Маршрутизатор это сетевое устройство предназначенное для

Чем отличаются роутеры, модемы и маршрутизаторы: особенности и принцип работы

Даже далеким от высоких технологий людям знакомы слова «роутер», «модем» и «маршрутизатор». Более того, если вы хотя бы раз выходили в Интернет с компьютера или ноутбука, при этом использовалось хотя бы одно из этих устройств. Но какое именно? Попробуем разобраться, а заодно выясним, что же раздает Интернет у вас дома.

Что такое роутер и для чего он нужен

Роутер, маршрутизатор и модем предназначены для передачи интернет-сигналов на устройства пользователей.

Только делают они это разными способами.Начнем с роутера – он создает сеть, объединяющую несколько устройств. Такая сеть может быть локальной или с выходом в Интернет. Если речь идет о бытовом роутере, то его задача заключается в том, чтобы распределить входящий сигнал между несколькими потребителями: компьютерами, ноутбуками, планшетами и другими гаджетами. Эти устройства подключаются как проводным способом (через Ethernet-кабель), так и по радиоканалу – через Wi-Fi.

Принцип работы роутера

Откуда берет сигнал роутер? Его предоставляет интернет-провайдер, с которым вы заключили договор. Именно провайдеру принадлежит тот кабель, который заходит в помещение с улицы и подключается в специальный разъем на роутере (WAN-порт синего цвета). Роутер играет роль посредника: получает входящий сигнал из одного источника и раздает его нескольким потребителям. Делает он это по строго определенному принципу, используя таблицу маршрутизации.

Таблица маршрутизации хранится в памяти роутера и содержит список сетевых адресов и ряд других параметров, которые важны в работе сети (маски, адреса шлюза, интерфейсы, метрики). Эта таблица является чем-то вроде адресной книги – там прописаны пути к устройствам, подключенным к роутеру. Адреса подбираются таким образом, чтобы обеспечить максимально короткий путь к устройству, присутствие которого в сети проверяется с заданным интервалом. Пакеты с интернет-данными передаются только активным потребителям. То есть если вы выключите компьютер или смартфон (как вариант – отключите в них передачу данных), очень скоро роутер об этом «узнает» и прекратит передавать данные по адресу, которому соответствует это устройство.

Как устройства взаимодействуют с роутером

Проводные устройства – а чаще всего это ПК, лишенные собственного Wi-Fi-модуля, – подключаются к роутеру по кабелю, через LAN-порты, которые для наглядности выделены желтым цветом. Устройства, в которых есть беспроводной модуль, – это почти все ноутбуки, смартфоны, планшеты и некоторые телевизоры – подключаются по радиоканалу (через Wi-Fi). Количество подключений, доступных для одного роутера, ограничено. Однако для домашнего использования в 90% случаев достаточно простой и недорогой модели роутера. А вот у беспроводного подключения есть еще одно важное ограничение – скорость. Она определяется мощностью антенны и поддерживаемым стандартом Wi-Fi, но на нее влияют и внешние факторы – например, наличие толстых стен между роутером и устройством-потребителем Интернета способно снизить скорость передачи данных.

Что еще умеет роутер

Роутер занимается не только тем, что раздает Интернет на несколько устройств-потребителей. В современных моделях встречаются и другие, не менее полезные и интересные функции. Например, некоторые роутеры выполняют функцию файрволов – «межсетевых экранов». Эти «экраны» проверяют пакеты данных на принадлежность к существующему соединению. Если роутер увидит расхождение, значит, в сеть прорывается вирус, маскирующийся под безобидный сервис. У роутеров известных производителей – Asus, D-Link, TP-Link и других – эта функция называется SPI (Stateful Packet Inspection).

Для настройки роутера используется веб-интерфейс, в котором любой пользователь, обладающий базовыми знаниями работы с ПК, легко задаст желаемые параметры работы сети. USB-порты на корпусе этого устройства нужны для подключения принтера или внешнего накопителя. В первом случае это будет полноценный сетевой принтер, а во втором – сетевое дисковое хранилище. Разместите на внешнем диске файлы, и они будут доступны всем устройствам в сети, или организуйте на него скачивание файлов из сети (например, на торрент-сервисах).

Роутер и маршрутизатор – одно и то же

Все, кто внимательно прочитали предыдущий текст, наверняка заметили там фразу «таблица маршрутизации». Выше говорилось, что именно ее построением занимается роутер. Поэтому он получил еще одно название – маршрутизатор. А роутер – транслитерация названия этого устройства (router на англ.). Оба слова примерно с одинаковой частотой используют технические специалисты, а обычные пользователи Интернета предпочитают слово «роутер».

