ما هو جهاز التوجيه وكيف يعمل؟

هل لاحظت زيادة سرعة الإنترنت لديك عند الاتصال بشبكة Wi-Fi مقابل استخدامنا العادي فقط شبكة 4G? حسنًا ، يجب أن تشكر موجه Wi-Fi على ذلك ، فهو يجعل تجربة التصفح لدينا سلسة. اعتمادًا على البلد الذي تعيش فيه ، يمكن أن يكون تباين السرعة مرتين إن لم يكن أكثر. نحن نعيش في وقت ارتفعت فيه سرعة الإنترنت كثيرًا لدرجة أننا نقيس الآن سرعة الإنترنت بجيجابت بدلاً من كيلو بت قبل بضع سنوات فقط. من الطبيعي بالنسبة لنا أن نتوقع تحسينات في أجهزتنا اللاسلكية بالإضافة إلى ظهور تقنيات جديدة ومثيرة تظهر في السوق اللاسلكية.

ما هو موجه واي فاي؟

بكلمات بسيطة ، جهاز توجيه Wi-Fi ليس سوى صندوق صغير بهوائيات قصيرة تساعد في نقل الإنترنت في جميع أنحاء منزلك أو مكتبك.

جهاز التوجيه هو جهاز يعمل كجسر بين المودم والكمبيوتر. كما يوحي الاسم ، فإنه يوجه حركة المرور بين الأجهزة التي تستخدمها والإنترنت. يلعب اختيار النوع الصحيح من جهاز التوجيه دورًا مهمًا في تحديد أسرع تجربة للإنترنت ، والحماية من التهديدات السيبرانية ، والجدران النارية ، وما إلى ذلك.

لا بأس تمامًا إذا لم تكن لديك معرفة تقنية بكيفية عمل جهاز التوجيه. دعونا نفهم من مثال بسيط لكيفية عمل جهاز التوجيه.

قد يكون لديك مجموعة متنوعة من الأجهزة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والطابعات وأجهزة التلفزيون الذكية وغير ذلك الكثير التي تتصل بالإنترنت. تشكل هذه الأجهزة معًا شبكة تسمى شبكة المنطقة المحلية(LAN). وجود المزيد والمزيد من الاجهزه علي LAN يؤدي إلى استهلاك نطاقات ترددي مختلفة عبر مختلف الأجهزة المستخدمة ، مما قد يؤدي إلى تأخير أو انقطاع الإنترنت في بعض الأجهزة.

هذا هو المكان الذي يأتي فيه جهاز التوجيه من خلال تمكين نقل المعلومات عبر هذه الأجهزة بسلاسة عن طريق توجيه حركة المرور الواردة والصادرة بأكثر الطرق فعالية.

تتمثل إحدى الوظائف الأساسية لجهاز التوجيه في العمل كملف المحور أو التبديل بين أجهزة الكمبيوتر مما يسمح باستيعاب البيانات ونقلها فيما بينها بسلاسة.

لمعالجة كل هذه الكميات الهائلة من البيانات الواردة والصادرة ، يجب أن يكون جهاز التوجيه ذكيًا ، وبالتالي فإن جهاز التوجيه هو جهاز كمبيوتر بطريقته الخاصة لأنه يحتوي على وحدة المعالجة المركزية والذاكرة مما يساعد على التعامل مع البيانات الواردة والصادرة.

يؤدي جهاز التوجيه النموذجي مجموعة متنوعة من الوظائف المعقدة مثل

1. توفير أعلى مستوى أمان من جدار الحماية
2. نقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الشبكة التي تستخدم نفس اتصال الإنترنت
3. تمكين استخدام الإنترنت عبر أجهزة متعددة في وقت واحد

ما هي فوائد جهاز التوجيه؟

1. يسلم إشارات wifi أسرع

تستخدم أجهزة توجيه Wi-Fi الحديثة أجهزة الطبقة الثالثة التي يتراوح نطاقها عادةً من 2.4 جيجا هرتز إلى 5 جيجا هرتز والتي تساعد في توفير إشارات Wi-Fi أسرع ونطاق موسع عن المعايير السابقة.

