Co to jest router i jak działa?

Czy zauważyłeś, że prędkość Twojego internetu wzrasta po połączeniu z Wi-Fi w przeciwieństwie do nas, gdy używasz zwykłego? Sieć 4G? Cóż, musisz podziękować za to routerowi Wi-Fi, dzięki czemu nasze przeglądanie jest bezproblemowe. W zależności od kraju, w którym mieszkasz, rozbieżność prędkości może wynosić dwa razy, jeśli nie więcej. Żyjemy w czasach, w których prędkość internetu wzrosła tak bardzo, że teraz mierzymy naszą prędkość w gigabitach, a nie w kilobitach jeszcze kilka lat temu. To naturalne, że oczekujemy ulepszeń w naszych urządzeniach bezprzewodowych, jak również wraz z pojawieniem się nowych ekscytujących technologii, które pojawiają się na rynku bezprzewodowym.

Co to jest router Wi-Fi?

Mówiąc prościej, router Wi-Fi to nic innego jak małe pudełko z krótkimi antenami, które pomaga przesyłać Internet w całym domu lub biurze.

Router to urządzenie sprzętowe, które działa jako pomost między modemem a komputerem. Jak sama nazwa wskazuje, kieruje ruch między urządzeniami, z których korzystasz, a internetem. Wybór odpowiedniego typu routera odgrywa ważną rolę w określeniu najszybszego korzystania z Internetu, ochrony przed zagrożeniami cybernetycznymi, zaporami ogniowymi itp.

Całkowicie w porządku, jeśli nie masz wiedzy technicznej na temat działania routera. Rozumiemy na prostym przykładzie działania routera.

Możesz mieć wiele różnych urządzeń, takich jak smartfony, laptopy, tablety, drukarki, telewizory inteligentne i wiele innych, które są połączone z Internetem. Te urządzenia razem tworzą sieć, która nazywa się Sieć lokalna(LAN). Obecność coraz większej liczby urządzeń na LAN powoduje zużycie różnych przepustowości na różnych używanych urządzeniach, co może skutkować opóźnieniami lub zakłóceniami Internetu na niektórych urządzeniach.

W tym miejscu pojawia się router, który umożliwia bezproblemową transmisję informacji przez te urządzenia, kierując ruch przychodzący i wychodzący w najbardziej efektywny sposób.

Jedną z podstawowych funkcji routera jest działanie jako Koncentrator lub przełącznik między komputerami, co pozwala na bezproblemową asymilację danych i przesyłanie między nimi.

Aby przetworzyć wszystkie te ogromne ilości danych przychodzących i wychodzących, router musi być inteligentny, a zatem router jest komputerem na swój sposób, ponieważ ma Procesor i pamięć, co pomaga radzić sobie z danymi przychodzącymi i wychodzącymi.

Typowy router wykonuje szereg złożonych funkcji, takich jak

1. Zapewnienie najwyższego poziomu bezpieczeństwa od firewalla
2. Transfer danych między komputerami lub urządzeniami sieciowymi korzystającymi z tego samego połączenia internetowego
3. Włącz korzystanie z Internetu na wielu urządzeniach jednocześnie

Jakie są zalety routera?

1. Zapewnia szybsze sygnały Wi-Fi

Współczesne routery Wi-Fi wykorzystują urządzenia warstwy 3, które zwykle mają zakres od 2,4 GHz do 5 GHz, co pomaga w zapewnianiu szybszych sygnałów Wi-Fi i rozszerzonym zasięgu niż poprzednie standardy.

2. Niezawodność

Router izoluje zagrożoną sieć i przekazuje dane przez inne sieci, które działają doskonale, co czyni go niezawodnym źródłem.

3. Ruchliwość

Router bezprzewodowy eliminuje potrzebę połączenia przewodowego z urządzeniami poprzez wysyłanie sygnałów Wi-Fi, zapewniając tym samym najwyższy stopień przenośności sieci podłączonych urządzeń.

Istnieją dwa różne typy routerów:

a) Router przewodowy: Łączy się bezpośrednio z komputerami za pomocą kabli przez dedykowany port, który umożliwia routerowi dystrybucję informacji

b) Router bezprzewodowy: Jest to nowoczesny router, który bezprzewodowo rozsyła informacje przez anteny do wielu urządzeń podłączonych do jego sieci lokalnej.