Что такое модем и чем он отличается от роутера

Если бы модем оказался еще одним названием роутера/маршрутизатора, статью можно было бы закончить. Но модем – устройство иного плана, хотя тоже сетевое. Те пользователи, которые родились до 1990 года, наверняка слышали характерные звуки, которыми ADSL-модемы сигнализировали об успешном подключении к Интернету. Такими устройствами для выхода в сеть пользовались все, кому были недоступны кабельные сети, – на стыке 90-х и 2000-х годов они были неслыханной роскошью. ADSL-модемы подключались к телефонной линии затем, чтобы преобразовать аналоговый (в этом случае телефонный) сигнал в цифровой – понятный компьютеру или ноутбуку.

Преобразование сигнала одного типа в другой – это и есть основная функция модема. В отличие от роутера, он передает сигнал только на одно устройство – например, ПК или ноутбук. При этом собственный IP-адрес модему не присваивается (в отличие от роутера), и в сети компьютер идентифицируют по адресу его сетевой карты.

Если ADSL-модемы уже достойны стать музейными экспонатами, то мобильные (3G и 4G) модемы, наоборот, очень востребованы. Вместо телефонной линии они используют мобильный сигнал сотового оператора. А к компьютерам и ноутбукам подключаются через USB-разъемы на корпусе. Мобильные модемы компактны и это большой плюс: их можно использовать не только дома, но и в парке, в транспорте – везде, где есть покрытие выбранного сотового оператора.

Кстати, с модемами мы сталкиваемся гораздо чаще, чем можно было бы подумать. Сегодня встречаются гибридные устройства – модемы с функцией роутера. Они не только распределяют входящий сигнал между несколькими устройствами, но и предварительно преобразовывают его. Также роутеры и модемы иногда работают в тандеме. Например, если на корпусе роутера есть USB-порт, к нему можно подключить мобильный модем для сетей 3G/4G. Так как последний физически не способен раздавать Интернет на несколько устройств одновременно, данную задачу возьмет на себя роутер. Это удобно, когда невозможно организовать привычное кабельное подключение или нет желания путаться в проводах, проложенных по офису или квартире.

Что за устройство раздает Интернет у вас дома?

Уверены, что ответ на этот вопрос вы уже получили сами, но на всякий случай озвучим его еще раз. Если к этому устройству подключен внешний кабель, это или классический роутер, или модем с функцией роутера. Если сигнал попадает в здание беспроводным способом, а интернет-подключение используется на одном устройстве, это классический мобильный модем для сетей 3G или 4G. Более точную информацию о сетевом оборудовании вам предоставит поставщик интернет-услуг. У него же можно узнать, какое устройство подходит для обслуживания того количества устройств, которые есть у вас дома. Нередко семья из 3-4 человек владеет таким же количеством смартфонов, парочкой планшетов и одним ноутбуком или ПК. А еще Интернет нужен телевизору и вот-вот понадобится какому-нибудь умному кухонному гаджету – например, Samsung и LG уже выпускают смарт-холодильники с Wi-Fi! Если вы только собираетесь подключить Интернет, посетите интернет-магазин ОнЛайм – у нас есть роутеры, гибридные устройства, PLC-адаптеры и другое оборудование, которое потребуется для организации домашней сети.

Кстати, в этой статье описаны общие черты сетевых устройств и способы их идентификации. Видя, как развиваются технологии в цифровом мире, мы не удивимся, если через 2–3 года концепция изменится, и обслуживать потребителей Интернета будут новые гибридные устройства.

Что такое маршрутизатор, и чем он отличается от роутера?

В последнее время таких слов как маршрутизатор, роутер, коммутатор, модем, стало куда больше. Но в частности никто не задумывается, что это такое, пока не сталкивается с настройками. На многих сайтах пишут достаточно сложно, применяя непонятные понятия.

Я маг сети в пятом поколении постараюсь более подробно рассказать про эту маленькую волшебную коробочку. Расскажу вам что это такое, назначения, для чего предназначен и какие есть скрытые возможности и секреты.

ПРИМЕЧАНИЕ! В статье я постарался как можно проще рассказать про эту штуковину, но если у вас возникли вопросы, то смело задавайте их в комментариях. Я сразу же постараюсь ответить вам и помочь.

Какой интернет был раньше

Давним давно, в стародавние времена, когда у детей не было айфонов, самые крутые мажоры хвастались пейджерами, а словом «интернет» можно было только пугать соседских старушек. Именно после развала советского союза и свободы, стали появляться первые провайдеры.

Но перед первопроходцами интернета встала проблема. Напомню, что интернет появился в США, в 1982 году. Сети появились и того раньше. Но придя эта технология на родине не нашла нормального оборудования. Проблемой стало то, что в России тогда не было проводов, которые бы способны передавать данные от компьютера, к компьютеру.

На помощь пришёл обычный телефонный кабель. Да – эти два проводка, без оплетки и стали первой сетью, с помощью которой можно было выходить на сайты. И тут встаёт вопрос, как по таким проводам передавать сигнал, да ещё и на компьютеры, которые мягко говоря не имеют даже входа такого.

