Що таке роутер і як він працює?

Ви помітили, що швидкість вашого Інтернету збільшується при підключенні до Wi-Fi, а не ми, просто використовуючи звичайний мережа 4G? Ну, ви повинні подякувати маршрутизатору Wi-Fi за це, він робить наш веб-перегляд безперешкодним. Залежно від країни, в якій ви живете, розбіжність швидкості може бути вдвічі, якщо не більше. Ми живемо в час, коли швидкість Інтернету зросла настільки, що тепер ми вимірюємо швидкість Інтернету в гігабітах, а не в кілобітах всього кілька років тому. Для нас природно очікувати покращень у наших бездротових пристроях із появою нових захоплюючих технологій, які з’являються на ринку бездротового зв’язку.

Що таке Wi-Fi роутер?

Простіше кажучи, Wi-Fi роутер — це не що інше, як невелика коробка з короткими антенами, яка допомагає передавати Інтернет по всьому дому чи офісу.

Маршрутизатор - це апаратний пристрій, який виконує роль моста між модемом і комп'ютером. Як випливає з назви, він маршрутизує трафік між пристроями, які ви використовуєте, та Інтернетом. Вибір правильного типу маршрутизатора відіграє важливу роль у визначенні найшвидшого Інтернету, захисту від кіберзагроз, брандмауерів тощо.

Це цілком нормально, якщо у вас немає технічних знань про те, як працює маршрутизатор. Давайте розберемося на простому прикладі того, як працює роутер.

У вас може бути безліч пристроїв, таких як смартфони, ноутбуки, планшети, принтери, смарт-телевізори та багато іншого, які підключаються до Інтернету. Ці пристрої разом утворюють мережу, яка називається Локальна мережа(LAN). Наявність більшої кількості пристроїв LAN призводить до споживання різної пропускної спроможності на різних використовуваних пристроях, що може призвести до затримок або перебоїв у роботі Інтернету на деяких пристроях.

Тут на допомогу приходить маршрутизатор, дозволяючи безперешкодно передавати інформацію між цими пристроями, спрямовуючи вхідний та вихідний трафік найбільш ефективним способом.

Однією з основних функцій маршрутизатора є виконання функції Концентратор або комутатор між комп’ютерами, що дозволяє безперешкодно засвоювати та передавати дані між ними.

Щоб обробляти всі ці величезні обсяги вхідних і вихідних даних, маршрутизатор має бути розумним, і, отже, маршрутизатор є комп’ютером по-своєму, оскільки він має процесор і пам'ять, який допомагає працювати з вхідними та вихідними даними.

Звичайний маршрутизатор виконує ряд складних функцій, наприклад

1. Забезпечення найвищого рівня безпеки від брандмауера
2. Передача даних між комп’ютерами або мережевими пристроями, які використовують те саме підключення до Інтернету
3. Увімкніть використання Інтернету на кількох пристроях одночасно

Які переваги маршрутизатора?

1. Забезпечує швидший сигнал Wi-Fi

Сучасні маршрутизатори Wi-Fi використовують пристрої рівня 3, які зазвичай мають діапазон від 2,4 ГГц до 5 ГГц, що допомагає забезпечити швидший сигнал Wi-Fi і розширений діапазон, ніж попередні стандарти.

2. Надійність

Маршрутизатор ізолює уражену мережу та передає дані через інші мережі, які працюють ідеально, що робить його надійним джерелом.

3. Портативність

Бездротовий маршрутизатор усуває потребу в дротовому з’єднанні з пристроями, надсилаючи сигнали Wi-Fi, тим самим гарантуючи найвищий ступінь портативності мережі підключених пристроїв.

Існує два різних типи маршрутизаторів:

а) дротовий маршрутизатор: Він підключається безпосередньо до комп’ютерів за допомогою кабелів через виділений порт, який дозволяє маршрутизатору поширювати інформацію

b) Бездротовий маршрутизатор: Це сучасний роутер, який поширює інформацію через антени бездротовим способом між кількома пристроями, підключеними до його локальної мережі.

Щоб зрозуміти роботу маршрутизатора, нам потрібно спочатку розглянути компоненти. Основні компоненти маршрутизатора включають:

• ЦП: Це основний контролер маршрутизатора, який виконує команди операційної системи маршрутизатора. Це також допомагає в ініціалізації системи, контролі мережевого інтерфейсу тощо.
• ПЗУ: Пам’ять лише для читання містить цю програму завантаження та діагностичні програми ввімкнення (POST)
• ОЗП: Пам'ять із довільним доступом зберігає таблиці маршрутизації та запущені файли конфігурації. Зміст ОЗП видаляються під час увімкнення та вимкнення роутера.
• NVRAM: Енергонезалежна оперативна пам’ять містить файл конфігурації запуску. На відміну від оперативної пам’яті, він зберігає вміст навіть після ввімкнення та вимкнення маршрутизатора
• Флеш-пам'ять: Він зберігає образи операційної системи і працює як перепрограмований ROM.
• Мережні інтерфейси: Інтерфейси – це фізичні порти підключення, які дозволяють підключати різні типи кабелів до маршрутизатора, наприклад Ethernet, Оптоволоконний інтерфейс даних (FDDI), цифрова мережа інтегрованих послуг (ISDN) тощо.
• Автобуси: Шина діє як міст зв'язку між центральним процесором та інтерфейсом, що допомагає передавати пакети даних.

