O que é um roteador e como funciona?
Miscelânea / / November 28, 2021
Você notou o aumento da velocidade de sua internet quando conectado ao Wi-Fi ao contrário de nós usando apenas o regular Rede 4G? Bem, você tem que agradecer ao roteador Wi-Fi por isso, torna nossa experiência de navegação perfeita. Dependendo do país em que você mora, a variação da velocidade pode ser duas vezes, se não mais. Estamos vivendo em uma época em que a velocidade da internet aumentou tanto que agora medimos nossa velocidade de internet em Gigabits em oposição aos kilobits alguns anos atrás. É natural que esperemos melhorias em nossos dispositivos sem fio, bem como com o advento de novas tecnologias interessantes que estão surgindo no mercado sem fio.
Conteúdo
- O que é um roteador Wi-Fi?
- Quais são os benefícios de um roteador?
- Quais são as funções de um roteador?
- Como funciona o roteamento?
- Roteadores Wi-Fi
- O que é diferente no Wi-Fi 6 em relação ao seu antecessor?
- O que acontecerá com meus antigos dispositivos WI-FI?
O que é um roteador Wi-Fi?
Em palavras simples, um roteador Wi-Fi nada mais é do que uma pequena caixa com antenas curtas que ajudam a transmitir a internet por toda a sua casa ou escritório.
Um roteador é um dispositivo de hardware que atua como uma ponte entre o modem e o computador. Como o nome sugere, ele roteia o tráfego entre os dispositivos que você usa e a internet. Selecionar o tipo certo de roteador desempenha um papel importante na determinação da experiência de Internet mais rápida, proteção contra ameaças cibernéticas, firewalls, etc.
Está tudo bem se você não tem conhecimento técnico de como funciona um roteador. Vamos entender a partir de um exemplo simples de como funciona um roteador.
Você pode ter uma grande variedade de dispositivos, como smartphones, laptops, tablets, impressoras, TVs inteligentes e muito mais que se conectam à Internet. Esses dispositivos juntos formam uma rede que é chamada de Rede local(LAN). A presença de mais e mais dispositivos no LAN resulta no consumo de diferentes larguras de banda em vários dispositivos usados, o que pode resultar em atrasos ou interrupção da Internet em alguns dispositivos.
É aqui que o roteador entra, permitindo a transmissão de informações através desses dispositivos de forma integrada, direcionando o tráfego de entrada e saída da maneira mais eficiente possível.
Uma das funções principais de um roteador é atuar como um Hub ou switch entre computadores, permitindo que a assimilação e transferência de dados entre eles ocorram perfeitamente.
Para processar todas essas enormes quantidades de dados de entrada e saída, o roteador deve ser inteligente e, portanto, um roteador é um computador em sua própria maneira, pois tem um CPU e memória, o que ajuda a lidar com dados de entrada e saída.
Um roteador típico executa uma variedade de funções complexas como
- Fornecendo o mais alto nível de segurança do firewall
- Transferência de dados entre computadores ou dispositivos de rede que usam a mesma conexão de Internet
- Permitir o uso da Internet em vários dispositivos simultaneamente
Quais são os benefícios de um roteador?
1. Oferece sinais de wi-fi mais rápidos
Os roteadores Wi-Fi da era moderna usam dispositivos de camada 3 que normalmente têm uma faixa de 2,4 GHz a 5 GHz que ajuda a fornecer sinais Wi-Fi mais rápidos e faixa estendida do que os padrões anteriores.
2. Confiabilidade
Um roteador isola uma rede afetada e passa os dados por outras redes que estão funcionando perfeitamente, o que o torna uma fonte confiável.
3. Portabilidade
Um roteador sem fio elimina a necessidade de conexão com fio com os dispositivos, enviando sinais Wi-Fi, garantindo assim o mais alto grau de portabilidade de uma rede de dispositivos conectados.
Existem dois tipos diferentes de roteadores:
a) Roteador com fio: Ele se conecta diretamente aos computadores por meio de cabos através de uma porta dedicada que permite ao roteador distribuir informações
b) Roteador sem fio: É um roteador moderno que distribui informações por meio de antenas sem fio em vários dispositivos conectados à sua rede local.
Para entender o funcionamento de um roteador, primeiro precisamos examinar os componentes. Os componentes básicos de um roteador incluem:
- CPU: É o controlador primário do roteador que executa os comandos do sistema operacional do roteador. Também ajuda na inicialização do sistema, controle de interface de rede, etc.
- ROM: A memória somente leitura contém aquele programa de bootstrap e programas de diagnóstico de inicialização (POST)
- RAM: A memória de acesso aleatório armazena as tabelas de roteamento e os arquivos de configuração em execução. O conteúdo do RAM sejam excluídos ao ligar e desligar o roteador.
- NVRAM: A RAM não volátil contém o arquivo de configuração de inicialização. Ao contrário da RAM, ele armazena o conteúdo mesmo depois que o roteador é ligado e desligado
- Memória flash: Ele armazena as imagens do sistema operacional e funciona como um programa reprogramável ROM.