2. مصداقية

يعزل جهاز التوجيه الشبكة المتأثرة ويمرر البيانات عبر الشبكات الأخرى التي تعمل بشكل مثالي ، مما يجعلها مصدرًا موثوقًا به.

3. قابلية التنقل

يلغي الموجه اللاسلكي الحاجة إلى الاتصال السلكي بالأجهزة عن طريق إرسال إشارات Wi-Fi ، وبالتالي يضمن أعلى درجة من قابلية النقل لشبكة من الأجهزة المتصلة.

هناك نوعان مختلفان من أجهزة التوجيه:

أ) جهاز التوجيه السلكي: يتصل مباشرة بأجهزة الكمبيوتر باستخدام الكابلات من خلال منفذ مخصص يسمح لجهاز التوجيه بتوزيع المعلومات

ب) الموجه اللاسلكي: إنه جهاز توجيه عصري يوزع المعلومات عبر الهوائيات لاسلكيًا عبر أجهزة متعددة متصلة بشبكة المنطقة المحلية الخاصة به.

لفهم عمل جهاز التوجيه ، نحتاج أولاً إلى النظر في المكونات. تشمل المكونات الأساسية لجهاز التوجيه ما يلي:

• وحدة المعالجة المركزية: إنها وحدة التحكم الأساسية في جهاز التوجيه التي تنفذ أوامر نظام تشغيل جهاز التوجيه. كما أنه يساعد في تهيئة النظام والتحكم في واجهة الشبكة وما إلى ذلك.
• ذاكرة للقراءة فقط: تحتوي ذاكرة القراءة فقط على برنامج التمهيد هذا وتشغيل برامج التشخيص (POST)
• الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب: تخزن ذاكرة الوصول العشوائي جداول التوجيه وملفات التكوين قيد التشغيل. محتويات ملف الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب يتم حذفه عند تشغيل جهاز التوجيه وإيقاف تشغيله.
• NVRAM: تحتوي ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة على ملف تكوين بدء التشغيل. على عكس ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، فإنه يخزن المحتوى حتى بعد تشغيل جهاز التوجيه وإيقاف تشغيله
• ذاكرة متنقله: يخزن صور نظام التشغيل ويعمل كإعادة برمجة ذاكرة للقراءة فقط.
• واجهات الشبكة: الواجهات هي منافذ الاتصال المادية التي تتيح توصيل أنواع مختلفة من الكابلات بالموجه مثل إيثرنت ، الألياف الموزعة واجهة البيانات (FDDI) ، الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة (ISDN) ، إلخ.
• الباصات: يعمل الناقل كجسر اتصال بين وحدة المعالجة المركزية والواجهة ، مما يساعد في نقل حزم البيانات.

ما هي وظائف جهاز التوجيه؟

التوجيه

تتمثل إحدى الوظائف الأساسية لجهاز التوجيه في إعادة توجيه حزم البيانات عبر المسار المحدد في جدول التوجيه.

يستخدم بعض التوجيهات الداخلية المحددة مسبقًا والتي تسمى المسارات الثابتة لإعادة توجيه البيانات بين اتصالات الواجهة الواردة والصادرة.

يمكن لجهاز التوجيه أيضًا استخدام التوجيه الديناميكي حيث يقوم بإعادة توجيه حزم البيانات عبر مسارات مختلفة بناءً على الظروف داخل النظام.

يوفر التوجيه الثابت مزيدًا من الأمان للنظام مقارنةً بالديناميكي نظرًا لأن جدول التوجيه لا يتغير إلا إذا قام المستخدم بتغييره يدويًا.

موصى به:Fix جهاز التوجيه اللاسلكي يحافظ على قطع الاتصال أو السقوط

تحديد المسار

تأخذ أجهزة التوجيه في الاعتبار بدائل متعددة للوصول إلى نفس الوجهة. هذا يسمى تحديد المسار. العاملان الأساسيان اللذان يتم اعتبارهما لتحديد المسار هما:

• مصدر المعلومات أو جدول التوجيه
• تكلفة اتخاذ كل مسار - متري

لتحديد المسار الأمثل ، يبحث جهاز التوجيه في جدول التوجيه عن عنوان شبكة يتطابق تمامًا مع عنوان IP لحزمة الوجهة.

جداول التوجيه

يحتوي جدول التوجيه على طبقة ذكاء للشبكة تقوم بتوجيه جهاز التوجيه لإعادة توجيه حزم البيانات إلى الوجهة. يحتوي على روابط الشبكة التي تساعد جهاز التوجيه على الوصول إلى عنوان IP الوجهة بأفضل طريقة ممكنة. يحتوي جدول التوجيه على المعلومات التالية:

1. معرف الشبكة - عنوان IP الوجهة
2. متري - المسار الذي يجب إرسال حزمة البيانات على طوله.
3. قفزة - هي البوابة التي يتم من خلالها إرسال حزم البيانات للوصول إلى الوجهة النهائية.

حماية

يوفر جهاز التوجيه طبقة إضافية من الأمان للشبكة باستخدام جدار حماية يمنع أي نوع من الجرائم الإلكترونية أو القرصنة. جدار الحماية هو برنامج متخصص يحلل البيانات الواردة من الحزم ويحمي الشبكة من الهجمات الإلكترونية.

توفر أجهزة التوجيه أيضًا الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN) يوفر طبقة أمان إضافية للشبكة وبالتالي إنشاء اتصال آمن.

جدول الشحن

إعادة التوجيه هي العملية الفعلية لإرسال حزم البيانات عبر الطبقات. يساعد جدول التوجيه في تحديد أفضل مسار ممكن بينما يضع جدول إعادة التوجيه المسار موضع التنفيذ.

كيف يعمل التوجيه؟

1. يقرأ جهاز التوجيه عنوان IP الوجهة لحزمة البيانات الواردة
2. بناءً على حزمة البيانات الواردة هذه ، فإنها تحدد المسار المناسب باستخدام جداول التوجيه.
3. يتم بعد ذلك إعادة توجيه حزم البيانات إلى عنوان IP النهائي للوجهة من خلال القفزات باستخدام جدول إعادة التوجيه.

بكلمات بسيطة ، التوجيه هو عملية إرسال حزم البيانات من الوجهة A إلى الوجهة B باستخدام المعلومات المطلوبة بالطريقة المثلى.

يحول

يلعب المحول دورًا مهمًا للغاية في مشاركة المعلومات عبر الأجهزة المتصلة ببعضها البعض. تُستخدم المحولات عمومًا للشبكات الأكبر حجمًا حيث تشكل جميع الأجهزة المتصلة معًا شبكة محلية (LAN). على عكس جهاز التوجيه ، يرسل المحول حزم البيانات فقط إلى جهاز معين تم تكوينه بواسطة المستخدم.

يمكننا فهم المزيد بمثال صغير:

لنفترض أنك تريد إرسال صورة إلى صديقك في ال WhatsApp. بمجرد نشر صورة صديقك ، يتم تحديد المصدر وعنوان IP الوجهة ، و الصورة مقسمة إلى أجزاء صغيرة تسمى حزم البيانات التي يجب إرسالها إلى النهائي وجهة.

يساعد جهاز التوجيه في اكتشاف الطريقة المثلى لنقل حزم البيانات هذه إلى عنوان IP الوجهة باستخدام خوارزميات التوجيه وإعادة التوجيه وإدارة حركة المرور عبر الشبكة. إذا كان أحد المسارات مزدحمًا ، فسيقوم جهاز التوجيه بالعثور على جميع المسارات البديلة الممكنة لتسليم الحزم إلى عنوان IP الوجهة.

موجهات Wi-Fi

اليوم ، نحن محاطون بنقاط وصول Wi-Fi أكثر من أي وقت في التاريخ ، وكلها تبذل جهدًا لخدمة المزيد والمزيد من الأجهزة المتعطشة للبيانات.

هناك الكثير من إشارات Wi-Fi ، القوية والضعيفة على حد سواء ، إذا كانت لدينا طريقة خاصة لرؤيتها ، فسيكون هناك الكثير من تلوث المجال الجوي حولنا.

الآن ، عندما ندخل مناطق ذات كثافة عالية ومتطلبات عالية مثل المطارات والمقاهي والأحداث وما إلى ذلك. يزداد تركيز العديد من المستخدمين مع الأجهزة اللاسلكية. كلما زاد عدد الأشخاص الذين يحاولون الاتصال بالإنترنت ، زاد مقدار الضغط الذي تمر به نقطة الوصول لخدمة الزيادة الهائلة في الطلب. هذا يقلل من النطاق الترددي المتاح لكل مستخدم ويقلل السرعة بشكل كبير ، مما يؤدي إلى ظهور مشكلات زمن الوصول.

ال عائلة 802.11 من شبكة Wi-Fi يعود تاريخه إلى عام 1997 وكل تحسينات في الأداء تم تحديثها لشبكة Wi-Fi منذ ذلك الحين تم إجراؤها في ثلاثة مجالات ، والتي تم استخدامها كمقياس لتتبع التحسن أيضًا وهي كذلك

• تعديل
• التيارات المكانية
• قناة الترابط

التعديل هي عملية تشكيل موجة تناظرية لنقل البيانات ، تمامًا مثل أي نغمة صوتية ترتفع وتنخفض حتى تصل إلى آذاننا (جهاز الاستقبال). يتم تعريف هذه الموجة المعينة بتردد حيث يتم تعديل السعة والطور للإشارة إلى أجزاء فريدة من المعلومات إلى الهدف. لذا ، كلما كان التردد أقوى ، كان الاتصال أفضل ، ولكن تمامًا مثل الصوت ، هناك الكثير الذي يمكننا القيام به زيادة حجم الصوت إذا كان هناك تداخل من أصوات أخرى هي إشارات الراديو في حالتنا الجودة يعاني.

التيارات المكانية يشبه وجود تيارات متعددة من المياه تخرج من نفس مصدر النهر. قد يكون منبع النهر قويًا جدًا ، لكن تيارًا واحدًا غير قادر على تحمل مثل هذا الارتفاع كمية الماء ، لذلك يتم تقسيمها إلى تيارات متعددة للوصول إلى الهدف النهائي للاجتماع عند المشترك الاحتياطي.

تقوم شبكة Wi-Fi بذلك باستخدام هوائيات متعددة حيث تتفاعل تدفقات متعددة من البيانات مع الجهاز المستهدف في نفس الوقت ، وهذا ما يُعرف باسم تقنية MIMO (مدخلات متعددة - مخرجات متعددة)

عندما يحدث هذا التفاعل بين أهداف متعددة ، يُعرف باسم Multi-User (MU-MIMO) ، ولكن هنا تكمن المشكلة ، "يجب أن يكون الهدف بعيدًا بما يكفي عن بعضه البعض."

تعمل الشبكة في أي وقت على قناة واحدة ، قناة الترابط ليس سوى دمج أقسام فرعية أصغر بتردد معين لزيادة القوة بين الأجهزة المستهدفة. يقتصر الطيف اللاسلكي على ترددات وقنوات محددة. لسوء الحظ ، تعمل معظم الأجهزة على نفس التردد ، لذلك حتى إذا قمنا بزيادة ارتباط القناة ، فستكون هناك تداخلات خارجية أخرى من شأنها أن تضعف جودة الإشارة.

