מהו נתב ואיך הוא עובד?

האם שמת לב שהמהירות של האינטרנט שלך עולה כאשר אתה מחובר ל-Wi-Fi לעומת זאת שאנו משתמשים רק ברגיל רשת 4G? ובכן, עליך להודות לנתב ה-Wi-Fi על כך, זה הופך את חווית הגלישה שלנו לחלקה. תלוי באיזו מדינה אתה גר, שונות המהירות יכולה להיות כפולה אם לא יותר. אנו חיים בתקופה שבה מהירות האינטרנט עלתה כל כך עד שכעת אנו מודדים את מהירות האינטרנט שלנו ב-Gigabits בניגוד ל-kilobits רק לפני כמה שנים. טבעי לנו לצפות לשיפורים גם במכשירים האלחוטיים שלנו עם הופעתן של טכנולוגיות מרגשות חדשות שצצות בשוק האלחוטי.

מהו נתב Wi-Fi?

במילים פשוטות, נתב Wi-Fi אינו אלא קופסה קטנה עם אנטנות קצרות המסייעת בהעברת האינטרנט בכל הבית או המשרד.

נתב הוא התקן חומרה הפועל כגשר בין המודם והמחשב. כפי שהשם מרמז, הוא מנתב את התעבורה בין המכשירים שבהם אתה משתמש לבין האינטרנט. בחירת סוג הנתב הנכון משחקת תפקיד חשוב בקביעת חוויית האינטרנט המהירה ביותר, הגנה מפני איומי סייבר, חומות אש וכו'.

זה בסדר גמור אם אין לך ידע טכני כיצד עובד נתב. בואו נבין מדוגמה פשוטה של ​​איך נתב עובד.

יכול להיות שיש לך מגוון רחב של מכשירים כמו סמארטפונים, מחשבים ניידים, טאבלטים, מדפסות, טלוויזיות חכמות ועוד הרבה שמתחברים לאינטרנט. התקנים אלה יוצרים יחד רשת הנקראת רשת מקומית(LAN). הנוכחות של יותר ויותר מכשירים ב- LAN גורם לצריכה של רוחבי פס שונים במכשירים שונים בשימוש, מה שעלול לגרום לעיכובים או לשיבוש האינטרנט במכשירים מסוימים.

זה המקום שבו הנתב נכנס לתמונה בכך שהוא מאפשר העברת מידע על פני מכשירים אלה בצורה חלקה על ידי הפניית התעבורה הנכנסת והיוצאת בדרך היעילה ביותר.

אחד התפקידים העיקריים של נתב הוא לפעול כ רכזת או מתג בין מחשבים המאפשרים הטמעת נתונים והעברה ביניהם להתרחש בצורה חלקה.

כדי לעבד את כל הכמויות העצומות הללו של נתונים נכנסים ויוצאים, הנתב צריך להיות חכם, ומכאן שראוטר הוא מחשב בדרכו שלו מכיוון שיש לו מעבד וזיכרון, מה שעוזר להתמודד עם נתונים נכנסים ויוצאים.

נתב טיפוסי מבצע מגוון של פונקציות מורכבות כמו

1. מתן רמת האבטחה הגבוהה ביותר מחומת האש
2. העברת נתונים בין מחשבים או התקני רשת המשתמשים באותו חיבור לאינטרנט
3. אפשר את השימוש באינטרנט במספר מכשירים בו זמנית

מהם היתרונות של נתב?

1. מספק אותות wifi מהירים יותר

בעידן המודרני נתבי Wi-Fi משתמשים בהתקני שכבה 3 שבדרך כלל יש להם טווח של 2.4 גיגה-הרץ עד 5 גיגה-הרץ המסייע באספקת אותות Wi-Fi מהירים יותר וטווח מורחב יותר מהסטנדרטים הקודמים.

2. מהימנות

נתב מבודד רשת מושפעת ומעביר את הנתונים דרך רשתות אחרות שעובדות בצורה מושלמת, מה שהופך אותו למקור אמין.

3. הִטַלטְלוּת

נתב אלחוטי מבטל את הצורך בחיבור קווי עם המכשירים על ידי שליחת אותות Wi-Fi, ובכך מבטיח את מידת הניידות הגבוהה ביותר של רשת של מכשירים מחוברים.

ישנם שני סוגים שונים של נתבים:

א) נתב קווי: הוא מתחבר ישירות למחשבים באמצעות כבלים דרך יציאה ייעודית המאפשרת לנתב להפיץ מידע

ב) נתב אלחוטי: זהו נתב עידן מודרני המפיץ מידע דרך אנטנות באופן אלחוטי על פני מספר מכשירים המחוברים לרשת המקומית שלו.

