Что такое маршрутизатор в информатике

Маршрутизатор

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:

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.

Источник

Маршрутизатор

Cодержание

Функциональность

Физически маршрутизатор подключен к модему и другим устройствам. Маршрутизатор создает частную сеть, получая от модема данные из сети Интернет, который подключается через кабельное, DSL или другое проводное соединение от поставщика интернет-услуг. Маршрутизаторы имеют несколько портов, с которых можно установить подключение к устройствам для распространения подключения к Интернету. Посредством связи между модемами и устройствами в локальной сети маршрутизатор облегчает связь с Интернетом и внутри сети. Маршрутизатор обеспечивает подключение на сетевом уровне системы и, таким образом, функционирует на третьем уровне модели OSI.

Данное устройство также выполняет функции протокола динамической конфигурации узла (DHCP), распределяя частные IP-адреса между устройствами, подключенными к сети. [3] Маршрутизаторы для дома или офиса имеют частный или локальный адрес, полученный с зарезервированного диапазона IP-адресов. Устройства в сети могут иметь такой же частный IP-адрес, как и устройства в соседнем доме. Это не представляет проблемы, поскольку устройства отдельно связаны с различными маршрутизаторами с определенным публичным IP-адресом. Таким образом, частный IP-адрес функционирует только для того, чтобы маршрутизатор мог идентифицировать устройство.

Маршрутизаторы полагаются на таблицу маршрутизации для определения того, куда следует пересылать пакет данных. Таблицы маршрутизации содержат информацию о пункте назначения, следующем переходе, интерфейсе, метриках и маршрутах, которые могут быть использованы для направления пакета данных через линии связи и к пункту назначения. [4]

Существует 2 способа ведения и упорядочения таблиц маршрутизации. Это можно делать как динамически, так и статически. Статический метод заключается в ручном обслуживании таблиц маршрутизации. С другой стороны, динамические маршрутизаторы автоматически обмениваются информацией с устройствами через различные протоколы маршрутизации. На основе этой информации автоматически обновляются таблицы маршрутизации. Динамическая маршрутизация также называется адаптивной. Различные протоколы маршрутизации, к которым применяются динамические маршрутизаторы, включают следующее: [5]

Все маршрутизаторы выполняют основную функцию приема и отправки данных между Интернетом и локальными устройствами, подключенными к сети. Однако существуют различные типы маршрутизаторов, которые зависят от того, как они подключаются к устройствам или как они функционируют в сети. В частности, обычно используются следующие типы маршрутизаторов: [11]

Браузер

Маршрутизатор B также известен как маршрутизатор моста. Это сетевое устройство, которое работает и как мост, и как маршрутизатор. И мост, и маршрутизатор соединяют сети, однако, сетевой мост подразумевает соединение двух отдельных сетей, что позволяет им функционировать как одна сплоченная сеть. В то время как маршрутизатор обеспечивает соединение, при котором обе сети остаются отдельными частными.

Основной маршрутизатор

Основной маршрутизатор устанавливает сетевое соединение и облегчает передачу данных в пределах частной сети. Основные маршрутизаторы работают внутри ядра или внутри сети и не могут отправлять или принимать данные снаружи. Распространение данных ограничено внутри сети, так как данный тип маршрутизатора не может осуществлять обмен информацией с другими системами.

Пограничный маршрутизатор

Пограничный маршрутизатор отвечает за передачу данных между несколькими сетями. В отличие от основного маршрутизатора, пограничный маршрутизатор не облегчает обмен пакетами данных в пределах частной сети, а вместо этого управляет передачей данных в другие отдельные сетевые системы.

Виртуальный маршрутизатор

Как правило, виртуальный маршрутизатор состоит из программного обеспечения, которое позволяет устройству работать в качестве стандартного физического маршрутизатора. Он может работать с использованием протокола избыточности виртуального маршрутизатора (VRRP).

Беспроводной маршрутизатор

Беспроводной маршрутизатор по-прежнему сохраняет проводное соединение с модемом, на который он получает сигналы от сети Интернет. Однако нет необходимости в проводном подключении от маршрутизатора к устройствам, подключенным к сети. Беспроводной маршрутизатор использует антенны, которые посылают радиоволны или инфракрасные волны, которые передают пакеты данных. Наиболее распространенным примером беспроводного маршрутизатора являются домашние wi-fi маршрутизаторы, которые широко используются в офисах и жилых домах.

