Čo je to router a ako funguje?

Všimli ste si zvýšenie rýchlosti vášho internetu pri pripojení k Wi-Fi na rozdiel od bežného používania 4G sieť? Za to musíte poďakovať smerovaču Wi-Fi, vďaka ktorému je náš zážitok z prehliadania bezproblémový. V závislosti od toho, v ktorej krajine žijete, môže byť rozdiel rýchlosti dvakrát, ak nie viac. Žijeme v dobe, kedy sa rýchlosť internetu tak zvýšila, že teraz meriame rýchlosť internetu v gigabitoch na rozdiel od kilobitov len pred niekoľkými rokmi. Je prirodzené, že s príchodom nových vzrušujúcich technológií, ktoré sa objavujú na bezdrôtovom trhu, očakávame vylepšenia aj našich bezdrôtových zariadení.

Čo je smerovač Wi-Fi?

Jednoducho povedané, Wi-Fi router nie je nič iné ako malá škatuľka s krátkymi anténami, ktorá pomáha prenášať internet vo vašom dome alebo kancelárii.

Smerovač je hardvérové ​​zariadenie, ktoré funguje ako most medzi modemom a počítačom. Ako už názov napovedá, smeruje prenos medzi zariadeniami, ktoré používate, a internetom. Výber správneho typu routera hrá dôležitú úlohu pri určovaní najrýchlejšieho internetového zážitku, ochrany pred kybernetickými hrozbami, firewallmi atď.

Je úplne v poriadku, ak nemáte technické znalosti o tom, ako router funguje. Poďme pochopiť z jednoduchého príkladu, ako router funguje.

Môžete mať širokú škálu zariadení, ako sú smartfóny, notebooky, tablety, tlačiarne, inteligentné televízory a mnohé ďalšie, ktoré sa pripájajú k internetu. Tieto zariadenia spolu tvoria sieť, ktorá sa nazýva Miestna sieť(LAN). Prítomnosť ďalších a ďalších zariadení na LAN vedie k spotrebe rôznych šírok pásma v rôznych používaných zariadeniach, čo môže mať za následok oneskorenie alebo prerušenie internetu v niektorých zariadeniach.

Tu prichádza na scénu smerovač, ktorý umožňuje bezproblémový prenos informácií cez tieto zariadenia tým, že nasmeruje prichádzajúcu a odchádzajúcu prevádzku najefektívnejším možným spôsobom.

Jednou z primárnych funkcií smerovača je fungovať ako a Hub alebo Switch medzi počítačmi, čo umožňuje bezproblémovú asimiláciu údajov a ich prenos medzi nimi.

Na spracovanie všetkých týchto obrovských množstiev prichádzajúcich a odchádzajúcich údajov musí byť smerovač inteligentný, a preto je smerovač svojím vlastným spôsobom počítač, pretože má CPU a pamäť, ktorý pomáha spracovávať prichádzajúce a odchádzajúce dáta.

Typický router vykonáva množstvo zložitých funkcií, ako napr

1. Poskytuje najvyššiu úroveň zabezpečenia z brány firewall
2. Prenos údajov medzi počítačmi alebo sieťovými zariadeniami, ktoré používajú rovnaké internetové pripojenie
3. Povoliť používanie internetu na viacerých zariadeniach súčasne

Aké sú výhody smerovača?

1. Poskytuje rýchlejšie wifi signály

Moderné smerovače Wi-Fi používajú zariadenia vrstvy 3, ktoré majú zvyčajne rozsah 2,4 GHz až 5 GHz, čo pomáha pri poskytovaní rýchlejších signálov Wi-Fi a rozšíreného dosahu ako predchádzajúce štandardy.

2. Spoľahlivosť

Smerovač izoluje postihnutú sieť a prenáša údaje cez iné siete, ktoré fungujú perfektne, čo z neho robí spoľahlivý zdroj.

3. Prenosnosť

Bezdrôtový smerovač eliminuje potrebu káblového pripojenia k zariadeniam odosielaním signálov Wi-Fi, čím zaisťuje najvyšší stupeň prenosnosti siete pripojených zariadení.