Для этих целей придумали aDSL модемы. Их задача была переделывать телефонный сигнал в тот, который может понять компьютер. Хочу сказать, что сам таким пользовался до 2007 года. Интернет при этом был слабым, дорогим, постоянно обрывался. Ещё, если кто-то брал трубку, то он пропадал.

И да в те годы даже никто и не слыхивал про Wi-Fi. А сети строились на основе обычных коммутаторов, чтобы поиграть с друзьями дома в CS. Про онлайн игры я вообще молчу.

Приход маршрутизаторов

Время шло и тут провайдеры стали проводить в города оптоволокно. Это более быстрый интернет, более надёжный и дешёвый. Помню, когда мне проводили оптоволокно я удивился, что теперь модем больше не нужен, и мне надо распрощаться с этой маленькой коробочкой, к который я прикипел. Скрипя душой, я отдал её рабочим, которые проводили мне провод.

Теперь интернет передавался по нужной технологии и модема, который бы расшифровывал сигналы по телефонной линии просто не нужен. Вот интернет провод воткнут в компьютер на прямую, обрывов нет, скорость бешенная и я доволен.

Прошло ещё лет 5 и стали появляется крутые телефоны и широкими дисплеями и первые аппараты, на которых стоял Wi-Fi модуль – это такая штучка, которая способна подключаться к беспроводной, воздушной сети.

Дома родные все пользовались, кто смартфоном, кто планшетом. И встал вопрос, а как всех этих людей объединить так, чтобы они имели доступ к домашнему интернету. Ведь мобильный на тот момент был очень дорогим и самое главное не безлимитным. Да, были такие страшные времена, когда он был помегабитным и стоил дорого.

Вот тогда я впервые и познакомился со своим первым роутером. Принёс я его домой и стал шаманить с настройками. У меня была задача, построить Wi-Fi сеть, подключить в него интернет и раздать его на все домашние устройства.

После нехитрых манипуляций у меня было так:

• Интернет кабель из подъезда шёл внутрь квартиры и втыкался в маршрутизатор.
• От этой коробочки шёл обычный сетевой провод к моему стационарному компьютеру.
• Настроив интернет, он был теперь на компьютере и на всех устройствах, которые подключены к беспроводной вай-фай сети.

Все родные были счастливы, ведь теперь на смартфонах, телефонах, планшетах и ноутбуках был хороший, стабильный и быстрый интернет.

Как работает маршрутизатор, и зачем он нужен

Маршрутизатор имеет в своём корне слово «Маршрут» и не зря. Задача этого сетевого аппарата правильно распределить потоки данных внутри. Проще говоря, чтобы все устройства полноценной и быстро получали информацию.

Принцип работы маршрутизатора строится на таблице маршрутизации. В ней хранится адреса и более детальная информация о всех устройствах, подключенных к сети. Ну вот представьте себе, что пришел пакет данных из внешней сети интернет и его надо отправить получателю. Так вот для того, чтобы пакет попал нужному устройству и нужна эта таблица, ну и сам аппарат.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ! Маршрутизатор – это устройство, которое строит на основе таблицы маршрутизации локальную сеть, принимает внешние пакеты от интернет провайдера и передаёт из получателю по кабелю или беспроводной технологии Wi-Fi.

Давайте взглянем как выглядит сетевой маршутизатор.

Начнём слева на права:

1. Первые вход для питания от розетки.
2. USB – туда можно воткнуть принтер или флэшку, жесткий диск. Это нужно для того, чтобы все пользователи сети могли иметь доступ к одному выделенному месту. Закачал туда фильмов и смотришь с ноутбука, который подключен к сети. Также можно организовать Torrent-сервер и закачивать фильмы туда в автономном режиме. Ушел спать – а фильмы качаются. Полезная штука. Также не забываем про 3G/4G модемы, которые также работают через этот порт.
3. WAN порт синего цвета – вот сюда и подключается провод от провайдера. Грубо говоря сюда и заходят внешние интернет потоки.
4. LAN порт – это для подключения устройств на прямую к локальной сети.
5. WPS – быстрое подключение к беспроводной сети без пароля.
6. Сброс – сбросить на заводские настройки устройство. Лучше не неё не нажимать, если не хотите заново его настраивать. Но иногда это единственный выход.

Далее подключение идёт как на картинке ниже.

Как видите, задач у маршрутизатора несколько:

• Организовать локальную сеть из подключенных устройств по кабелю или по беспроводной технологии.
• Принимать сигнал интернета извне.
• Распределять интернет по локальной сети.

Ну это основные задачи, которые пользуется многие. Но современные маршрутизаторы имеют и дополнительный функционал, который можно настроить:

1. Встроенный Firewall – которые защищает локальную сеть и устройства от несанкционированного доступа.
2. Белый список адресов – то есть к сети смогут иметь доступ только зарегистрированные клиенты.
3. Шифрование пакетов данных.
4. Родительский контроль – можно задать список адресов в интернете, куда не смогут заходить дети.
5. Аппарат можно настроить так, что к нему можно подключиться из любой точки планеты, поменять настройки, посмотреть в камеры видеонаблюдения и т.д.