- Interfaces de rede: As interfaces são as portas de conexão física que permitem que diferentes tipos de cabos sejam conectados ao roteador como ethernet, Interface de dados distribuída por fibra (FDDI), rede digital de serviços integrados (ISDN), etc.
- Ônibus: O barramento atua como uma ponte de comunicação entre a UCP e a interface, o que auxilia na transferência dos pacotes de dados.
Quais são as funções de um roteador?
Encaminhamento
Uma das funções principais de um roteador é encaminhar os pacotes de dados pela rota especificada na tabela de roteamento.
Ele usa certas diretivas pré-configuradas internas que são chamadas como rotas estáticas para encaminhar dados entre as conexões de interface de entrada e saída.
O roteador também pode usar o roteamento dinâmico, onde encaminha os pacotes de dados por meio de diferentes rotas com base nas condições do sistema.
O roteamento estático fornece mais segurança ao sistema em comparação com o dinâmico, uma vez que a tabela de roteamento não muda, a menos que o usuário a altere manualmente.
Recomendado:Correção de roteador sem fio que fica sempre desconectando ou caindo
Determinação do caminho
Os roteadores levam em consideração várias alternativas para chegar ao mesmo destino. Isso é chamado de determinação do caminho. Os dois principais fatores considerados para a determinação do caminho são:
- A fonte de informação ou a tabela de roteamento
- O custo de cada caminho - métrica
Para determinar o caminho ideal, o roteador procura na tabela de roteamento um endereço de rede que corresponda completamente ao endereço IP do pacote de destino.
Tabelas de roteamento
A tabela de roteamento tem uma camada de inteligência de rede que direciona o roteador a encaminhar pacotes de dados ao destino. Ele contém as associações de rede que ajudam o roteador a alcançar o endereço IP de destino da melhor maneira possível. A tabela de roteamento contém as seguintes informações:
- Id da rede - o endereço IP de destino
- Métrica - o caminho ao longo do qual o pacote de dados deve ser enviado.
- Hop - é o gateway pelo qual os pacotes de dados devem ser enviados para chegar ao destino final.
Segurança
O roteador fornece uma camada adicional de segurança para a rede usando um firewall que impede qualquer tipo de crime cibernético ou hacking. Um firewall é um software especializado que analisa os dados recebidos dos pacotes e protege a rede contra ataques cibernéticos.
Os roteadores também fornecem Rede privada virtual (VPN) que fornece uma camada de segurança adicional para a rede e, assim, gera uma conexão segura.
Tabela de encaminhamento
O encaminhamento é o processo real de transmissão dos pacotes de dados através das camadas. A tabela de roteamento ajuda a selecionar a melhor rota possível, enquanto a tabela de encaminhamento coloca a rota em ação.
Como funciona o roteamento?
- O roteador lê o endereço IP de destino do pacote de dados de entrada
- Com base nesse pacote de dados de entrada, ele seleciona o caminho apropriado usando tabelas de roteamento.
- Os pacotes de dados são então encaminhados ao endereço IP de destino final por meio de saltos usando a tabela de encaminhamento.
Em palavras simples, o roteamento é o processo de transmitir os pacotes de dados do destino A para o destino B usando as informações necessárias de maneira otimizada.
Trocar
Um switch desempenha um papel muito importante no compartilhamento de informações entre dispositivos conectados uns aos outros. Os switches são geralmente usados para redes maiores, onde todos os dispositivos conectados juntos formam uma rede local (LAN). Ao contrário de um roteador, o switch envia pacotes de dados apenas para um dispositivo específico configurado pelo usuário.
Podemos entender mais com um pequeno exemplo:
Digamos que você queira enviar uma foto para seu amigo em Whatsapp. Assim que você postar a foto do seu amigo, a origem e o endereço IP de destino são determinados, e a fotografia é quebrada em pequenos bits chamados de pacotes de dados que devem ser enviados para o final destino.
O roteador ajuda a descobrir a maneira ideal de transferir esses pacotes de dados para o endereço IP de destino usando algoritmos de roteamento e encaminhamento e gerenciar o tráfego na rede. Se uma rota estiver congestionada, o roteador encontrará todas as rotas alternativas possíveis para entregar os pacotes ao endereço IP de destino.
Roteadores Wi-Fi
Hoje, estamos cercados por mais pontos de acesso Wi-Fi do que em qualquer outro momento da história, todos eles se esforçando para servir a dispositivos cada vez mais ávidos por dados.
Existem tantos sinais Wi-Fi, fortes e fracos, que se tivéssemos uma maneira especial de vê-los, haveria muita poluição do espaço aéreo ao redor.
Agora, quando entramos em áreas de alta densidade e alta demanda, como aeroportos, cafés, eventos, etc. a concentração de vários usuários com dispositivos sem fio aumenta. Quanto mais pessoas tentam se conectar, mais o ponto de acesso sofre para atender ao grande aumento da demanda. Isso reduz a largura de banda disponível para cada usuário e reduz a velocidade significativamente, dando origem a problemas de latência.
o Família 802.11 de Wi-Fi remonta a 1997 e todas as atualizações de melhorias de desempenho para Wi-Fi desde então foram feitas em três áreas, que têm sido usadas como métrica para acompanhar as melhorias também.