Existujú dva rôzne typy smerovačov:

a) Káblový smerovač: Pripája sa priamo k počítačom pomocou káblov cez vyhradený port, ktorý umožňuje smerovaču distribuovať informácie

b) Bezdrôtový smerovač: Ide o smerovač modernej doby, ktorý bezdrôtovo distribuuje informácie prostredníctvom antén medzi viacerými zariadeniami pripojenými k miestnej sieti.

Aby sme pochopili fungovanie smerovača, musíme sa najprv pozrieť na komponenty. Medzi základné komponenty smerovača patria:

• CPU: Je to primárny radič smerovača, ktorý vykonáva príkazy operačného systému smerovača. Pomáha tiež pri inicializácii systému, ovládaní sieťového rozhrania atď.
• ROM: Pamäť iba na čítanie obsahuje tento zavádzací program a diagnostické programy pri zapnutí (POST)
• RAM: V pamäti s náhodným prístupom sú uložené smerovacie tabuľky a spustené konfiguračné súbory. Obsah RAM sa vymažú pri zapnutí a vypnutí smerovača.
• NVRAM: Energeticky nezávislá RAM obsahuje konfiguračný súbor spúšťania. Na rozdiel od RAM ukladá obsah aj po zapnutí a vypnutí routera
• Flash pamäť: Ukladá obrázky operačného systému a funguje ako preprogramovateľný ROM.
• Sieťové rozhrania: Rozhrania sú fyzické pripojovacie porty, ktoré umožňujú pripojenie rôznych typov káblov k smerovaču, ako je ethernet, Vláknové distribuované dátové rozhranie (FDDI), digitálna sieť integrovaných služieb (ISDN) atď.
• Autobusy: Zbernica funguje ako komunikačný most medzi CPU a rozhraním, čo pomáha pri prenose dátových paketov.

Aké sú funkcie smerovača?

Smerovanie

Jednou z primárnych funkcií smerovača je posielanie dátových paketov cez cestu špecifikovanú v smerovacej tabuľke.

Používa určité interné vopred nakonfigurované direktívy, ktoré sa nazývajú ako statické trasy na posielanie údajov medzi prichádzajúce a odchádzajúce pripojenia rozhrania.

Router môže využívať aj dynamické smerovanie, kde preposiela dátové pakety rôznymi cestami na základe podmienok v systéme.

Statické smerovanie poskytuje systému väčšiu bezpečnosť v porovnaní s dynamickým, pretože smerovacia tabuľka sa nemení, pokiaľ ju používateľ manuálne nezmení.

Odporúčané:Oprava bezdrôtového smerovača sa neustále odpája alebo vypadáva

Určenie cesty

Smerovače berú do úvahy viacero alternatív na dosiahnutie rovnakého cieľa. Toto sa nazýva určenie cesty. Pri určovaní trasy sa berú do úvahy dva hlavné faktory:

• Zdroj informácií alebo smerovacia tabuľka
• Náklady na každú cestu – metrika

Na určenie optimálnej cesty router hľadá v smerovacej tabuľke sieťovú adresu, ktorá sa úplne zhoduje s IP adresou cieľového paketu.

Smerovacie tabuľky

Smerovacia tabuľka má vrstvu sieťovej inteligencie, ktorá riadi smerovač, aby posielal dátové pakety do cieľa. Obsahuje sieťové asociácie, ktoré pomáhajú smerovaču dosiahnuť cieľovú IP adresu najlepším možným spôsobom. Smerovacia tabuľka obsahuje nasledujúce informácie:

1. ID siete – cieľová IP adresa
2. Metrická – cesta, po ktorej sa má dátový paket odoslať.
3. Hop – je brána, cez ktorú sa musia posielať dátové pakety, aby sa dostali do cieľa.

Bezpečnosť

Smerovač poskytuje ďalšiu vrstvu zabezpečenia siete pomocou brány firewall, ktorá zabraňuje akémukoľvek typu počítačovej kriminality alebo hackerov. Firewall je špecializovaný softvér, ktorý analyzuje prichádzajúce dáta z paketov a chráni sieť pred kybernetickými útokmi.

Smerovače tiež poskytujú Virtuálna súkromná sieť (VPN) ktorý poskytuje dodatočnú bezpečnostnú vrstvu pre sieť a tým vytvára bezpečné spojenie.

Preposielací stôl

Preposielanie je skutočný proces prenosu dátových paketov cez vrstvy. Smerovacia tabuľka pomáha vybrať najlepšiu možnú trasu, zatiaľ čo smerovacia tabuľka uvádza trasu do činnosti.

