Что такое роутер и как он работает?

Роутер (включая беспроводной роутер) – это специализированное сетевое устройство, подключенное к двум или более сетям с программным обеспечением, которое позволяет перемещать данные из одной сети в другую. Роутер, на основе протокола Интернет, работает на сетевом уровне. Основная функция – соединять сети и контролировать определенные виды широковещательного трафика. Существует несколько компаний, производящих такие устройства: Cisco, Linksys, Juniper, Netgear, Nortel (Bay Networks), Redback, Lucent, 3Com, HP, D-Link и Belkin.

В данной статье используются слова «роутер» и «маршрутизатор«. Значение слов – одинаковое.

Роутер (маршрутизатор) – что это и как работает в сети

 

Как работают роутеры?

Давайте используем домашний беспроводной роутер, подключенный к интернет-сети кабельного провайдера, на очень упрощенном примере.

  • Маршрутизатор включается и загружает ОС с флэш-памяти.
  • Далее загружает файл конфигурации, последний раз сохраненный в NVRAM. И устанавливает сетевые интерфейсы и протоколы, которые он будет запускать.
  • Затем добавляет сетевой адрес и подсеть для каждого интерфейса в свою таблицу маршрутизации вместе с именем самого интерфейса.
  • Роутер имеет простой статический маршрут по умолчанию для отправки всех нелокальных данных через сетевой порт, подключенных к интернет провайдеру.
  • Когда маршрутизатор получает запрос веб-страницы от вашего компьютера, он сравнивает IP-адрес назначения со своей таблицей переходов.
  • Биты, формирующие IP-адрес назначения в пакете IP, используются в качестве хеш-ключа для указания на правильный маршрут. Который, в свою очередь, указывает на правильный сетевой интерфейс, из которого пакет должен быть переадресован.
  • Далее он передает пакет правильному интерфейсу следующего роутера, который повторяет процесс, пока пакет не достигнет пункта назначения.

Процесс в основном одинаков для любой модели.

Небольшое дополнение. Для Wi-Fi маршрутизаторов и домашних LAN, роутеры также действует как «прокси» – они изменяют IP-адрес источника в IP пакете на свой собственный адрес.

 

Зачем нужен роутер?

Маршрутизаторы используются для соединения сетей друг с другом, и выполняют следующие сетевые функции:

ФУНКЦИИ РОУТЕРА

  1. Ограничивает трансляции в LAN.
  2. Действует как шлюз по умолчанию.
  3. Выполняет трансляцию протокола (проводной Ethernet на беспроводной / WiFi или Ethernet на CATV).
  4. Перемещает данные.

 

Ограничение трансляции в локальной сети

Сети (особенно Ethernet) используют широковещательную связь на физическом, канальном и сетевом уровнях. Широковещательные сообщения сетевого уровня – это сигналы, отправляемые всем хостам с использованием сетевого протокола (обычно это Интернет-протокол (IP) или IPX). Сетевая широковещательная связь используется для передачи информации определенных видов, которая обеспечивает функционирование сети (ARP, RARP, DHCP, широковещательные рассылки IPX-SAP и т. Д.). Поскольку несколько устройств могут пытаться передавать одновременно и вызывать коллизии, предпочтительно разделять большие наборы хостов на разные широковещательные домены с помощью коммутатора или маршрутизатора.

По мере увеличения количества хостов, увеличивается объем широковещательного трафика. Если присутствует большой объем трафика, обычная связь становится затруднительной.

Чтобы уменьшить широковещательную рассылку, сетевой администратор может разбить сеть с большим количеством хостов на меньшие. Эти широковещательные рассылки ограничиваются каждой подсетью. Роутер выступает в качестве «шлюза по умолчанию» для достижения узлов в других сетях.

 

Как работает роутер – шлюз по умолчанию

В современном мире люди хотят использовать свой компьютер для подключения к Интернету. Когда ваш компьютер хочет общаться с компьютером в другой сети, он делает это, отправляя данные на шлюз по умолчанию.

Шлюз по умолчанию – это локальный маршрутизатор, подключенный к той же сети, к которой подключен ваш компьютер. Роутер, используемый в качестве шлюза по умолчанию, работает так:

  • принимает данные,
  • ищет удаленный адрес этого удаленного компьютера,
  • принимает решение о маршрутизации.

