи, но и наши повседневные предметы, такие как холодильники, стиральные машины, автомобили и т. д. Но, независимо от того, насколько сильно меняются технологии, обсуждаемые основы, такие как маршрутизация, маршрутизация таблицы, переадресация, коммутаторы, концентраторы и т. д. по-прежнему являются важнейшей движущей фундаментальной идеей, лежащей в основе захватывающих разработок, которые вот-вот полностью изменят нашу жизнь к лучшему.

Адитья является целеустремленным профессионалом в области информационных технологий и последние 7 лет пишет о технологиях. Он охватывает интернет-услуги, мобильные устройства, Windows, программное обеспечение и практические руководства.