Чем отличается роутер от маршрутизатора?

Ничем – это одно и тоже, просто разное название. Роутер (Router) – это английское название, а маршрутизатор, адаптивное русское. Частенько их ещё называются интернет-центрами, интернет шлюзами или межсетевыми шлюзами.

А вот модем и роутер – это разные вещи и у них есть достаточно отличий. Но самое главное различие, что модем просто принимает сигнал от телефонного кабеля и расшифровывает его в понятный для компьютера язык. Но так как маршрутизаторы тоже общаются на этом же языке, то и для него тоже.

Вот порт для входа aDSL.

А вот порт в маршрутизаторе

Первый имеет от 2 до 4 контактов. А второй 8. Да и телефонный провод вы не сможете воткнуть в разъём на обычном маршрутизаторе. Правда есть специальный скрещенный устройства. То есть для того чтобы принимать сигнал по телефонному кабелю от провайдера, но далее строить также сеть как и маршрутизатор. Вот пример одного на картинке снизу.

Режимы работы

Так вот этот маленький аппарат, может выступать в разных ролях. Роль выбирает сам пользователей, в зависимости от типа подключения интернета или других особенностей. Сейчас расскажу поподробнее о всех самых распространенных.

1. Обычное подключение – по проводу, а раздача происходит или по вай-фай или по проводам, подключенные к ЛАН портам.

1. Режим WISP – это когда роутер принимает сигнал от провайдера не по проводу, а по воздуху. Это отличный способ подключения, в деревне или загородном доме, когда провести кабель невозможно.

1. Повторитель или репитер. Смотрите, первый роутер слева принимает кабель от интернета, но по каким-то причинам провести кабель нельзя, а рабочий компьютер и ноутбук находится далеко. Так вот первые аппарат просто раздаёт Wi-Fi и второй его принимает. И со второго роутера идёт подключение на устройства, находящиеся рядом. Помогает, когда охват Wi-Fi сети не хватает для большого дома или офиса.

1. Режим моста – тогда маршрутизатор нужен только для постарения локальной сети. А в качестве приёмника интернет сигнала выступает, например, aDSL модем. Эта технология пока актуальна.

Что можно подключать?

Список того, что можно подключить к локальной сети постоянно пополняется. Давайте разберём самые популярные.

• Ноутбуки, смартфоны, планшеты компьютеры – я думаю тут не надо объяснять.
• Принтеры – их можно подключить как по кабелю, так и по вайфай (если у них есть встроенный модуль). При этом им сможет пользоваться любое устройство в сети.
• Камеры видео наблюдения – подключения аналогичное или по проводам, или по воздуху. Очень полезно в небольших офисах или в частном доме.
• Телевизоры – тут имеется ввиду телевизоры Smart, которые имеют встроенный модуль. Но не беда, можно купить Смарт приставку и также подключить любой телик к сети. При этом с телевизора можно выходить в интернет, смотреть оттуда фильмы, сериалы и многое другое.

Технология Wi-Fi

ПРИМЕЧАНИЕ! Wi-Fi и интернет – это не одно и тоже.

Если грубо говорить, то это передача информации без участия проводов по средствам радиочастот. То есть одно устройство отправляет радио сигнал, второе принимает и расшифровывает его. Если по проводам там всё ясно, то с WiFi всё куда сложнее.

Дело в том, что роутеры с каждым годом становятся всё лучше, а новые технологии поддерживают всё более совершенные стандарты передачи. Напомню, что вай-фай работает по стандарту IEEE 802.11. Так вот этот стандарт каждые несколько лет эволюционирует, увеличивает скорость передачи данных, дальность действия и надёжность.

Вот вам пример стандартов, которые используется сейчас:

Маршрутизатор — что за штука и как применяется?

Каждому современному интернет-пользователю стоит знать, что такое маршрутизатор. Ведь с его помощью можно наиболее быстро, удобно и стабильно подключаться к Сети. Всю необходимую информацию об этом устройстве, включая его виды, принцип работы и основы выбора, вы найдете в этой статье.

Маршрутизатор — это…

Посредством маршрутизаторов человечество пользуется таким благом как Wi-Fi. Вы скажете, что подключение происходит через роутер? Верно. Так каково же отличие маршрутизатора от роутера? Никакой. Это одно и то же, просто «роутер» — более укоренившееся английское слово, которое по-русски означает «маршрутизатор».

Научными словами, он представляет собой специализированное устройство с двумя и более сетевыми интерфейсами, задача которого состоит в пересылке пакетов данных между разными сегментами сети.

Проще перевести это на доступный к пониманию язык на примере того, какую роль он играет при подключении к интернету. Поэтому читаем далее.

Для чего он нужен?