Основываясь на решении о маршрутизации, он передает ваши данные через другой интерфейс. Который находится ближе к этому удаленному компьютеру. Между вами и удаленным компьютером может быть несколько таких устройств. Поэтому несколько маршрутизаторов принимают участие в передаче пакета.

 

Перемещение (маршрут) данных между сетями

Роутеры имеют возможность перемещать данные из одной сети в другую. Это позволяет двум сетям, управляемым разными организациями, обмениваться информацией. Они создают связь между ними и обмениваются данными между своими устройствами. Поскольку маршрутизатор может принимать трафик из любой сети, к которой он подключен, и пересылать его в любую другую, он также может разрешать обмен данными, которые обычно не могут обмениваться друг с другом. С технической точки зрения сеть Token Ring и Ethernet могут взаимодействовать через последовательную сеть. Роутеры делают все это возможным.

Маршрутизатор также может выполнять «преобразование протокола». При условии, что у него есть соответствующее аппаратное и программное обеспечение для поддержки такой функции.

 

Время жизни пакета в сети – цикл маршрутизации

Роутеры могут динамически изучать и объявлять маршруты, только если они используют протокол маршрутизации, такой как RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS или BGP. В противном случае пользователь должен настроить маршруты вручную, что называется статической маршрутизацией.

Маршрутизация перемещает данные на основе переходов. Если набор маршрутизаторов в конечном итоге передает данные по кругу, не достигая места назначения, это называется «циклом маршрутизации». Пакеты передаются по кругу, пока они не умрут от «старости»: истекает срок их жизни. Time To Live – это счетчик, который является частью заголовка дейтаграммы IP. Значение времени жизни уменьшается по мере прохождения через каждый маршрутизатор и в конечном итоге достигает нуля и отбрасывается.

 

Из чего состоит роутер

Поскольку роутеры – это просто специализированные компьютеры, они имеют те же «части», что и другие компьютеры:

  • Центральный процессор (ЦП)
  • Флэш-память
  • Энергонезависимое ОЗУ
  • ОЗУ
  • Сетевые интерфейсы
  • Консоль

Центральный процессор: Запускает специальное программное обеспечение, называемое «операционная система». Например, JunOS на маршрутизаторах Juniper или Cisco IOS (ОС Nexus) для Cisco. Операционная система управляет компонентами и обеспечивает все логические сетевые функции.

Флэш-память – это место, где хранится операционная система, и в этом отношении она похожа на жесткий диск компьютера.

Энергонезависимое ОЗУ: Дополнительная память для хранения резервной или начальной версии используемой операционной системы. Маршрутизатор загрузит из этой памяти все свои программы.

ОЗУ: При запуске устройства операционная система загружается в ОЗУ. Как только маршрутизатор завершает запуск, он начинает вычислять свои собственные маршруты. И если настроен для этого, изучает сетевые маршруты от других маршрутизаторов через RIP (v1 и v2), OSPF, EIGRP, IS-IS или BGP. ОЗУ также используется для кэширования таблиц ARP, таблиц маршрутизации, метрик маршрутизации и других данных, которые могут ускорить процесс пересылки пакетов.

Сетевые интерфейсы: Роутеры всегда имеют множество интерфейсов. Операционная система содержит «драйверы», которые позволяют операционной системе получать доступ к сетевому оборудованию в интерфейсных модулях. При запуске маршрутизаторы узнают, какие сети настроены на какие порты. После этого они будут «изучать» маршруты от других маршрутизаторов, к которым они подключены. И узнавать, по какому интерфейсу следует передавать пакеты для достижения удаленного назначения.

Консоль: Последнее, но не менее важное, это консоль. Управление и настройка роутера выполняется на консоли отдельных устройств, как и большинство процедур устранения неполадок и диагностики.

Посмотреть, как настроить WiFi роутер ASUS DSL-N12U можно в данной статье.

 

Пишите в комментариях ниже, какую информацию добавить или убрать по теме: роутер – что это и как работает. Открыт для предложений по оформлению и наполнению страницы.


0 комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

%d такие блоггеры, как: