Co je to router a jak funguje?

Všimli jste si zvýšení rychlosti vašeho internetu, když jste připojeni k Wi-Fi na rozdíl od toho, že používáme pouze běžné 4G síť? Za to musíte poděkovat směrovači Wi-Fi, díky kterému je naše procházení bezproblémové. V závislosti na zemi, ve které žijete, může být rozdíl rychlosti dvakrát, ne-li více. Žijeme v době, kdy rychlost internetu vzrostla natolik, že nyní rychlost internetu měříme v gigabitech na rozdíl od kilobitů před pár lety. Je přirozené, že s příchodem nových vzrušujících technologií, které se objevují na bezdrátovém trhu, očekáváme zlepšení i v našich bezdrátových zařízeních.

Co je to Wi-Fi router?

Jednoduše řečeno, Wi-Fi router není nic jiného než malá krabička s krátkými anténami, která pomáhá přenášet internet po celém vašem domě nebo kanceláři.

Router je hardwarové zařízení, které funguje jako most mezi modemem a počítačem. Jak název napovídá, směruje provoz mezi zařízeními, která používáte, a internetem. Výběr správného typu routeru hraje důležitou roli při určování nejrychlejšího internetu, ochrany před kybernetickými hrozbami, firewally atd.

Je zcela v pořádku, pokud nemáte technické znalosti o tom, jak router funguje. Pojďme na jednoduchém příkladu pochopit, jak router funguje.

Můžete mít širokou škálu zařízení, jako jsou chytré telefony, notebooky, tablety, tiskárny, chytré televizory a mnoho dalšího, které se připojují k internetu. Tato zařízení společně tvoří síť, která se nazývá Místní síť(LAN). Přítomnost více a více zařízení na LAN vede ke spotřebě různých šířek pásma v různých používaných zařízeních, což může mít za následek zpoždění nebo přerušení internetu v některých zařízeních.

Zde přichází na řadu router, který umožňuje bezproblémový přenos informací mezi těmito zařízeními tím, že směruje příchozí a odchozí provoz tím nejefektivnějším možným způsobem.

Jednou z primárních funkcí routeru je fungovat jako a Hub nebo Switch mezi počítači, což umožňuje bezproblémovou asimilaci dat a přenos mezi nimi.

Aby bylo možné zpracovat všechna tato obrovská množství příchozích a odchozích dat, musí být router chytrý, a proto je router svým vlastním způsobem počítač, protože má CPU a paměť, který pomáhá vypořádat se s příchozími a odchozími daty.

Typický router provádí řadu složitých funkcí, jako je např

1. Poskytování nejvyšší úrovně zabezpečení z firewallu
2. Přenos dat mezi počítači nebo síťovými zařízeními, které používají stejné internetové připojení
3. Umožněte používání internetu na více zařízeních současně

Jaké jsou výhody routeru?

1. Poskytuje rychlejší wifi signály

Moderní směrovače Wi-Fi používají zařízení vrstvy 3, která mají obvykle rozsah 2,4 GHz až 5 GHz, což pomáhá při poskytování rychlejších signálů Wi-Fi a rozšířeného dosahu než předchozí standardy.

2. Spolehlivost

Router izoluje postiženou síť a předává data přes jiné sítě, které fungují perfektně, což z něj dělá spolehlivý zdroj.

3. Přenosnost

Bezdrátový router eliminuje potřebu kabelového připojení se zařízeními odesíláním signálů Wi-Fi, čímž zajišťuje nejvyšší stupeň přenositelnosti sítě připojených zařízení.

Existují dva různé typy routerů:

a) Kabelový router: Připojuje se přímo k počítačům pomocí kabelů přes vyhrazený port, který umožňuje směrovači distribuovat informace

b) Bezdrátový router: Jedná se o moderní router, který bezdrátově distribuuje informace prostřednictvím antén mezi více zařízeními připojenými k místní síti.

Abychom porozuměli fungování routeru, musíme se nejprve podívat na komponenty. Mezi základní součásti routeru patří:

• PROCESOR: Je to primární řadič routeru, který vykonává příkazy operačního systému routeru. Pomáhá také při inicializaci systému, ovládání síťového rozhraní atd.
• ROM: Paměť pouze pro čtení obsahuje tento zaváděcí program a diagnostické programy při zapnutí (POST)
• RAM: V paměti s náhodným přístupem jsou uloženy směrovací tabulky a spuštěné konfigurační soubory. Obsah RAM se vymažou po zapnutí a vypnutí routeru.
• NVRAM: Energeticky nezávislá RAM obsahuje konfigurační soubor pro spuštění. Na rozdíl od RAM ukládá obsah i po zapnutí a vypnutí routeru
• Flash paměť: Ukládá obrazy operačního systému a funguje jako přeprogramovatelný ROM.
• Síťová rozhraní: Rozhraní jsou fyzické připojovací porty, které umožňují připojení různých typů kabelů k routeru, jako je ethernet, Vláknové distribuované datové rozhraní (FDDI), digitální síť integrovaných služeb (ISDN) atd.
• Autobusy: Sběrnice funguje jako komunikační most mezi CPU a rozhraním, což pomáhá při přenosu datových paketů.

Jaké jsou funkce routeru?

Směrování

Jednou z primárních funkcí routeru je předávání datových paketů cestou specifikovanou ve směrovací tabulce.

Používá určité interní předkonfigurované direktivy, které se nazývají jako statické cesty k předávání dat mezi příchozími a odchozími připojeními rozhraní.

Router může také používat dynamické směrování, kdy předává datové pakety různými cestami na základě podmínek v systému.

Statické směrování poskytuje systému větší zabezpečení ve srovnání s dynamickým, protože směrovací tabulka se nemění, pokud ji uživatel ručně nezmění.

Doporučeno:Oprava bezdrátového směrovače se neustále odpojuje nebo vypadává

Určení cesty

Směrovače berou v úvahu více alternativ k dosažení stejného cíle. Tomu se říká určení cesty. Dva hlavní faktory, které se berou v úvahu pro určení cesty, jsou:

• Zdroj informací nebo směrovací tabulka
• Náklady na každou cestu – metrika

Pro určení optimální cesty router hledá ve směrovací tabulce síťovou adresu, která zcela odpovídá IP adrese cílového paketu.

Směrovací tabulky

Směrovací tabulka má vrstvu síťové inteligence, která směruje směrovač, aby předával datové pakety do cíle. Obsahuje síťová přidružení, která pomáhají routeru dosáhnout cílové IP adresy nejlepším možným způsobem. Směrovací tabulka obsahuje následující informace:

1. Network Id – Cílová IP adresa
2. Metrická – cesta, po které má být datový paket odeslán.
3. Hop – je brána, přes kterou musí být odeslány datové pakety pro dosažení konečného cíle.

Bezpečnostní

Router poskytuje další vrstvu zabezpečení sítě pomocí brány firewall, která zabraňuje jakémukoli typu kybernetické kriminality nebo hackingu. Firewall je specializovaný software, který analyzuje příchozí data z paketů a chrání síť před kybernetickými útoky.

Routery také poskytují Virtuální privátní síť (VPN) který poskytuje další vrstvu zabezpečení sítě a tím vytváří zabezpečené připojení.

Přeposílací stůl

Přeposílání je skutečný proces přenosu datových paketů mezi vrstvami. Směrovací tabulka pomáhá vybrat nejlepší možnou cestu, zatímco přesměrovací tabulka uvádí cestu do akce.

Jak funguje směrování?

1. Router přečte cílovou IP adresu příchozího datového paketu
2. Na základě tohoto příchozího datového paketu vybere vhodnou cestu pomocí směrovacích tabulek.
3. Datové pakety jsou pak přesměrovány na konečnou cílovou IP adresu pomocí přeskoků pomocí přesměrovací tabulky.

Jednoduše řečeno, směrování je proces přenosu datových paketů z cíle A do cíle B s použitím požadovaných informací optimálním způsobem.

Přepínač

Přepínač hraje velmi důležitou roli při sdílení informací mezi zařízeními, která jsou vzájemně propojena. Přepínače se obecně používají pro větší sítě, kde všechna zařízení propojená dohromady tvoří místní síť (LAN). Na rozdíl od routeru posílá přepínač datové pakety pouze na konkrétní zařízení nakonfigurované uživatelem.

Více pochopíme na malém příkladu:

Řekněme, že chcete poslat fotku svému příteli na WhatsApp. Jakmile zveřejníte obrázek svého přítele, určí se zdrojová a cílová IP adresa a fotografie je rozdělena na malé kousky nazývané datové pakety, které musí být odeslány do finále destinace.

Router pomáhá najít optimální způsob přenosu těchto datových paketů na cílovou IP adresu pomocí směrovacích a předávacích algoritmů a řídit provoz v síti. Pokud je jedna trasa přetížená, router najde všechny možné alternativní trasy k doručení paketů na cílovou IP adresu.

Wi-Fi routery

Dnes jsme obklopeni více přístupovými body Wi-Fi než kdykoli v historii, přičemž všechny se snaží obsluhovat stále více zařízení, která potřebují data.

Existuje tolik signálů Wi-Fi, silných i slabých, že kdybychom měli zvláštní způsob, jak to vidět, došlo by k velkému znečištění vzdušného prostoru kolem.

Nyní, když vstoupíme do oblastí s vysokou hustotou a vysokou poptávkou, jako jsou letiště, kavárny, akce atd. zvyšuje se koncentrace více uživatelů s bezdrátovými zařízeními. Čím více lidí se snaží připojit k internetu, tím větší zátěží musí přístupový bod čelit obrovskému nárůstu poptávky. To snižuje šířku pásma dostupnou pro každého uživatele a výrazně snižuje rychlost, což vede k problémům s latencí.

The 802.11 rodina Wi-Fi sahá až do roku 1997 a od té doby byla každá aktualizace výkonu Wi-Fi provedena ve třech oblastech, které byly použity jako metrika pro sledování zlepšení.

• modulace
• prostorové proudy
• spojování kanálů

Modulace je proces tvarování analogové vlny pro přenos dat, stejně jako jakákoli zvuková melodie, která jde nahoru a dolů, dokud nedosáhne našich uší (přijímače). Tato konkrétní vlna je definována frekvencí, kde jsou amplituda a fáze modifikovány tak, aby indikovaly jedinečné bity informace pro cíl. Čím silnější frekvence, tím lepší konektivita, ale stejně jako se zvukem můžeme udělat jen tolik zvýšit hlasitost, pokud dojde k rušení jinými zvuky, jsou rádiové signály v našem případě kvalita trpí.

Prostorové proudy jsou jako mít několik proudů vody vycházejících ze stejného říčního zdroje. Zdroj řeky může být docela silný, ale jeden jediný proud není schopen unést takovou výšku množství vody, takže se rozdělí do několika proudů, aby se dosáhlo konečného cíle setkání na společném místě rezervovat.

Wi-Fi to dělá pomocí více antén, kde více datových proudů interaguje s cílovým zařízením současně, to je známé jako MIMO (vícenásobný vstup – vícenásobný výstup)

Když se tato interakce odehrává mezi více cíli, je známá jako Multi-User (MU-MIMO), ale zde je háček, „cíl musí být dostatečně daleko od sebe.“

V každém daném okamžiku síť běží na jediném kanálu, Channel Bonding není nic jiného než kombinování menších pododdílů konkrétní frekvence pro zvýšení síly mezi cílovými zařízeními. Bezdrátové spektrum je velmi omezeno na konkrétní frekvence a kanály. Bohužel většina zařízení běží na stejné frekvenci, takže i kdybychom zvýšili vazbu kanálů, docházelo by k dalším externím interferencím, které by kvalitu signálu utlumily.

Přečtěte si také:Jak zjistit IP adresu mého routeru?

V čem se Wi-Fi 6 liší od svého předchůdce?

Zkrátka se zlepšila rychlost, spolehlivost, stabilita, počet připojení a energetická účinnost.

Pokud se do toho ponoříme hlouběji, začneme si všímat toho, co tvoří Wi-Fi 6 tak univerzální je přidání 4. metriky Airtime Efficiency. Po celou dobu jsme nedokázali zohlednit omezený zdroj, kterým je bezdrátová frekvence. Zařízení by tedy zaplnila více kanálů nebo frekvencí, než je potřeba, a byla by připojena mnohem déle, než je potřeba, jednoduše řečeno, velmi neefektivní zmatek.

Protokol Wi-Fi 6 (802.11 ax) řeší tento problém OFDMA (ortogonální vícenásobný přístup s frekvenčním dělením) kde je přenos dat optimalizován a kombinován tak, aby využíval pouze požadované množství požadovaného zdroje. To je přidělováno a řízeno přístupovým bodem k doručování cílové požadované datové zátěže a využívá downlink a uplink MU-MIMO (více uživatelů, více vstupů, více výstupů) zvýšit efektivitu přenosu dat mezi zařízeními. S využitím OFDMA mohou Wi-Fi zařízení odesílat a přijímat datové pakety v místní síti vyšší rychlostí a zároveň paralelně.

Paralelní přenos dat zlepšuje přenositelnost dat po síti extrémně účinným způsobem, aniž by způsobil pokles stávající rychlosti stahování.

Co se stane s mými starými zařízeními WI-FI?

Jedná se o nový standard Wi-Fi stanovený organizací International Wi-Fi Alliance v září 2019. Wi-Fi 6 je zpětně kompatibilní, ale došlo k několika kosmetickým změnám.

Každá síť, ke které se připojujeme, běží na jiné rychlosti, latenci a šířce pásma označené určitým písmenem za 802.11, například 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n a 802.11ac což zmátlo i ty nejlepší z nás.

Všechny tyto zmatky byly ukončeny s Wi-Fi 6 a Wi-Fi aliance tímto změnila konvenci pojmenování. Každá předchozí verze Wi-Fi bude pro usnadnění vyjadřování očíslována mezi Wi-Fi 1-5.

Závěr

Dobrá znalost fungování routeru nám pomáhá orientovat se a řešit různé problémy, se kterými se můžeme potýkat s našimi routery i routery Wi-Fi. Na Wi-Fi 6 jsme kladli velký důraz, protože se jedná o nově vznikající bezdrátovou technologii, se kterou musíme držet krok. Wi-Fi se chystá narušit nejen naše komunikační zařízení, ale také naše každodenní předměty, jako jsou ledničky, pračky, auta atd. Ale bez ohledu na to, jak moc se technologie mění, diskutované základy, jako je směrování, směrovací tabulky, předávání, přepínače, rozbočovače atd. stále jsou kritickou hybnou základní myšlenkou za vzrušujícím vývojem, který se chystá zcela změnit naše životy k dobrému.