اقرأ أيضا:كيف أعثر على عنوان IP الخاص بجهاز التوجيه الخاص بي؟

ما الذي يميز Wi-Fi 6 عن سابقتها؟

باختصار ، تم تحسين السرعة والموثوقية والاستقرار وعدد الاتصالات وكفاءة الطاقة.

إذا تعمقنا في الأمر ، نبدأ في ملاحظة ما يصنع واي فاي 6 متعدد الاستخدامات هو إضافة رابع متري من كفاءة وقت البث. كل هذا بينما فشلنا في حساب المورد المحدود وهو التردد اللاسلكي. وبالتالي ، فإن الأجهزة سوف تملأ قنوات أو ترددات أكثر مما هو مطلوب وستكون متصلة لفترة أطول بكثير مما هو مطلوب ، بكلمات بسيطة ، فوضى غير فعالة للغاية.

يعالج بروتوكول Wi-Fi 6 (802.11 ax) هذه المشكلة مع OFDMA (النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتعامد) حيث يتم تحسين نقل البيانات ودمجها لاستخدام الكمية المطلوبة فقط من الموارد المطلوبة. يتم تعيين هذا والتحكم فيه بواسطة Access Point لتسليم حمولة البيانات المطلوبة المستهدفة والاستفادة من الوصلة الهابطة والرابط الصاعد MU-MIMO (متعدد المستخدمين ، مدخلات متعددة ، مخرجات متعددة) لزيادة كفاءة نقل البيانات بين الأجهزة. باستخدام OFDMA ، يمكن لأجهزة Wi-Fi إرسال واستقبال حزم البيانات على الشبكة المحلية بسرعات أعلى وفي نفس الوقت بالتوازي.

يعمل النقل المتوازي للبيانات على تحسين إمكانية نقل البيانات عبر الشبكة بطريقة فعالة للغاية دون التسبب في انخفاض سرعات الوصلة الهابطة الحالية.

ماذا سيحدث لأجهزة WI-FI القديمة؟

هذا معيار جديد لشبكة Wi-Fi وضعه تحالف Wi-Fi الدولي في سبتمبر 2019. Wi-Fi 6 متوافق مع الإصدارات السابقة ، ولكن هناك بعض التغييرات التجميلية.

تعمل كل شبكة نتصل بها على سرعة مختلفة ووقت استجابة وعرض نطاق ترددي مختلف يُشار إليه بعد ذلك بحرف معين 802.11 ، مثل 802.11b و 802.11a و 802.11g و 802.11n و 802.11ac الذي حير حتى أفضل منا.

تم إنهاء كل هذا الالتباس مع Wi-Fi 6 ، وقام تحالف Wi-Fi بتغيير اصطلاح التسمية مع هذا. سيتم ترقيم كل إصدار Wi-Fi قبل ذلك بين Wi-Fi 1-5 لسهولة التعبير.

استنتاج

يساعدنا الفهم الجيد لأعمال جهاز التوجيه على التنقل وحل المشكلات المختلفة التي قد نواجهها مع أجهزة التوجيه الخاصة بنا وكذلك أجهزة توجيه Wi-Fi. لقد ركزنا كثيرًا على Wi-Fi 6 ، حيث إنها تقنية لاسلكية ناشئة جديدة يتعين علينا مواكبتها. شبكة Wi-Fi على وشك تعطيل ليس فقط أجهزة الاتصال الخاصة بنا ولكن أيضًا العناصر اليومية لدينا مثل الثلاجات والغسالات والسيارات وما إلى ذلك. ولكن ، بغض النظر عن مدى تغير التكنولوجيا ، تمت مناقشة الأساسيات ، مثل التوجيه ، وجداول التوجيه ، وإعادة التوجيه ، والمفاتيح ، والمحاور ، وما إلى ذلك. لا تزال الفكرة الأساسية الدافعة الحاسمة وراء التطورات المثيرة التي توشك على تغيير حياتنا بالكامل إلى الأبد.