Ako funguje smerovanie?

1. Smerovač načíta cieľovú IP adresu prichádzajúceho dátového paketu
2. Na základe tohto prichádzajúceho dátového paketu vyberie vhodnú cestu pomocou smerovacích tabuliek.
3. Dátové pakety sa potom preposielajú na konečnú cieľovú IP adresu cez skoky pomocou tabuľky presmerovania.

Jednoducho povedané, smerovanie je proces prenosu dátových paketov z cieľa A do cieľa B s použitím požadovaných informácií optimálnym spôsobom.

Prepínač

Prepínač hrá veľmi dôležitú úlohu pri zdieľaní informácií medzi zariadeniami, ktoré sú navzájom prepojené. Prepínače sa vo všeobecnosti používajú pre väčšie siete, kde všetky zariadenia spojené dohromady tvoria lokálnu sieť (LAN). Na rozdiel od smerovača, prepínač odosiela dátové pakety iba do konkrétneho zariadenia nakonfigurovaného používateľom.

Viac pochopíme na malom príklade:

Povedzme, že chcete poslať fotku svojmu priateľovi na WhatsApp. Hneď ako zverejníte obrázok svojho priateľa, určí sa zdrojová a cieľová IP adresa a fotografia je rozdelená na malé časti nazývané dátové pakety, ktoré musia byť odoslané do finále destinácia.

Router pomáha nájsť optimálny spôsob prenosu týchto dátových paketov na cieľovú IP adresu pomocou smerovacích a preposielacích algoritmov a riadiť prevádzku v sieti. Ak je jedna trasa preťažená, router nájde všetky možné alternatívne trasy na doručenie paketov na cieľovú IP adresu.

Wi-Fi smerovače

Dnes sme obklopení väčším počtom prístupových bodov Wi-Fi ako kedykoľvek v histórii, pričom všetky sa snažia obslúžiť čoraz viac zariadení náročných na dáta.

Existuje toľko signálov Wi-Fi, silných aj slabých, že ak by sme mali špeciálny spôsob, ako to vidieť, došlo by k veľkému znečisteniu vzdušného priestoru okolo.

Teraz, keď vstúpime do oblastí s vysokou hustotou a vysokým dopytom, ako sú letiská, kaviarne, podujatia atď. zvyšuje sa koncentrácia viacerých používateľov s bezdrôtovými zariadeniami. Čím viac ľudí sa pokúša pripojiť k internetu, tým väčším tlakom prechádza prístupový bod, aby uspokojil obrovský nárast dopytu. Tým sa znižuje šírka pásma dostupná pre každého používateľa a výrazne sa znižuje rýchlosť, čo vedie k problémom s latenciou.

The 802.11 rodina Wi-Fi sa datuje do roku 1997 a odvtedy každá aktualizácia vylepšenia výkonu Wi-Fi bola vykonaná v troch oblastiach, ktoré sa tiež použili ako metrika na sledovanie zlepšenia.

• modulácia
• priestorové prúdy
• lepenie kanálov

Modulácia je proces tvarovania analógovej vlny na prenos údajov, rovnako ako každá zvuková melódia, ktorá sa posúva hore a dole, až kým nedosiahne naše uši (prijímač). Táto konkrétna vlna je definovaná frekvenciou, kde sú amplitúda a fáza modifikované tak, aby indikovali jedinečné bity informácií pre cieľ. Čiže čím silnejšia frekvencia, tým lepšia konektivita, ale rovnako ako zvuk, môžeme urobiť len toľko zvýšiť hlasitosť, ak dôjde k rušeniu inými zvukmi, sú rádiové signály v našom prípade kvalita trpí.

Priestorové prúdy sú ako mať viacero prúdov vody vytekajúcich z toho istého riečneho zdroja. Zdroj rieky môže byť dosť silný, ale jeden jediný prúd nie je schopný uniesť takú výšku množstvo vody, takže sa rozdelí do viacerých prúdov, aby sa dosiahol konečný cieľ stretnúť sa na spoločnej rezerva.