Проводной маршрутизатор

История

Использование маршрутизаторов можно проследить до 1969 года, когда Министерством обороны США была создана сеть агентств по продвинутым исследовательским проектам. Известная как ARPANET, эта сеть использовала процессоры сообщений интерфейса (IMP), которые использовали метод передачи данных с переключением каналов для запуска первой пакетной сети данных. [12] Лишь в 1974 году был разработан первый стандартный маршрутизатор. Дальнейшие инновации по созданию 3-х маршрутизаторов на базе PDP-11 в 1976 году помогли сформировать прототип известной нам сегодня версии интернета. С тех пор, до 1980-х годов, мини-компьютеры часто использовались для работы в качестве маршрутизаторов в сети.

Общий вопрос

Недавно провайдеры интернет-услуг разработали гибридные устройства на базе модема-роутера, которые выполняют обе функции. Объединение двух устройств с совместными функциями в одном устройстве упростило процесс настройки.

Источник

Что такое маршрутизатор?

Маршрутизатор получает и отправляет данные в компьютерных сетях. Маршрутизаторы часто путают с сетевыми концентраторами, модемами или сетевыми коммутаторами. Однако маршрутизаторы могут сочетать в себе функции этих компонентов и подключаться к этим устройствам, чтобы улучшить доступ к Интернету или создать корпоративные сети.

Связаться с Cisco

Главные вопросы и ответы

Как работает маршрутизатор?

Маршрутизаторы проводят и направляют данные в сети с помощью пакетов, содержащих разные типы данных, такие как файлы, сообщения и обычные передачи, например при взаимодействии по Интернету.

Пакеты данных состоят из нескольких слоев (или разделов), один из которых содержит идентификационную информацию: отправитель, тип данных, размер и, что самое главное, IP-адрес назначения. Маршрутизатор считывает данные из этого слоя, назначает приоритеты данным и выбирает оптимальный маршрут для каждой передачи.

В чем польза маршрутизаторов для вашей компании?

Маршрутизатор — распространенный инструмент в современных сетевых компьютерных системах. Он устанавливает подключение сотрудников к сетям — локальным и сети Интернет, где выполняются практически все важные бизнес-операции. Без маршрутизаторов невозможно вести совместную работу, общаться, проводить обучение и собирать информацию в Интернете.

Начните с бесплатной пробной версии облачной сети Cisco

Вам также может пригодиться следующая информация:

Маршрутизаторы также отвечают за безопасность. Встроенный межсетевой экран и ПО для фильтрации контента обеспечивают дополнительную защиту от нежелательного содержимого и вредоносных веб-сайтов без ущерба для удобства работы в Интернете.

Но передачей данных и подключением к Интернету возможности маршрутизатора не ограничиваются. Большинство маршрутизаторов позволяют подключать жесткие диски, которые можно использовать в качестве серверов для обмена файлами, или принтеры, к которым получают доступ все пользователи сети.

Типы маршрутизаторов

Маршрутизатор ядра

Маршрутизаторы ядра обычно используют операторы связи (например, T&T, Verizon, Vodafone) или поставщики облачных сервисов (например, Google, Amazon, Microsoft). Они обеспечивают максимальную пропускную способность для подключения дополнительных маршрутизаторов или коммутаторов. Большинству компаний малого бизнеса маршрутизаторы ядра не нужны. Однако на крупных предприятиях, где множество сотрудников работают в разных зданиях или геолокациях, маршрутизаторы ядра входят в состав сетевой инфраструктуры.

Маршрутизатор периметра

Маршрутизатор периметра, который часто называют маршрутизатором-шлюзом (или сокращенно «шлюз») — это самая крайняя точка сети для подключения к внешним сетям, в том числе к Интернету.

У маршрутизаторов периметра оптимизирована пропускная способность. Они предназначены для подключения к другим маршрутизаторам и передачи данных конечным пользователям. Маршрутизаторы периметра обычно не раздают сигнал Wi-Fi и не поддерживают все возможности управления локальными сетями. Как правило, они оснащены портами Ethernet: вход для подключения к Интернету и несколько выходов для подключения дополнительных маршрутизаторов.

