Маршрутизатор

Материал из «Знание.Вики»
Беспроводной маршрутизатор Netgear DG834G с Wi-Fi интерфейсом

Маршрутиза́тор (также ро́утер; англ. router) — специализированное устройство, которое пересылает пакеты данных между различными сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором[1].

История

Основы концепции заложил Дональд Дэвис в 1966 году, конструируя британскую сеть NPL. Технологии быстро переняли американцы, стремящиеся соорудить слаженную линию военной сети (ARPANET). Плата IMP (процессор интерфейса сообщений) выступала узлом сети, занимающимся коммутацией сообщений. Конструкция просуществовала вплоть до развала СССР, упразднена в 1989 году, составив первое поколение шлюзов, ставшее эволюционно роутерами[2].

Ранняя ласточка представляла собой ударозащищённый миникомпьютер Honeywell DDP-516, дополненный особым внешним интерфейсом связи. Часть коммутирующих функций отдали программному обеспечению. Впоследствии роль коммутаторов отдали Honeywell 316, лишённым особой защиты. Новички тянули примерно две трети производительности, стоя вдвое дешевле. Соединение с хостами вели посредством последовательной шины передачи данных. Оборудование, программное обеспечение обсуждает открытый (ныне) документ RFC 1, первый из выпущенных IETF[3].

Принцип работы

Маршрутизаторы работают на «сетевом» (третьем) уровне сетевой модели OSI, в отличие от коммутаторов (свитчей) L2 уровня OSI и концентраторов (хабов), которые работают соответственно на втором и первом уровнях модели OSI[4].

Wi-Fi роутер — беспроводной маршрутизатор для подключения пользователей к Сети. Эти устройства используются в любых офисах, кафе, ресторанах, для подключения компьютеров, ноутбуков, планшетов и других гаджетов к интернету. Роутеры используются почти в каждом доме или квартире.

Функционирование устройства основано на определении адреса получателя, который указывается в отправляемом пакете данных, а также на сопоставлении его с адресами в таблице маршрутизации роутера. В ходе сравнения устройство выбирает способ дальнейшей передачи информации. При отсутствии адреса, указанного в пакете данных в таблице, он отправляется обратно отправителю. Работа в Wi-Fi сети осуществляется при помощи радиоволн, также как функционируют телевизоры, мобильные телефоны, радиоприёмники.

Принцип работы следующий:

  1. Преобразование информационных данных в радиосигнал при помощи адаптера беспроводной связи локального компьютера. Данные передаются в эфир посредством встроенной антенны.
  2. Приём этого сигнала и декодирование Wi-Fi роутером с дальнейшей отправкой нужному адресату.
  3. Приём информации роутером от отправителя, преобразование в радиосигнал, отправка на беспроводной адаптер компьютера.

Организация беспроводной сети осуществляется с использованием приёмников и передатчиков, напоминающих устройства, применяющиеся в мобильных телефонах, дуплексных радиостанциях. Передатчик принимает и передаёт информацию по радиоволнам, а также преобразовывает цифровой сигнал в радиоволны и наоборот.

Но устройства Wi-Fi обладают некоторыми особенностями, отличающими их от обычных радиоустройств. Приёмопередатчики роутера работают на более высоких частотах 2,4 или 5,0 ГГц. При увеличении частоты увеличивается объём передачи данных, но при этом падает радиус действия сети. Именно поэтому беспроводные маршрутизаторы не могут передавать данные на большие расстояния[5].

Применение

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например, для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame Relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана[6].

В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство, так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (на основе ядра Linux, на основе операционных систем BSD) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например, Quagga, IPFW или простой в применении PF[7].

Параметры роутеров

Проводной маршрутизатор Cisco

С развитием информационных технологий, количество устройств имеющих доступ в интернет растет с каждым днем. Также, интернетом пользуется с каждым днем все большее количество людей. При подключении услуги интернет возникает вопрос, как быть, если проводим один кабель интернет в квартиру или офис, а устройств с интернетом два и более — проблему решает роутер[8].

Роутер (маршрутизатор) — устройство, разделяющее сетевой канал на несколько сетевых устройств.

Существует два вида роутеров:

— проводные;

— беспроводные(WiFi роутеры).

Разница у них только в том, что у беспроводных роутеров есть встроенная технология передачи данных WiFi.

Задачи роутера:

  1. 1. Коллективный выход в интернет[9].
  2. 2. Объединение устройств, подключенных к нему в локальную домашнюю сеть, для обмена файлами[9].

Роутер — по сути является мини компьютером. Он имеет процессор и оперативную память. При заполнении оперативной памяти, роутер, зависает или запускает процесс перезагрузки[9].

  • Роутер предохраняет абонентские устройства от внешних физических факторов (высокое напряжение, статическое электричество).
  • Защита девайсов подключенных к интернет от вирусов, сетевых атак.
  • Подключение двух и более устройств с услугой доступа в интернет.
  • Диагностика подключения интернета вашего провайдера, так как роутер собирает всю информацию во время работы.
  • Создание локальной сети при невысокой стоимости оборудования.
  • Уменьшение нагрузки на локальную сеть, из-за правильной фильтрации трафика.

Роутером может выступать и компьютер, подключенный к сети интернет. Но данное подключение, я считаю, имеет два больших минуса, а именно сложность в настройке, компьютер, выполняющий роль роутера, должен быть постоянно включен[9].

Таблица маршрутизации

Это таблица, состоящая из сетевых маршрутов и предназначенная для определения наилучшего пути передачи сетевого пакета. Каждая запись в таблице маршрутизации состоит, как правило, из таких полей[10]:

  • адрес сети назначения (destination);
  • маска сети назначения (netmask, genmask);
  • адрес шлюза (gateway), за исключением тех случаев, когда описывается в маршрут непосредственно доступную (directly connected) сеть, в этом случае вместо адреса шлюза обычно указываются 0.0.0.0;
  • метрика маршрута (не всегда).

Пример таблицы маршрутизации (ОС Linux): 

 %# route -n
 Kernel IP routing table
 Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
 192.168.0.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
 0.0.0.0         192.168.0.1     0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

При отправке сетевого пакета, операционная система смотрит, по какому именно маршруту он должен быть отправлен, основываясь на таблице маршрутизации. Как правило, выбирается наиболее конкретный (то есть, с наболее длинной сетевой маской) маршрут из тех, которые соответствуют адресу отправителя. Если ни один из маршрутов не подходит, пакет уничтожается, а его отправителю возвращается ICMP-сообщение No route to host[11].

Примечания

  1. ↑ Маршрутизатор. Большая российская энциклопедия (22 ноября 2023). Дата обращения: 6 сентября 2024.
  2. ↑ Cade Metz. Why Do We Call Them Internet Packets? His Name Was Donald Davies (en-US) // Wired. — ISSN 1059-1028.
  3. ↑ Ильинов,Д.В. Маршрутизатор или потайная дверь к данным // Современные инновации. — Август (№ 22).
  4. ↑ Разница между хабами (сетевыми концентраторами), коммутаторами (свитчами) и роутерами (маршрутизаторами) | IT-блог о веб-технологиях, серверах, протоколах, базах данных, СУБД, SQL, компьютерных сетях, языках программирования и создание сайтов.. zametkinapolyah.ru. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  5. ↑ Why Dual-Band Routers Are Great for Your Wireless Home Network (англ.). Lifewire. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  6. ↑ Технология Ethernet. Метод доступа CSMA/CD | Контент-платформа Pandia.ru. pandia.org. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  7. ↑ Роутер | RemBook.ru. rembook.ru. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  8. ↑ Через три года на каждого россиянина будет приходиться шесть подключенных к сети устройств - CNews. CNews.ru. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 Применение роутеров (маршрутизаторов). antenna123.ru. Дата обращения: 6 сентября 2024.
  10. ↑ Сергей Александрович Жаркой. Маршрутизация данных. Механизмы, критерии выбора маршрута и будущее // Молодой ученый. — 2019. — Вып. 286. — С. 19–20. — ISSN 2072-0297.
  11. ↑ Выбор лучшего маршрута. Дата обращения: 6 сентября 2024.
WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Маршрутизатор&oldid=782299