- modulação
- fluxos espaciais
- ligação de canal
A modulação é o processo de moldar uma onda analógica para transmitir dados, assim como qualquer melodia de áudio que sobe e desce até chegar aos nossos ouvidos (receptor). Esta onda particular é definida por uma frequência onde a amplitude e a fase são modificadas para indicar bits únicos de informação para o alvo. Portanto, quanto mais forte for a frequência, melhor será a conectividade, mas, assim como o som, não há muito que possamos fazer para aumentar o volume se houver interferência de outros sons são sinais de rádio no nosso caso, a qualidade sofre.
Riachos Espaciais são como ter vários fluxos de água saindo da mesma nascente do rio. A nascente do rio pode ser bastante forte, mas um único riacho não é capaz de carregar um rio tão alto quantidade de água, por isso é dividida em vários riachos para atingir o objetivo final de encontro no comum reserva.
O Wi-Fi faz isso usando várias antenas, onde vários fluxos de dados estão interagindo com o dispositivo de destino ao mesmo tempo, isso é conhecido como MIMO (Multiple Input - Multiple Output)
Quando essa interação ocorre entre vários alvos, ela é conhecida como Multiusuários (MU-MIMO), mas aqui está o problema: “o alvo precisa estar suficientemente longe um do outro”.
A qualquer momento, a rede funciona em um único canal, Channel Bonding nada mais é do que combinar subdivisões menores de uma determinada frequência para aumentar a força entre os dispositivos alvo. O espectro sem fio é muito limitado a frequências e canais específicos. Infelizmente, a maioria dos dispositivos funciona na mesma frequência, então, mesmo se aumentarmos a ligação do canal, haveria outras interferências externas que prejudicariam a qualidade do sinal.
Leia também:Como encontrar o endereço IP do meu roteador?
O que é diferente no Wi-Fi 6 em relação ao seu antecessor?
Em suma, melhorou em velocidade, confiabilidade, estabilidade, número de conexões e eficiência de energia.
Se nos aprofundarmos nisso, começaremos a perceber o que torna Wi-Fi 6 tão versátil é o adição da 4ª métrica de eficiência de tempo de antena. Durante todo esse tempo, deixamos de levar em conta o recurso limitado que é a frequência sem fio. Assim, os dispositivos preencheriam mais canais ou frequência do que o necessário e ficariam conectados por muito mais tempo do que o necessário, em palavras simples, uma bagunça muito ineficiente.
O protocolo Wi-Fi 6 (802.11 ax) resolve esse problema com OFDMA (acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal) onde a transmissão de dados é otimizada e combinada para usar apenas a quantidade necessária de recursos solicitados. Isso é atribuído e controlado pelo Ponto de Acesso para entregar a carga útil de dados solicitada e faz uso de Downlink e Uplink MU-MIMO (multiusuário, múltiplas entradas, múltiplas saídas) para aumentar a eficiência da transferência de dados entre dispositivos. Utilizando o OFDMA, os dispositivos Wi-Fi podem enviar e receber pacotes de dados na rede local em velocidades mais altas e ao mesmo tempo em paralelo.
A transferência paralela de dados melhora a capacidade de transferência de dados pela rede de uma maneira extremamente eficiente, sem causar uma queda nas velocidades de downlink existentes.
O que acontecerá com meus antigos dispositivos WI-FI?
Este é um novo padrão de Wi-Fi estabelecido pela International Wi-Fi Alliance em setembro de 2019. O Wi-Fi 6 é compatível com versões anteriores, mas existem algumas mudanças cosméticas.
Cada rede à qual nos conectamos funciona em uma velocidade, latência e largura de banda diferentes, denotadas por uma determinada letra após 802.11, como 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11ne 802.11ac que tem confundido até mesmo o melhor de nós.
Toda essa confusão acabou com o Wi-Fi 6, e a aliança Wi-Fi mudou a convenção de nomenclatura com este. Cada versão Wi-Fi anterior será numerada entre Wi-Fi 1-5 para facilitar a expressão.
Conclusão
Ter um bom entendimento do funcionamento de um roteador nos ajuda a navegar e resolver vários problemas que podemos enfrentar com nossos roteadores, bem como roteadores Wi-Fi. Colocamos muita ênfase no Wi-Fi 6, pois é uma nova tecnologia sem fio emergente que devemos acompanhar. O Wi-Fi está prestes a interromper não apenas nossos dispositivos de comunicação, mas também nossos itens do dia-a-dia, como geladeiras, máquinas de lavar, carros, etc. Mas, não importa o quanto a tecnologia mude, os fundamentos discutidos, como roteamento, tabelas de roteamento, encaminhamento, switches, hubs, etc. ainda são a ideia fundamental motriz crítica por trás dos empolgantes desenvolvimentos que estão prestes a mudar nossas vidas inteiramente para sempre.