Маршрутизатор периметра и модем — в принципе взаимозаменяемые понятия, хотя термин «модем» производители и ИТ-специалисты уже не часто используют для обозначения маршрутизатора периметра.

Распределительный маршрутизатор

Распределительный маршрутизатор, или внутренний маршрутизатор, получает данные от маршрутизатора периметра (т. е. шлюза) через проводное подключение и отправляет их конечным пользователям обычно по Wi-Fi, хотя у маршрутизатора зачастую есть и разъемы (Ethernet) для физического подключения пользователей или дополнительных маршрутизаторов.

Беспроводной маршрутизатор

Беспроводные маршрутизаторы, или резидентные шлюзы, сочетают в себе функции маршрутизаторов периметра и распределительных маршрутизаторов. Эти маршрутизаторы часто используют для домашних сетей и доступа к Интернету.

Большинство провайдеров услуг в качестве стандартного оборудования предоставляют беспроводные маршрутизаторы с полным набором функций. Но если вы рассматриваете возможность приобрести беспроводной маршрутизатор от интернет-провайдера для своего малого предприятия, лучше выбрать маршрутизатор корпоративного уровня, который обеспечивает улучшенную работу беспроводной сети, больше настроек подключения и повышенную безопасность.

Виртуальный маршрутизатор

Виртуальный маршрутизатор — это программа, которая позволяет виртуализировать в облаке некоторые функции маршрутизатора. Виртуальный маршрутизатор предоставляется как услуга. Такие маршрутизаторы идеально подходят крупным компаниям со сложной сетевой инфраструктурой. Это гибкое решение с более низкой начальной стоимостью, которое легко масштабировать. Еще одно преимущество виртуальных маршрутизаторов — упрощенное управление оборудованием в локальной сети.

Как выбрать маршрутизаторы для малого бизнеса

Подключение

Обратите особое внимание на количество и типы портов (например, для телефона, Ethernet, кабеля и USB), чтобы вы могли подключить все необходимые устройства. Учтите: лучше, когда есть неиспользуемые порты. Они позволят расширять сеть при необходимости.

Пропускная способность

Достаточная пропускная способность важна для удобства работы пользователей. Она обеспечивает максимальную производительность для множества пользователей. Чем больше пользователей, тем выше должна быть пропускная способность. Если вы собираетесь расширять корпоративную сеть, добавляя дополнительные маршрутизаторы или концентраторы по мере необходимости, недостаточная пропускная способность в любой части сети может создать узкие места.

Поддержка беспроводных подключений

Wi-Fi поддерживают все маршрутизаторы, но существует несколько стандартов Wi-Fi. Новейший стандарт Wi-Fi 6 (802.11ax) обеспечивает более высокую скорость передачи данных, особенно при одновременном подключении нескольких точек доступа (например, устройств или дополнительных маршрутизаторов). Маршрутизаторы с поддержкой Wi-Fi 6 обратно совместимы и с предыдущими стандартами Wi-Fi.

Упрощенная настройка и управление

У большинства маршрутизаторов есть интерфейс на основе браузера, который подключается непосредственно к маршрутизатору для настройки и администрирования. Но многие производители уже предлагают мобильные приложения, которые предназначены специально для их маршрутизаторов, имеют более интуитивный интерфейс и удобнее в настройке.

Безопасность

Уровень защиты паролем на вашем маршрутизаторе должен быть как минимум WPA или WPA 2. В некоторых маршрутизаторах также используется программный межсетевой экран, который постоянно сканирует входящие данные на наличие потенциального вредоносного ПО и вирусов. Еще один важный инструмент — фильтрация по MAC-адресу, в ходе которой пользователи отслеживаются по идентификатору устройства, и доступ к сети предоставляется на основании белых или черных списков.

Гибкость

Рекомендуем выбирать маршрутизаторы, в которых есть не менее одного порта PoE. Через порт PoE передаются данные и электропитание на внешние устройства, например точки беспроводного доступа, VoIP-телефон и IP-камеры. С портом PoE требуется меньше кабелей и появляются дополнительные гибкие возможности подключения к сети.