Aby zrozumieć działanie routera, musimy najpierw przyjrzeć się komponentom. Podstawowe elementy routera to:

• PROCESOR: Jest to główny kontroler routera, który wykonuje polecenia systemu operacyjnego routera. Pomaga również w inicjalizacji systemu, kontroli interfejsu sieciowego itp.
• ROM: Pamięć tylko do odczytu zawiera program ładowania początkowego i programy diagnostyczne włączania zasilania (POST)
• BARAN: Pamięć o dostępie swobodnym przechowuje tablice routingu i bieżące pliki konfiguracyjne. Zawartość Baran zostaną usunięte po włączeniu i wyłączeniu routera.
• NVRAM: Nieulotna pamięć RAM zawiera plik konfiguracji startowej. W przeciwieństwie do pamięci RAM przechowuje zawartość nawet po włączeniu i wyłączeniu routera
• Pamięć flash: Przechowuje obrazy systemu operacyjnego i działa jako reprogramowalny ROM.
• Interfejsy sieciowe: Interfejsy to fizyczne porty połączeń, które umożliwiają podłączenie różnych rodzajów kabli do routera, takich jak Ethernet, Rozproszony światłowodowy interfejs danych (FDDI), zintegrowana sieć cyfrowa usług (ISDN) itp.
• Autobusy: Magistrala działa jako pomost komunikacyjny między procesorem a interfejsem, co pomaga w przesyłaniu pakietów danych.

Jakie są funkcje routera?

Rozgromienie

Jedną z podstawowych funkcji routera jest przekazywanie pakietów danych trasą określoną w tabeli routingu.

Wykorzystuje pewne wewnętrzne, wstępnie skonfigurowane dyrektywy, które są wywoływane jako trasy statyczne do przesyłania danych między przychodzącymi i wychodzącymi połączeniami interfejsu.

Router może również korzystać z routingu dynamicznego, w którym przekazuje pakiety danych różnymi trasami w zależności od warunków w systemie.

Routing statyczny zapewnia większe bezpieczeństwo systemu w porównaniu z routingiem dynamicznym, ponieważ tabela routingu nie zmienia się, chyba że użytkownik zmieni ją ręcznie.

Zalecana:Napraw router bezprzewodowy ciągle się rozłącza lub upuszcza

Wyznaczanie ścieżki

Routery biorą pod uwagę wiele alternatyw, aby dotrzeć do tego samego miejsca docelowego. Nazywa się to określaniem ścieżki. Dwa główne czynniki brane pod uwagę przy określaniu ścieżki to:

• Źródło informacji lub tablica routingu
• Koszt obrania każdej ścieżki – metryka

Aby określić optymalną ścieżkę, router przeszukuje tabelę routingu pod kątem adresu sieciowego, który całkowicie odpowiada adresowi IP pakietu docelowego.

Tabele routingu

Tablica routingu zawiera warstwę analizy sieci, która kieruje router do przekazywania pakietów danych do miejsca docelowego. Zawiera powiązania sieciowe, które pomagają routerowi dotrzeć do docelowego adresu IP w najlepszy możliwy sposób. Tabela routingu zawiera następujące informacje:

1. Identyfikator sieci — docelowy adres IP
2. Metryka – ścieżka, którą ma zostać wysłany pakiet danych.
3. Hop – jest bramą, przez którą pakiety danych muszą być wysyłane, aby dotrzeć do miejsca docelowego.

Bezpieczeństwo

Router zapewnia dodatkową warstwę bezpieczeństwa sieci za pomocą zapory, która zapobiega wszelkiego rodzaju cyberprzestępczości lub włamaniom. Firewall to specjalistyczne oprogramowanie, które analizuje dane przychodzące z pakietów i chroni sieć przed cyberatakami.

Routery zapewniają również: Wirtualna sieć prywatna (VPN) który zapewnia dodatkową warstwę bezpieczeństwa w sieci, a tym samym generuje bezpieczne połączenie.

Stół przekazujący

Przekazywanie to rzeczywisty proces przesyłania pakietów danych między warstwami. Tablica routingu pomaga wybrać najlepszą możliwą trasę, podczas gdy tablica przekazywania wprowadza trasę do działania.

Jak działa routing?