Допустим, вы захотели провести в дом интернет. Провайдер заводит в ваше жилье один кабель. Но вы пользуетесь не только компьютером, но также смартфоном, планшетом, и желаете организовать беспроводную связь с принтером. Теоретически, можно подвести по кабелю к каждому девайсу. Однако это не только выйдет дорого, но и по всему дому расползутся провода, что выглядит не эстетично. Что делать?

Необходимо подвести кабель в одну точку доступа, которая будет раздавать интернет всем устройствам. В ее роли и выступает маршрутизатор. Таким образом, его предназначение состоит в раздаче по воздуху интернета, который он получает через кабель провайдера или мобильной сети.

В частности, широкополосный роутер дает возможность двум и более компьютерам получать пакеты данных из интернета сразу под одним IP-адресом.

На этом не ограничиваются функции роутера. Он также необходим для организации беспроводной локальной сети. То есть благодаря ему вы можете обмениваться данными по Wi-Fi между гаджетами и удаленно управлять ими.

К примеру, вам не обязательно пользоваться USB-кабелем, чтобы загрузить фотографии с телефона в ноутбук или с компьютера дать команду принтеру по распечатыванию документа. Все это можно делать без проводов, но при условии, что в каждом устройстве имеется Wi-Fi-адаптер.

Также можно организовать мост между двумя точками доступа, но подойдут для данной цели не все модели, а лишь с поддержкой такой опции. Это необходимо для расширения радиуса действия роутеров.

Принцип действия

Хотите знать, как именно осуществляется раздача интернета маршрутизатором? Суть работы заключается в названии девайса. Он назначает маршруты потоков данных к подключенным устройствам, равномерно распределяя скорость между ними.

Технически это происходит так: во внутренней памяти роутера имеется таблица маршрутизации, в которой подбираются наиболее оптимальные пути к гаджетам. Для этого роутер периодически посылает к каждому из них тестовые запросы, тем самым вычисляя время, за которое пакет данных будет доходить адресату. Так работают DHCP серверы — наиболее популярные динамические маршрутизаторы.

Но бывают ситуации, когда необходимо прописать пути вручную, чтобы задать точный адрес для определенной техники. Это помогает избежать ошибок в синхронизации таблиц, и тем самым обеспечить более стабильное и безопасное подключение. Такой способ работы называется статической маршрутизацией.

Виды роутеров

В первую очередь маршрутизаторы различают по стандарту Wi-Fi-соединения. На данный момент их 5. Название каждого начинается с 802.11, но отличается буквой в конце (a, b, g, n, ac). Разница между ними состоит в скорости передачи данных. На это еще влияет количество антенн.
Например, самым быстрым и современным является стандарт 802.11n. Если у него 1 антенна, скорость составит 55 мбит/с, 2 — 110 мбит/с, 3 — 165 мбит/с и 4 — 220 мбит/с.

Что касается других стандартов, то:

• «а» используется преимущественно провайдерами;
• «b» уже практически не встречается, так как обладает малой скоростью;
• «g» работает быстрее, но по нынешним меркам уже не актуален;
• «ac» недавно только начал внедряться, но его тоже пока применяют лишь поставщики интернета.

При покупке учитывайте такое правило: скорость роутера не должна быть меньше предоставляемой вам провайдером. Иначе вы получите только ту, с которой позволяет работать девайс, а платить будете больше.

Другие характеристики

Зная основные параметры, которыми обладают и, собственно говоря, отличаются маршрутизаторы, вам будет легко выбрать себе подходящий. Итак:

• Диапазон приема и передачи данных. Для дома и офиса покупают устройства на 2,4 ГГц, которые маркируются цифрой 2. Менее популярными являются 5-гигагерцевые (стандарты «а» и «ac»). Их чаще используют провайдеры для подачи интернета, когда невозможно провести провода. Такие девайсы маркируются цифрой 5. Бывают роутеры, поддерживающие оба этих диапазона или другие, например, 3 ГГц.

• Стандарты шифрования данных. Зачастую современные маршрутизаторы поддерживают такие стандарты как WEP (самый уязвимый к взлому), WPA (предполагает ключи для шифрования объемом 128 бит), WPA2 (размер ключей увеличен в 2 раза по сравнению с предыдущим вариантом).
• Количество LAN-портов. Роутер может раздавать интернет не только по воздуху, но и через кабели. Для них имеются специальные разъемы, число которых бывает разным. По проводам обычно подключаются стационарные компьютеры и такая техника как принтер, сканер и пр. В зависимости от того, сколько ее у вас, выбирайте количество LAN-интерфейсов.

• Мощность сигнала. Если вы живете в большом доме и планируете поставить роутер за несколькими несущими стенами от места, где часто проводите время в интернете, необходимо брать девайс с антенной минимум на 5 dBi.
• Тип подключения к Сети. Вы собираетесь выходить в интернет по мобильной сети? Тогда вам понадобится 3G/4G/LTE-роутер. Для кабельного соединения (витая пара) нужна Ethernet-модель — это наиболее популярный вариант, а оптоволокно подключается через SFP-устройства. В селах и частном секторе применяется EPON/GEPON/GPON-маршрутизаторы.
  Менее распространенными моделями являются xDSL — работает через телефонный кабель, DOCSIS — через телевизионный, и просто Wi-Fi, который коннектится с провайдером без проводов.