כדי להבין את פעולתו של נתב, עלינו לבדוק תחילה את הרכיבים. המרכיבים הבסיסיים של נתב כוללים:

• מעבד: זהו הבקר הראשי של הנתב שמבצע את הפקודות של מערכת ההפעלה של הנתב. זה גם עוזר באתחול המערכת, בקרת ממשק רשת וכו'.
• ROM: הזיכרון לקריאה בלבד מכיל את תוכנית האתחול והפעלת תוכניות אבחון (POST)
• RAM: זיכרון הגישה האקראית מאחסן את טבלאות הניתוב ואת קובצי התצורה הפועלים. התוכן של RAM נמחק עם הפעלה וכיבוי של הנתב.
• NVRAM: ה-RAM הלא נדיף מכיל את קובץ תצורת האתחול. בניגוד ל-RAM הוא מאחסן את התוכן גם לאחר הפעלה וכיבוי של הנתב
• זיכרון פלאש: הוא מאחסן את התמונות של מערכת ההפעלה ועובד כמתכנת מחדש ROM.
• ממשקי רשת: הממשקים הם יציאות החיבור הפיזיות המאפשרות לחבר סוגים שונים של כבלים לנתב כמו Ethernet, ממשק נתונים מבוזרת סיבים (FDDI), רשת דיגיטלית שירותים משולבים (ISDN) וכו'.
• אוטובוסים: האוטובוס משמש כגשר לתקשורת בין המעבד לממשק, מה שמסייע בהעברת מנות הנתונים.

מהן הפונקציות של נתב?

ניתוב

אחת התפקידים העיקריים של נתב היא להעביר את מנות הנתונים דרך המסלול המצוין בטבלת הניתוב.

הוא משתמש בהנחיות מסוימות פנימיות מוגדרות מראש הנקראות כמסלולים סטטיים להעברת נתונים בין חיבורי ממשק נכנסים ויוצאים.

הנתב יכול גם להשתמש בניתוב דינמי שבו הוא מעביר את מנות הנתונים דרך מסלולים שונים בהתבסס על התנאים בתוך המערכת.

הניתוב הסטטי מספק יותר אבטחה למערכת בהשוואה לדינמית שכן טבלת הניתוב אינה משתנה אלא אם המשתמש משנה אותה באופן ידני.

מוּמלָץ:נתב אלחוטי Fix ממשיך להתנתק או נופל

קביעת נתיב

הנתבים לוקחים בחשבון מספר חלופות כדי להגיע לאותו יעד. זה נקרא קביעת נתיב. שני הגורמים העיקריים הנחשבים לקביעת נתיב הם:

• מקור המידע או טבלת הניתוב
• העלות של כל נתיב - מדד

כדי לקבוע את הנתיב האופטימלי, הנתב מחפש בטבלת הניתוב כתובת רשת התואמת לחלוטין את כתובת ה-IP של חבילת היעד.

ניתוב טבלאות

לטבלת הניתוב יש שכבת מודיעין רשת המכוונת את הנתב להעביר מנות נתונים ליעד. הוא מכיל את אסוציאציות הרשת שעוזרות לנתב להגיע לכתובת ה-IP של היעד בצורה הטובה ביותר. טבלת הניתוב מכילה את המידע הבא:

1. מזהה רשת - כתובת ה-IP של היעד
2. מטרי - הנתיב שבו יש לשלוח את חבילת הנתונים.
3. הופ - הוא השער שדרכו יש לשלוח את מנות הנתונים כדי להגיע ליעד הסופי.

בִּטָחוֹן

הנתב מספק שכבת אבטחה נוספת לרשת באמצעות חומת אש המונעת כל סוג של פשעי סייבר או פריצה. חומת אש היא תוכנה מיוחדת המנתחת את הנתונים הנכנסים מהמנות ומגינה על הרשת מפני התקפות סייבר.

גם הנתבים מספקים רשת פרטית וירטואלית (VPN) המספק שכבת אבטחה נוספת לרשת ובכך מייצר חיבור מאובטח.

טבלת שילוח

העברה היא התהליך בפועל של העברת מנות הנתונים על פני שכבות. טבלת הניתוב עוזרת לבחור את המסלול הטוב ביותר האפשרי בעוד טבלת ההעברה מפעילה את המסלול.