1. Router odczytuje docelowy adres IP przychodzącego pakietu danych
2. Na podstawie tego przychodzącego pakietu danych wybiera odpowiednią ścieżkę przy użyciu tablic routingu.
3. Pakiety danych są następnie przekazywane do końcowego docelowego adresu IP za pomocą przeskoków przy użyciu tabeli przekazywania.

Mówiąc prościej, trasowanie to proces przesyłania pakietów danych z miejsca docelowego A do miejsca docelowego B przy użyciu wymaganych informacji w optymalny sposób.

Przełącznik

Przełącznik odgrywa bardzo ważną rolę w udostępnianiu informacji między urządzeniami, które są ze sobą połączone. Przełączniki są zwykle używane w większych sieciach, w których wszystkie połączone ze sobą urządzenia tworzą sieć lokalną (LAN). W przeciwieństwie do routera, przełącznik wysyła pakiety danych tylko do określonego urządzenia skonfigurowanego przez użytkownika.

Możemy zrozumieć więcej na małym przykładzie:

Powiedzmy, że chcesz wysłać zdjęcie znajomemu w dniu WhatsApp. Zaraz po opublikowaniu zdjęcia znajomego określany jest źródłowy i docelowy adres IP oraz zdjęcie jest rozbite na małe fragmenty zwane pakietami danych, które należy wysłać do finału Miejsce docelowe.

Router pomaga znaleźć optymalny sposób przesyłania tych pakietów danych na docelowy adres IP za pomocą algorytmów routingu i przekazywania oraz zarządzać ruchem w sieci. Jeśli jedna trasa jest przeciążona, router znajduje wszystkie możliwe alternatywne trasy w celu dostarczenia pakietów do docelowego adresu IP.

Routery Wi-Fi

Obecnie jesteśmy otoczeni większą liczbą punktów dostępu do sieci Wi-Fi niż kiedykolwiek w historii, a wszystkie z nich starają się obsługiwać coraz więcej urządzeń żądnych danych.

Sygnałów Wi-Fi jest tak wiele, zarówno silnych, jak i słabych, że gdybyśmy mieli specjalny sposób, aby to zobaczyć, wokół byłoby dużo zanieczyszczenia przestrzeni powietrznej.

Teraz, gdy wchodzimy w obszary o dużym zagęszczeniu i wysokim popycie, takie jak lotniska, kawiarnie, imprezy itp. wzrasta koncentracja wielu użytkowników korzystających z urządzeń bezprzewodowych. Im więcej osób próbuje połączyć się z Internetem, tym większe obciążenie przechodzi punkt dostępu, aby obsłużyć ogromny wzrost popytu. Zmniejsza to przepustowość dostępną dla każdego użytkownika i znacznie zmniejsza prędkość, powodując problemy z opóźnieniami.

ten Rodzina 802.11 Wi-Fi datuje się na 1997 r., a każda aktualizacja wydajności Wi-Fi od tego czasu została dokonana w trzech obszarach, które zostały również wykorzystane jako metryka do śledzenia poprawy i są one

• modulacja
• strumienie przestrzenne
• łączenie kanałów

Modulacja to proces kształtowania fali analogowej do przesyłania danych, podobnie jak każda melodia audio, która wznosi się i opada, aż dotrze do naszych uszu (odbiornik). Ta konkretna fala jest zdefiniowana przez częstotliwość, w której amplituda i faza są modyfikowane w celu wskazania celowi unikalnych bitów informacji. Tak więc im większa częstotliwość, tym lepsza łączność, ale podobnie jak w przypadku dźwięku, możemy zrobić tylko tyle zwiększ głośność, jeśli występują zakłócenia z innych dźwięków to w naszym przypadku sygnały radiowe, jakość cierpi.

Strumienie przestrzenne są jak posiadanie wielu strumieni wody wychodzących z tego samego źródła rzeki. Źródło rzeki może być dość silne, ale jeden strumień nie jest w stanie unieść tak wysokiego ilość wody, dzięki czemu zostaje podzielona na wiele strumieni, aby osiągnąć ostateczny cel, jakim jest spotkanie na wspólnym rezerwować.