Дополнительные функции

Также роутеры могут иметь расширенный функционал, а именно:

• Встроенный Firewall. Защищает подключение от взлома.
• Наличие USB-порта. Через него можно внешние накопители, периферийную технику, мобильный модем в качестве дополнительной точки доступа.

• Поддержка IPTV. Для просмотра интернет-телеканалов.
• Встроенный торрент-клиент.
• Шейпер трафика. Выставляет приоритеты в распределении каналов с данными.
• Поддежка VPN туннелей. Благодаря ему можно создать виртуальную сеть с удаленным офисом.

Думаю, теперь вам не составит проблемы выбрать маршрутизатор согласно индивидуальным потребностям.

Назначение и функции маршрутизатора в локальной сети

В этой статье мы поговорим о назначении и функции маршрутизатора минуя толстые и сухие фолианты и не прибегая к нудной лекции. Но и рассказать о маршрутизаторе легко и непринужденно тоже вряд ли получиться, ибо тема предполагает фундаментальную базу и содержит ряд сетевых терминов. Несмотря на это, я постараюсь донести до простых обывателей информацию о принципе работы такого высокотехнологичного устройства, как маршрутизатор.

Зачем нужен маршрутизатор?

Обычно для создания простой локальной сети (компьютерной сети) построенной на технологии Ethernet или Wi-Fi используется сетевое устройство (маршрутизатор, модем, коммутатор, точка беспроводного доступа…). Но из всего этого многообразия сетевых устройств нас интересует маршрутизатор. Так зачем он нужен и какую роль ему отвели разработчики в локальной сети?

Маршрутизатор (router) — это сетевой компьютер связывающий участки локальной сети, который обрабатывает полученные данные по заданным правилам администратора и опираясь на таблицу маршрутизации определяет путь для пересылки данных.

Чтобы было более понятно, давайте разберем участие маршрутизатора в домашней локальной сети. Предположим, что у вас дома есть настольный компьютер (desktop), ноутбук (laptop), принтер или МФУ (Многофункциональное устройство), планшет и в добавок вы хотите купить телевизор Smart с 3D. К вам в квартиру заходит всего лишь один кабель LAN по которому провайдер предоставляет вам доступ к сети интернет. Возникает вопрос: «Как одновременно всем устройствам дать выход в сеть интернет, если кабель от провайдера в квартире один?».

Вот тут-то и приходит на помощь беспроводной маршрутизатор, который можно подключить к кабелю провайдера (верхнее изображение) и дать всем устройствам (Smart TV, компьютер, планшет…) выход в сеть интернет. Если провайдер использует телефонные линии, то подключение маршрутизатора к сети интернет выполняется через модем (нижнее изображение). Связь домашних устройств с беспроводным маршрутизатором осуществляется по кабелю LAN (опрессовка витой пары без инструмента) и по беспроводной сети Wi-Fi (примеры слабого сигнала Wi-Fi).

Принцип работы маршрутизатора.

Таким образом маршрутизатор связывает разнородные сегменты сети (локальную домашнюю сеть и глобальную сеть интернет) и на основе таблицы маршрутизации отправляет данные адресату.

Таблица маршрутизации — это электронная база данных в маршрутизаторе, которая представляет из себя некий набор правил. В ней содержится информация о сетевых маршрутах по которой определяется наилучший путь для передачи пакета данных.

Таблица содержит в себе адрес и маску сети назначения, адрес шлюза (маршрутизатор в сети на который отправляются данные), метрику (расстояние) и интерфейс (имя или идентификатор устройства).

Следует сказать, что маршрутизатор в отличии от коммутатора не умеет составлять таблицу на основе информации из полученных пакетов. Она храниться в его памяти и может создаваться динамически или статически.

Через специальные протоколы маршрутизатор время от времени по каждому адресу отправляет тестовую информацию и на полученных данных поддерживает фактическую карту сети. Другими словами маршрутизаторы периодически сканируют сеть и обмениваются информацией друг о друге и сети к которой они подключены. Этот процесс называется динамической маршрутизацией.

Статическая маршрутизация подразумевает создание таблицы администратором вручную. В этом случае вся маршрутизация выполняется без участия специальных протоколов.

В отличии от коммутатора (Switch/уровень 2 в OSI/»Канальный») и концентратора (Hub/уровень 1 в OSI/»Физический») маршрутизатор стоит на голову выше, так как работает на третьем уровне в модели OSI (базовая эталонная модель), который называется «Сетевым».