איך ניתוב עובד?

1. הנתב קורא את כתובת ה-IP היעד של חבילת הנתונים הנכנסת
2. בהתבסס על חבילת נתונים נכנסת זו, הוא בוחר את הנתיב המתאים באמצעות טבלאות ניתוב.
3. לאחר מכן, מנות הנתונים מועברות לכתובת ה-IP של היעד הסופית באמצעות דילוגים באמצעות טבלת ההעברה.

במילים פשוטות, ניתוב הוא תהליך העברת מנות הנתונים מיעד A ליעד B תוך שימוש במידע הנדרש בצורה מיטבית.

החלף

מתג ממלא תפקיד חשוב מאוד בשיתוף מידע בין מכשירים המחוברים זה לזה. מתגים משמשים בדרך כלל לרשתות גדולות יותר שבהן כל ההתקנים המחוברים יחד יוצרים רשת מקומית (LAN). בניגוד לנתב, המתג שולח מנות נתונים רק למכשיר ספציפי שהוגדר על ידי המשתמש.

נוכל להבין יותר עם דוגמה קטנה:

נניח שאתה רוצה לשלוח תמונה לחבר שלך ב- וואטסאפ. ברגע שאתה מפרסם את תמונת החבר שלך, המקור וכתובת ה-IP של היעד נקבעים, ו התמונה מחולקת לחלקים קטנים הנקראים חבילות הנתונים שיש לשלוח לגמר יַעַד.

הנתב עוזר לגלות את הדרך האופטימלית להעביר מנות נתונים אלה לכתובת ה-IP של היעד באמצעות אלגוריתמים של ניתוב והעברה ולנהל את התעבורה ברחבי הרשת. אם נתיב אחד עמוס, הנתב מוצא את כל המסלולים האלטרנטיביים האפשריים להעביר את החבילות לכתובת ה-IP של היעד.

נתבי Wi-Fi

כיום, אנו מוקפים ביותר נקודות גישה ל-Wi-Fi מאשר בכל זמן בהיסטוריה, כולן מתאמצות לשרת יותר ויותר מכשירים זוללים נתונים.

יש כל כך הרבה אותות Wi-Fi, חזקים וחלשים כאחד, שאם הייתה לנו דרך מיוחדת לראות את זה, היה זיהום רב של המרחב האווירי מסביב.

כעת, כאשר אנו נכנסים לצפיפות גבוהה ולאזורי ביקוש גבוהים כגון שדות תעופה, בתי קפה, אירועים וכו'. הריכוז של מספר משתמשים עם מכשירים אלחוטיים עולה. ככל שיותר אנשים מנסים להתחבר לאינטרנט, כך נקודת הגישה עוברת עומס רב יותר כדי לשרת את העלייה האדירה בביקוש. זה מקטין את רוחב הפס הזמין לכל משתמש ומפחית את המהירות באופן משמעותי, מה שמוביל לבעיות חביון.

ה משפחת 802.11 של Wi-Fi החל משנת 1997 וכל עדכון ביצועים ל-Wi-Fi מאז בוצע בשלושה תחומים, אשר שימשו כמדד לעקוב גם אחר השיפור והם

• וויסות
• זרמים מרחביים
• חיבור ערוץ

האפנון הוא תהליך של עיצוב גל אנלוגי להעברת נתונים, בדיוק כמו כל מנגינת שמע שעולה ויורדת עד שהיא מגיעה לאוזנינו (המקלט). גל מסוים זה מוגדר על ידי תדר שבו המשרעת והפאזה משתנים כדי לציין סיביות מידע ייחודיות למטרה. אז, חזק יותר התדר, ככל שהקישוריות טובה יותר, אבל בדיוק כמו צליל, יש רק כל כך הרבה שאנחנו יכולים לעשות כדי להגביר את עוצמת הקול אם יש הפרעות מצלילים אחרים הם אותות רדיו במקרה שלנו, האיכות סובל.

זרמים מרחביים הם כמו זרמי מים רבים שיוצאים מאותו מקור נהר. מקור הנהר עשוי להיות חזק למדי, אבל נחל אחד לא מסוגל לשאת גובה כזה כמות המים, כך שהיא מחולקת למספר זרמים כדי להגיע למטרה הסופית של מפגש במשותף לְהַזמִין.