Wi-Fi robi to za pomocą wielu anten, w których wiele strumieni danych wchodzi w interakcję z urządzeniem docelowym w tym samym czasie, jest to znane jako MIMO (wiele wejść – wiele wyjść)

Kiedy ta interakcja ma miejsce między wieloma celami, jest znana jako Multi-User (MU-MIMO), ale tutaj jest haczyk: „cel musi być wystarczająco daleko od siebie”.

W dowolnym momencie sieć działa na jednym kanale, Łączenie kanałów to nic innego jak łączenie mniejszych podpodziałów określonej częstotliwości w celu zwiększenia siły między urządzeniami docelowymi. Widmo bezprzewodowe jest bardzo ograniczone do określonych częstotliwości i kanałów. Niestety większość urządzeń pracuje na tej samej częstotliwości, więc nawet jeśli zwiększymy łączenie kanałów, pojawią się inne zewnętrzne zakłócenia, które osłabią jakość sygnału.

Przeczytaj także:Jak znaleźć adres IP mojego routera?

Czym różni się Wi-Fi 6 od swojego poprzednika?

Krótko mówiąc, poprawiła się szybkość, niezawodność, stabilność, liczba połączeń i wydajność energetyczna.

Jeśli zagłębimy się w to głębiej, zaczniemy zauważać, co sprawia, że Wi-Fi 6 tak wszechstronny jest dodanie czwartej metryki efektywności czasu antenowego. Przez cały ten czas nie uwzględniliśmy ograniczonego zasobu, jakim jest częstotliwość bezprzewodowa. W ten sposób urządzenia wypełniłyby więcej kanałów lub częstotliwości niż jest to wymagane i byłyby połączone znacznie dłużej niż jest to potrzebne, w prostych słowach, bardzo nieefektywny bałagan.

Protokół Wi-Fi 6 (802.11 ax) rozwiązuje ten problem za pomocą OFDMA (wielokrotny dostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości) gdzie transmisja danych jest zoptymalizowana i połączona, aby wykorzystać tylko wymaganą ilość żądanych zasobów. Jest on przypisywany i kontrolowany przez punkt dostępowy, aby dostarczyć docelowy żądany ładunek danych i korzysta z łącza w dół i łącza w górę MU-MIMO (wielu użytkowników, wiele wejść, wiele wyjść) w celu zwiększenia wydajności przesyłania danych między urządzeniami. Wykorzystując OFDMA, urządzenia Wi-Fi mogą wysyłać i odbierać pakiety danych w sieci lokalnej z większą prędkością i jednocześnie równolegle.

Równoległy transfer danych poprawia przenoszenie danych w sieci w niezwykle wydajny sposób, nie powodując spadku istniejących prędkości łącza w dół.

Co się stanie z moimi starymi urządzeniami WI-FI?

To nowy standard Wi-Fi ustalony przez International Wi-Fi Alliance we wrześniu 2019 roku. Wi-Fi 6 jest wstecznie kompatybilny, ale jest kilka kosmetycznych zmian.

Każda sieć, z którą się łączymy, działa z inną szybkością, opóźnieniem i przepustowością, co oznacza określoną literę po 802.11, na przykład 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n i 802.11ac co zaskoczyło nawet najlepszych z nas.

Całe to zamieszanie zakończyło się dzięki Wi-Fi 6, a sojusz Wi-Fi zmienił konwencję nazewnictwa na tę. Każda wersja Wi-Fi wcześniej będzie ponumerowana od Wi-Fi 1-5 dla ułatwienia wyrażenia.

Wniosek

Dobre zrozumienie działania routera pomaga nam nawigować i rozwiązywać różne problemy, z którymi możemy się spotkać w przypadku naszych routerów, a także routerów Wi-Fi. Położyliśmy duży nacisk na Wi-Fi 6, ponieważ jest to nowa, wschodząca technologia bezprzewodowa, za którą musimy nadążyć. Wi-Fi zakłóci nie tylko nasze urządzenia komunikacyjne, ale także przedmioty codziennego użytku, takie jak lodówki, pralki, samochody itp. Ale bez względu na to, jak bardzo zmieni się technologia, omówione podstawy, takie jak routing, tablice routingu, przekazywanie, przełączniki, koncentratory itp. nadal są kluczową, fundamentalną ideą stojącą za ekscytującymi wydarzeniami, które mają zmienić nasze życie całkowicie na dobre.