Автоматические обновления

Программное обеспечение маршрутизаторов нужно обновлять, чтобы поддерживать их производительность и безопасность. Многие производители обновляют программное обеспечение автоматически, что предпочтительно, поскольку обновление выполняется в фоновом режиме без каких-либо действий с вашей стороны.

Настройки, которые может изменить пользователь

С помощью таких настроек можно управлять сетевым трафиком, гостевыми сетями, функциями родительского контроля и настройками безопасности. Делать это проще, если конфигурации маршрутизатора можно менять через приложение, а не через веб-интерфейс.

Гостевые сети

Гостевые сети — важный дополнительный уровень безопасности, если посетители вашей компании подключаются к Wi-Fi. В гостевой сети доступ к корпоративным устройствам и файлам ограничен для посетителей, но к сети они могут подключиться.

Настройка качества обслуживания

Вместе с инструментами для контроля использования среди всех пользователей эта функция позволяет ограничить использование сети передачей в восходящем и нисходящем канале, контролировать определенные типы использования (например, поток видеоданных) и устанавливать пропускную способность для разных пользователей. Эта функция помогает повысить безопасность и улучшить мониторинг сети.

Ячеистые сети

Если вы уже пользовались ретрансляторами Wi-Fi, то, наверное, знаете, что у них есть не только преимущества, но и недостатки. Они создают несколько сетей, которые не связаны друг с другом, а несовместимость устройств может повлечь за собой проблемы с пропускной способностью.

В таком случае лучше использовать ячеистую сеть и разместить в офисе несколько передатчиков Wi-Fi, которые связаны в одной сети. В отличие от ретрансляторов, которые можно использовать с любым беспроводным маршрутизатором, для ячеистых сетей нужен маршрутизатор со встроенной поддержкой этой возможности.

Источник

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, способных 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, а модем, который бы расшифровывал сигналы по телефонной линии, просто не нужен. Интернет провод воткнут в компьютер напрямую, обрывов нет, скорость бешенная, и я доволен.

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

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 полноценно 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 маршрутизатор.

Начнём слева направо:

Далее подключение идёт как на картинке ниже.

Как видите, задач у маршрутизатора несколько:

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

Чем отличается роутер от маршрутизатора?

Ничем – это одно и то же, 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 специальные скрещенные устройства. То есть для того, чтобы принимать сигнал по телефонному кабелю от провайдера, но далее строить так же 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.

Что можно подключать?

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

Технология Wi-Fi

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

Если грубо говорить, то это передача информации без участия проводов посредством радиочастот. То есть одно устройство отправляет радиосигнал, второе принимает и расшифровывает его. Если по проводам там всё ясно, то с Wi-Fi 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 используются сейчас:

Это я рассказываю к тому, что если вы решитесь брать что-то новое, то берите с поддержкой новых стандартов.

Зачем нужны антенны

Ещё один момент, о котором хочется рассказать. Все нынешние модели работают на частоте 2,4 ГГц и 5 ГГц. Тут всё понятно, если есть физические радиоволны, то у них должна быть определенная частота. Так вот более новые имеют поддержку и 2.4, и 5 ГГц. Старые же работают только на 2.4 ГГц.

5 ГГц – это более высокая скорость, надёжная передача, но меньший радиус, так как волна с более высокой частотой затухает быстрее. И тут на помощь приходят антенны, которые усиливают сигнал передачи. Зачастую их от 1 до 5 штук. И чем их больше, тем более чистый сигнал будет в радиусе охвата волны.

Но тут также нужно понимать и мощность антенны. Она измеряется в децибелах (dB). Тут всё просто, чем их больше, тем больше охват. На домашних обычно стоят антеннки в 2-3 dB. Но если у вас большой дом, то они вам не подойдут, и придётся покупать более мощные в 7-10 dB. Проще говоря, чем длиннее и мощнее антенна, тем сильнее охват.

Видео для ленивых

Вывод

Теперь вы знаете, что маршрутизатор и роутер – это коробочка, которая принимает интернет от провайдера, строит локальную сеть по воздуху или по проводам и раздаёт всем пользователям интернет. Помимо всего можно организовать общие папки в локальной сети, к которой смогут иметь доступ другие пользователи. Один из примеров – вы создали общую папку, закинули туда фильмы, а смотрите их на телевизоре, который подключен по Wi-Fi.

Источник