Які функції маршрутизатора?

Маршрутизація

Однією з основних функцій маршрутизатора є пересилання пакетів даних маршрутом, зазначеним у таблиці маршрутизації.

Він використовує певні внутрішні попередньо налаштовані директиви, які називаються статичними маршрутами для пересилання даних між вхідними та вихідними інтерфейсними з’єднаннями.

Маршрутизатор також може використовувати динамічну маршрутизацію, коли він пересилає пакети даних різними маршрутами залежно від умов системи.

Статична маршрутизація забезпечує більшу безпеку системи в порівнянні з динамічною, оскільки таблиця маршрутизації не змінюється, якщо користувач не змінить її вручну.

Рекомендовано:Виправити бездротовий маршрутизатор постійно відключається або відключається

Визначення шляху

Маршрутизатори враховують кілька альтернатив для досягнення одного пункту призначення. Це називається визначенням шляху. Для визначення шляху враховуються два основні фактори:

• Джерело інформації або таблиця маршрутизації
• Вартість проходження кожного шляху – метрична

Щоб визначити оптимальний шлях, маршрутизатор шукає в таблиці маршрутизації мережеву адресу, яка повністю відповідає IP-адресі пакета призначення.

Таблиці маршрутизації

Таблиця маршрутизації має рівень мережевого інтелекту, який спрямовує маршрутизатор пересилати пакети даних до місця призначення. Він містить мережеві асоціації, які допомагають маршрутизатору найкращим чином досягти IP-адреси призначення. Таблиця маршрутизації містить таку інформацію:

1. Ідентифікатор мережі – IP-адреса призначення
2. Метрика – шлях, по якому має бути відправлений пакет даних.
3. Перехід – це шлюз, через який пакети даних повинні бути відправлені для досягнення кінцевого пункту призначення.

Безпека

Маршрутизатор забезпечує додатковий рівень безпеки мережі за допомогою брандмауера, який запобігає будь-які види кіберзлочинів або злому. Брандмауер – це спеціалізоване програмне забезпечення, яке аналізує вхідні дані з пакетів і захищає мережу від кібератак.

Маршрутизатори також забезпечують Віртуальна приватна мережа (VPN) що забезпечує додатковий рівень безпеки в мережі і тим самим створює безпечне з'єднання.

Таблиця пересилання

Пересилання — це фактичний процес передачі пакетів даних між рівнями. Таблиця маршрутизації допомагає вибрати найкращий можливий маршрут, а таблиця пересилання вводить маршрут у дію.

Як працює маршрутизація?

1. Маршрутизатор зчитує IP-адресу призначення вхідного пакету даних
2. На основі цього вхідного пакету даних він вибирає відповідний шлях за допомогою таблиць маршрутизації.
3. Потім пакети даних пересилаються на кінцеву IP-адресу призначення через стрибки за допомогою таблиці пересилання.

Простими словами, маршрутизація - це процес передачі пакетів даних від пункту призначення А до пункту призначення B з використанням необхідної інформації оптимальним способом.

Перемикач

Перемикач відіграє дуже важливу роль у обміні інформацією між пристроями, які підключені один до одного. Перемикачі зазвичай використовуються для великих мереж, де всі пристрої, з'єднані разом, утворюють локальну мережу (LAN). На відміну від маршрутизатора, комутатор надсилає пакети даних лише на певний пристрій, налаштований користувачем.

Ми можемо зрозуміти більше на невеликому прикладі:

Скажімо, ви хочете надіслати фотографію своєму другові WhatsApp. Щойно ви опублікуєте зображення свого друга, визначається IP-адреса джерела та призначення та фотографія розбивається на маленькі фрагменти, які називаються пакетами даних, які потрібно відправити до фіналу призначення.

Маршрутизатор допомагає знайти оптимальний спосіб передачі цих пакетів даних на IP-адресу призначення за допомогою алгоритмів маршрутизації та пересилання та керувати трафіком по мережі. Якщо один маршрут перевантажений, маршрутизатор знаходить усі можливі альтернативні маршрути для доставки пакетів на IP-адресу призначення.

Wi-Fi маршрутизатори

Сьогодні нас оточує більше точок доступу Wi-Fi, ніж будь-коли в історії, і всі вони намагаються обслуговувати все більше пристроїв, які потребують даних.

Є так багато сигналів Wi-Fi, як сильних, так і слабких, що якби у нас був особливий спосіб побачити його, навколо було б багато забруднення повітряного простору.

Тепер, коли ми входимо в райони з високою щільністю та високим попитом, такі як аеропорти, кав’ярні, події тощо. збільшується концентрація кількох користувачів з бездротовими пристроями. Чим більше людей намагається підключитися до Інтернету, тим більше навантаження відчуває точка доступу, щоб обслуговувати величезний сплеск попиту. Це зменшує пропускну здатність, доступну кожному користувачеві, і значно зменшує швидкість, що призводить до проблем із затримкою.