Wi-Fi עושה זאת באמצעות אנטנות מרובות שבהן זרמי נתונים מרובים מקיימים אינטראקציה עם מכשיר היעד בו-זמנית, זה ידוע בשם MIMO (קלט מרובה - פלט מרובה)

כאשר אינטראקציה זו מתרחשת בין מטרות מרובות, היא ידועה בשם Multi-User (MU-MIMO), אך הנה המלכוד, "המטרה צריכה להיות מספיק רחוקה אחת מהשנייה."

בכל זמן נתון הרשת פועלת בערוץ בודד, ערוץ בונדינג אינו אלא שילוב של תת-חלוקות קטנות יותר של תדר מסוים כדי להגביר את החוזק בין מכשירי היעד. הספקטרום האלחוטי מוגבל מאוד לתדרים וערוצים ספציפיים. למרבה הצער, רוב המכשירים פועלים על אותו תדר, כך שגם אם נגביר את הקשר בין הערוץ, יהיו הפרעות חיצוניות אחרות שיורידו את איכות האות.

קרא גם:כיצד למצוא את כתובת ה-IP של הנתב שלי?

מה שונה ב-Wi-Fi 6 לעומת קודמו?

בקיצור, השתפר במהירות, אמינות, יציבות, מספר חיבורים ויעילות חשמל.

אם נעמיק בזה, נתחיל לשים לב מה עושה Wi-Fi 6 כל כך תכליתי הוא תוספת של יעילות זמן אוויר רביעית. בכל זאת, לא הצלחנו להסביר את המשאב המוגבל שהוא התדר האלחוטי. לפיכך, מכשירים ימלאו יותר ערוצים או תדר מהנדרש ויתחברו הרבה יותר מהנדרש, במילים פשוטות, בלגן מאוד לא יעיל.

פרוטוקול Wi-Fi 6 (802.11 ax) מטפל בבעיה זו OFDMA (גישה מרובה בחלוקת תדרים אורתוגונלית) כאשר העברת הנתונים עוברת אופטימיזציה ומשולבת לשימוש רק בכמות הנדרשת של המשאב המבוקש. זה מוקצה ונשלט על ידי Access Point כדי לספק את מטען הנתונים המבוקש היעד ועושה שימוש ב-Downlink וב-Uplink MU-MIMO (מרובה משתמשים, כניסות מרובות, יציאות מרובות) להגביר את היעילות של העברת נתונים בין מכשירים. באמצעות OFDMA, התקני Wi-Fi יכולים לשלוח ולקבל מנות נתונים ברשת המקומית במהירויות גבוהות יותר ובאותו זמן במקביל.

העברה מקבילה של נתונים משפרת את יכולת ההעברה של הנתונים ברחבי הרשת בצורה יעילה במיוחד מבלי לגרום לירידה במהירויות הקישוריות הקיימות.

מה יקרה למכשירי ה-WI-FI הישנים שלי?

זהו סטנדרט חדש של Wi-Fi שנקבע על ידי ברית ה-Wi-Fi הבינלאומית בספטמבר 2019. Wi-Fi 6 תואם לאחור, אבל יש כמה שינויים קוסמטיים.

כל רשת שאנו מתחברים אליה פועלת במהירות, חביון ורוחב פס שונים המסומנים באות מסוימת לאחר 802.11, כגון 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n ו-802.11ac מה שבלבל אפילו את הטובים ביותר מאיתנו.

כל הבלבול הזה הופסק עם Wi-Fi 6, וברית ה-Wi-Fi שינתה את מוסכמות השמות עם זה. כל גרסת Wi-Fi לפני זה תמוספר בין Wi-Fi 1-5 כדי להקל על הביטוי.

סיכום

הבנה טובה של העבודות של הנתב עוזרת לנו לנווט ולפתור בעיות שונות שאנו עלולים להיתקל בהן עם הנתבים שלנו כמו גם עם נתבי ה-Wi-Fi. שמנו דגש רב על Wi-Fi 6, מכיוון שזוהי טכנולוגיה אלחוטית חדשה שמתהווה שעלינו לעמוד בקצב. ה-Wi-Fi עומד לשבש לא רק את מכשירי התקשורת שלנו אלא גם את הפריטים היומיומיים שלנו כמו מקררים, מכונות כביסה, מכוניות וכו'. אבל, לא משנה כמה הטכנולוגיה משתנה, היסודות שנדונו, כמו ניתוב, טבלאות ניתוב, העברה, מתגים, רכזות וכו'. עדיין הם הרעיון הבסיסי המניע הקריטי מאחורי ההתפתחויות המרגשות שעומדות לשנות את חיינו לחלוטין לתמיד.