Wi-Fi to robí pomocou viacerých antén, kde s cieľovým zariadením súčasne interaguje viacero tokov údajov, čo je známe ako MIMO (viacnásobný vstup – viacnásobný výstup)

Keď sa táto interakcia odohráva medzi viacerými cieľmi, je známa ako Multi-User (MU-MIMO), no tu je háčik, „cieľ musí byť od seba dostatočne vzdialený“.

V každom danom čase sieť beží na jedinom kanáli, Channel Bonding nie je nič iné ako kombinovanie menších pododdielov konkrétnej frekvencie na zvýšenie sily medzi cieľovými zariadeniami. Bezdrôtové spektrum je veľmi obmedzené na špecifické frekvencie a kanály. Bohužiaľ, väčšina zariadení beží na rovnakej frekvencii, takže aj keby sme zvýšili viazanie kanálov, došlo by k ďalším vonkajším interferenciám, ktoré by utlmili kvalitu signálu.

Prečítajte si tiež:Ako nájsť IP adresu môjho smerovača?

V čom je Wi-Fi 6 iné ako jeho predchodca?

Stručne povedané, zlepšila sa rýchlosť, spoľahlivosť, stabilita, počet pripojení a energetická účinnosť.

Ak sa do toho ponoríme hlbšie, začneme si všímať, čo robí Wi-Fi 6 taký všestranný je pridanie 4. metriky Efektivita vysielacieho času. Počas tohto obdobia sme nedokázali zohľadniť obmedzený zdroj, ktorým je bezdrôtová frekvencia. Zariadenia by teda zaplnili viac kanálov alebo frekvencií, ako je potrebné, a boli by pripojené oveľa dlhšie, ako je potrebné, jednoducho povedané, veľmi neefektívny neporiadok.

Protokol Wi-Fi 6 (802.11 ax) rieši tento problém OFDMA (viacnásobný prístup s ortogonálnym frekvenčným delením) kde je prenos údajov optimalizovaný a kombinovaný tak, aby využíval iba požadované množstvo požadovaného zdroja. Toto prideľuje a riadi prístupový bod, aby doručil cieľové požadované dáta a využíva downlink a uplink MU-MIMO (viac používateľov, viacero vstupov, viacero výstupov) zvýšiť efektivitu prenosu dát medzi zariadeniami. S využitím OFDMA môžu Wi-Fi zariadenia odosielať a prijímať dátové pakety v lokálnej sieti vyššou rýchlosťou a súčasne paralelne.

Paralelný prenos dát zlepšuje prenosnosť dát cez sieť extrémne efektívnym spôsobom bez toho, aby spôsobil pokles existujúcich downlinkových rýchlostí.

Čo sa stane s mojimi starými zariadeniami WI-FI?

Ide o nový štandard Wi-Fi, ktorý v septembri 2019 stanovila Medzinárodná aliancia Wi-Fi. Wi-Fi 6 je spätne kompatibilné, no sú tu nejaké kozmetické zmeny.

Každá sieť, ku ktorej sa pripájame, beží na inej rýchlosti, latencii a šírke pásma, ktorá je označená určitým písmenom za 802.11, ako napríklad 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n a 802.11ac čo zmiatlo aj tých najlepších z nás.

Všetok tento zmätok sa skončil s Wi-Fi 6 a aliancia Wi-Fi zmenila konvenciu pomenovania týmto. Každá verzia Wi-Fi pred týmto bude očíslovaná medzi Wi-Fi 1-5 pre jednoduchšie vyjadrenie.

Záver

Dobré pochopenie fungovania smerovača nám pomáha orientovať sa a riešiť rôzne problémy, s ktorými sa môžeme stretnúť pri našich smerovačoch, ako aj smerovačoch Wi-Fi. Na Wi-Fi 6 sme kládli veľký dôraz, keďže ide o novú nastupujúcu bezdrôtovú technológiu, s ktorou musíme držať krok. Wi-Fi sa chystá narušiť nielen naše komunikačné zariadenia, ale aj naše každodenné predmety, ako sú chladničky, práčky, autá atď. Ale bez ohľadu na to, ako veľmi sa technológia mení, diskutované základy, ako je smerovanie, smerovacie tabuľky, presmerovanie, prepínače, rozbočovače atď. stále sú kritickou hnacou základnou myšlienkou vzrušujúceho vývoja, ktorý sa chystá zmeniť naše životy úplne nadobro.