The 802.11 сімейство Wi-Fi датується 1997 роком, і кожне оновлення продуктивності Wi-Fi з тих пір було зроблено в трьох областях, які також використовувалися як показник для відстеження покращень, і вони

• модуляція
• просторові потоки
• з'єднання каналів

Модуляція Це процес формування аналогової хвилі для передачі даних, як і будь-яка аудіо-мелодія, яка піднімається і опускається, поки не досягне наших вух (приймача). Ця конкретна хвиля визначається частотою, на якій амплітуда та фаза змінюються, щоб вказати унікальні біти інформації для цілі. Отже, чим сильніша частота, тим краще підключення, але, як і звук, ми можемо зробити лише так багато Збільште гучність, якщо є перешкоди від інших звуків, це радіосигнали в нашому випадку якісні страждає.

Просторові потоки схожі на те, що з одного джерела витікає кілька потоків води. Витік річки може бути досить потужним, але один потік не здатний нести таку висоту кількість води, тому вона ділиться на кілька потоків, щоб досягти кінцевої мети – зустрічі в спільній резерв.

Wi-Fi виконує це за допомогою кількох антен, де кілька потоків даних взаємодіють із цільовим пристроєм одночасно, це відомо як MIMO (кілька входів – кілька виходів)

Коли ця взаємодія відбувається між кількома цілями, вона відома як багатокористувальницька (MU-MIMO), але ось заковика: «ціль має бути на достатньому відстані одна від одної».

У будь-який момент часу мережа працює на одному каналі, Склеювання каналів є не що інше, як комбінування менших підрозділів певної частоти для збільшення потужності між цільовими пристроями. Бездротовий спектр дуже обмежений певними частотами та каналами. На жаль, більшість пристроїв працюють на одній частоті, тому навіть якщо ми збільшимо зв’язок каналу, виникнуть інші зовнішні перешкоди, які погіршать якість сигналу.

Читайте також:Як знайти IP-адресу мого маршрутизатора?

Чим Wi-Fi 6 відрізняється від свого попередника?

Коротше кажучи, він також покращив швидкість, надійність, стабільність, кількість з’єднань та енергоефективність.

Якщо ми вникаємо глибше, ми починаємо помічати, що робить Wi-Fi 6 настільки універсальний додавання 4-го показника ефективності ефірного часу. Протягом усього цього часу ми не врахували обмеженого ресурсу бездротової частоти. Таким чином, пристрої заповнюють більше каналів або частоти, ніж потрібно, і підключаються набагато довше, ніж потрібно, простими словами, дуже неефективний безлад.

Протокол Wi-Fi 6 (802.11 axe) вирішує цю проблему OFDMA (множинний доступ з ортогональним частотним поділом) де передача даних оптимізована й об’єднана для використання лише необхідної кількості запитуваного ресурсу. Це призначається та контролюється точкою доступу для доставки цільового запитуваного корисного навантаження та використовує низхідне та висхідне посилання MU-MIMO (багатокористувацький, кілька входів, кілька виходів) для підвищення ефективності передачі даних між пристроями. Використовуючи OFDMA, пристрої Wi-Fi можуть надсилати та отримувати пакети даних у локальній мережі на вищих швидкостях і в той же час паралельно.

Паралельна передача даних надзвичайно ефективно покращує передачу даних через мережу, не викликаючи падіння існуючої швидкості низхідного зв’язку.

Що станеться з моїми старими пристроями WI-FI?

Це новий стандарт Wi-Fi, встановлений Міжнародним Wi-Fi Alliance у вересні 2019 року. Wi-Fi 6 має зворотну сумісність, але є деякі косметичні зміни.

Кожна мережа, до якої ми підключаємося, працює з різною швидкістю, затримкою та пропускною здатністю, що позначається певною літерою після 802.11, наприклад 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n і 802.11ac яка збентежила навіть найкращих з нас.

Уся ця плутанина була покладена на край з Wi-Fi 6, і альянс Wi-Fi змінив умову найменування на цей. Кожна версія Wi-Fi до цього буде пронумерована між Wi-Fi 1-5 для зручності виразу.

Висновок

Хороше розуміння роботи маршрутизатора допомагає нам орієнтуватися та вирішувати різні проблеми, з якими ми можемо зіткнутися з нашими маршрутизаторами, а також маршрутизаторами Wi-Fi. Ми приділили велику увагу Wi-Fi 6, оскільки це нова бездротова технологія, з якою ми повинні йти в ногу. Wi-Fi ось-ось порушить роботу не лише наших пристроїв зв’язку, а й наших повсякденних речей, таких як холодильники, пральні машини, автомобілі тощо. Але незалежно від того, наскільки сильно змінюється технологія, обговорюються основні принципи, такі як маршрутизація, таблиці маршрутизації, пересилання, комутатори, концентратори тощо. все ще є головною рушійною ідеєю, яка лежить в основі захоплюючих подій, які ось-ось повністю змінять наше життя назавжди.