На этом буду заканчивать данный пост потому, что теперь вы знаете принцип работы маршрутизатора. Конечно, на деле функции маршрутизатора шире и работает он гораздо сложнее, но я надеюсь, что у меня получилось вам рассказать без «воды» просто о сложном.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Маршрутизатор (router) – сетевое устройство, предназначенное для объединения сетей (в т.ч. различных) в составные сети

Маршрутизатор – это компьютер, выполняющий следующие функции:

1. передача сетевых пакетов между сетями
2. выбор наилучшего маршрута для пакета

Маршрутизация — процесс определения маршрута следования информации в

Статическая маршрутизация

Статическая маршрутизация — вид маршрутизации, при котором маршруты

указываются в явном виде при конфигурации маршрутизатора. Вся маршрутизация при

этом происходит без участия каких-либо протоколов маршрутизации.

При задании статического маршрута указывается:

Адрес сети (на которую маршрутизируется трафик), маска сети

Адрес шлюза (узла), который отвечает за дальнейшую маршрутизацию (или

подключен к маршрутизируемой сети напрямую)

(опционально) метрика (иногда именуется также «ценой») маршрута. При

наличии нескольких маршрутов на одну и ту же сеть некоторые

маршрутизаторы выбирают маршрут с минимальной метрикой (однако,

например, ядро Linux просто игнорирует параметр metric в таблице

маршрутизации, и предназначается он только для протоколов маршрутизации,

Достоинства

Лёгкость отладки и конфигурирования в малых сетях.

Отсутствие дополнительных накладных расходов (из-за отсутствия протоколов

Мгновенная готовность (не интервал для

Низкая нагрузка на процессор маршрутизатора

Предсказуемость в каждый момент времени

Недостатки

Очень плохое масштабирование (добавление (N+1)-ой сети потребует сделать

2*(N+1) записей о маршрутах, причём на большинстве маршрутизаторов

таблица маршрутов будет различной, при N>3-4 процесс конфигурирования

становится весьма трудоёмким).

Низкая устойчивость к повреждениям линий связи (особенно, в ситуациях, когда

обрыв происходит между устройствами второго уровня и порт маршрутизатора

не получает статус down).

Отсутствие динамического балансирования нагрузки

Необходимость в ведении отдельной документации к маршрутам, проблема

синхронизации документации и реальных маршрутов.

В реальных условиях статическая маршрутизация используется в условиях

наличия шлюза по умолчанию (узла, обладающего связностью с остальными узлами) и

1-2 сетями. Помимо этого статическая маршрутизация используется для

«выравнивания» работы маршрутизирующих протоколов в условиях наличия туннеля

(для того, чтобы маршрутизация трафика, создаваемого туннелем, не производилась

через сам туннель).

Шлюз по умолчанию

Шлюз по умолчанию (англ. Default gateway), шлюз последней надежды (англ.

Last hope gateway) — в маршрутизируемых протоколах — адрес маршрутизатора, на

который отправляется трафик, для которого невозможно определить маршрут исходя

из таблиц маршрутизации. Применяется в сетях с хорошо выраженными центральными

маршрутизаторами, в малых сетях, в клиентских сегментах сетей. Шлюз по умолчанию

задаётся записью в таблице маршрутизации вида «сеть 0.0.0.0 с маской сети 0.0.0.0».

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации — электронная таблица (файл) или база данных,

хранящаяся на маршрутизаторе или сетевом компьютере, описывающая соответствие

между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет

данных до следующего маршрутизатора. Является простейшей формой правил

Таблица маршрутизации обычно содержит:

адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является

маршрутом по умолчанию

маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет

указать единичный узел сети)

шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо

отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения

интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID

или символьное имя устройства)

метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем

меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется

Метрика

Метрика — числовое значение, влияющее на выбор маршрута в компьютерных

сетях. В случае статической маршрутизации это значение обычно не изменяется в

Протокол маршрутизации

Протокол маршрутизации — сетевой протокол, используемый

маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в

составной компьютерной сети. Применение протокола маршрутизации позволяет

избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает

количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в

сети и облегчает труд администраторов.

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов,

на которых они основаны:

Дистанционно-векторные протоколы, основаны на Distance Vector Algorithm

Протоколы состояния каналов связи, основаны на Link State Algorithm (LSA).

Так же протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы

Маршрутизация пакета (по шагам)

1. Из кадра, поступившего на входной интерфейс маршрутизатора, извлекается IP-пакет, анализируется IP-адрес назначения
2. Если сеть назначения не достигнута, для этого адреса по таблице маршрутизации определяется маршрут: выходной интерфейс, IP-адрес следующего маршрутизатора и т.д.
3. Исходный пакет (при необходимости) упаковывается в кадр нижележащей технологии и отправляется через выходной интерфейс на следующий маршрутизатор (или узел назначения, если сеть назначения достигнута)
4. Шаги 1-3 повторяются на всех промежуточных маршрутизаторах, пока пакет не достигнет узла назначения

¤ MAC-адреса отправителя и получателя меняются каждый круг

¤ IP-адреса отправителя и получателя не меняются никогда

Принципы маршрутизации

¤ Каждый маршрутизатор принимает решение о продвижении пакета независимо от других, на основе своей таблицы маршрутов

¤ Наличие записи в таблице одного маршрутизатора не гарантирует её наличие в таблицах других узлов

¤ Наличие в таблице маршута из сети A в сеть B не означает наличие обратного маршрута (асимметричная маршрутизация)

Адаптивная маршрутизация(adaptive routing) – это совокупность методов маршрутизации, при которых маршрутизаторы могут в процессе работы изменять таблицы маршрутов, подстраиваясь под изменения в сети

18. Дистанционно-векторные протоколы

В качестве характеристики маршрута используется вектор расстояний (DV) – маршрутизаторы не знают полной топологии сети

Маршрутизаторы периодически рассылают друг другу обновления маршрутной информации

1. адрес рассылки обновлений: 255.255.255.255
2. обновления содержат таблицы маршрутизации целиком

Вектор расстояния – характеристика маршрута, включающая направление, т.е. номер интерфейса и/или адрес следующего маршрутизатора (вектор), и расстояние (метрику маршрута) до удалённой сети

Хоп (hop – англ. скачок) – переход пакета между двумя соседними маршрутизаторами на маршруте

Протокол RIP

¤ Внутренний протокол маршрутизации дистанционно-векторного типа

¤ Основан на математическом алгоритме Беллмана-Форда

¤ Использует количество хопов (hop count) в качестве метрики

Протокол RIP (англ. Routing Information Protocol) — один из наиболее

распространенных протоколов маршрутизации в небольших компьютерных сетях,

который позволяет маршрутизаторам динамически обновлять маршрутную

информацию (направление и дальность в хопах), получая ее от соседних

RIP — так называемый протокол дистанционно-векторной маршрутизации,

который оперирует хопами (ретрансляционными скачками) в качестве метрики

маршрутизации. Максимальное количество хопов, разрешенное в RIP — 15 (метрика 16

означает «бесконечно большую метрику»). Каждый RIP-маршрутизатор по умолчанию

вещает в сеть свою полную таблицу маршрутизации раз в 30 секунд, генерируя

довольно много трафика на низкоскоростных линиях связи. RIP работает на

прикладном уровне стека TCP/IP, используя UDP порт 520.

В современных сетевых средах RIP — не самое лучшее решение для выбора в

качестве протокола маршрутизации, так как его возможности уступают более

современным протоколам, таким как EIGRP, OSPF. Ограничение на 15 хопов не дает

применять его в больших сетях. Преимущество этого протокола — простота

Маршрутные петли

¤ Механизмы возникновения:

§ Неверно настроенные статические маршруты

§ Неверно настроенное взаимодействие нескольких протоколов маршрутизации

§ Недостаточно частые обновления маршрутных таблиц в быстро меняющейся сети

§ Неверно сконфигурированный протокол маршрутизации

¤ Способы предотвращения (протокол RIP):

§ Максимальная метрика (16)

§ Holddown timer (таймер заморозки)

Он связан с введением тайм-аута на принятие новых данных о сети, которая только что стала недоступной. Этот тайм-аут предотвращает принятие устаревших сведений о некотором маршруте от тех маршрутизаторов, которые находятся на некотором расстоянии от отказавшей связи и передают устаревшие сведения о ее работоспособности. Предполагается, что в течение тайм-аута «замораживания изменений» эти маршрутизаторы вычеркнут данный маршрут из своих таблиц, так как не получат о нем новых записей и не будут распространять устаревшие сведения по сети.

§ Split horizon («расщепление горизонта»)

Маршрутизатор

Маршрутиза́тор (проф. жарг. ра́утер, ру́тер (от англ. router /ˈɹu:tə(ɹ)/ или /ˈɹaʊtəɹ/ [1] , /ˈɹaʊtɚ/ ) или ро́утер (прочтение слова англ. router как транслитерированного)) — специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум два сетевых интерфейса и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.

Маршрутизаторы делятся на программные и аппаратные. Маршрутизатор работает на более высоком «сетевом» уровне 3 сетевой модели OSI, нежели коммутатор и сетевой мост, которые работают на 2 уровне и 1 уровне модели OSI соответственно.

Содержание

Принцип работы

Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т. д.

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, административное расстояние — степень доверия к источнику маршрута и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация. Например:

Таблица маршрутизации может составляться двумя способами:

• статическая маршрутизация — когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.
• динамическая маршрутизация — когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации — RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев — количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п. Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора. Такой способ построения таблицы позволяет автоматически держать таблицу маршрутизации в актуальном состоянии и вычислять оптимальные маршруты на основе текущей топологии сети. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных.

Зачастую для построения таблиц маршрутизации используют теорию графов.

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.

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.