Для чего используется маршрутизатор. Знакомство с главным сетевым устройством. Это нужно знать о маршрутизаторе

Пользователи Интернета, не слишком разбирающиеся в технической стороне вопроса, могут не понимать, что такое маршрутизатор и зачем он нужен.

А ведь без этого прибора для каждого отдельного компьютера (настольного, переносного или мобильного) понадобится отдельное подключение к сети, что вряд ли будет удобно и выгодно.

Иногда маршрутизатор называют роутером, так он звучит при современном переводе с английского. Чаще всего пользуются именно вторым термином для беспроводных устройств.

А первый оставляют для проводных маршрутизаторов, применяемых реже.

Принцип действия

Маршрутизатор представляет собой специальную подстанцию, принимающую из сети сигналы и передающую их конкретным устройствам – чаще всего компьютерам, но не обязательно, так как к Интернету могут подключаться и камеры, и принтеры, и различная «умная» техника, вплоть до холодильников и кондиционеров.

Фактически роутер связывает пользовательские устройства и тот сервер, который обеспечивает подключение к сети.

Ещё одной функцией роутера является работа с протоколом DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), что упрощает способ передачи данных по сети.

При этом каждое устройство получает свой уникальный IP-адрес, который, в отличие от такого же показателя сети, является временным, а не постоянным.

При отключении устройств и подключении новых их адреса меняются, не влияя на работу точки доступа.

Передавая сигнал, маршрутизаторы могут и усиливать его. Благодаря этому всего одно подключение обеспечивает доступ в Интернет сразу нескольким устройствам.

Интересно! Современные модели позволяют теоретически подключить одновременно не меньше 100 единиц техники, реальная цифра бытового находится в пределах десятка ПК, смартфонов или ноутбуков.

Осуществляя передачу информации из сети, маршрутизаторы работают и в обратную сторону, отправляя данные в Интернет.

При этом для увеличения безопасности происходит кодирование сигналов при помощи нескольких стандартов защиты – WPA (или более новый и распространённый WPA2), WEP (устаревший вариант, обойти защиту которого проще, чем у остальных) и других.

Также к роутеру подключаются протоколы и прокси-сервер.

Классификация маршрутизаторов

Существует несколько классификаций роутеров. Основными являются разделения по области применения и способу подключения.

Причём, подключаются по-разному и сами маршрутизаторы, и устройства, которые с их помощью выходят в Интернет.

По области применения

В зависимости от применения роутеры делятся на классы:

Верхний - включающие самые высокопроизводительные модели, объединяющие сети крупных организаций и предприятий. Маршрутизаторами данного типа поддерживаются различные интерфейсы и протоколы, включая нестандартные.
В каждом устройстве может быть до 50 портов и для глобальных, и для локальных сетей;

Средний - служащий для формирования сравнительно небольших сетевых объединений для предприятий размером поменьше. В стандартной конфигурации роутеры могут включать до 8 портов локальной сети и до 3 портов – глобальной;
Нижний - предназначенный для локальных сетей отдельных офисов или домашнего использования. В основном включают по 1–2 порта глобальной сети и до 4 – локальной.

По способу подключения

Подключаться к Интернету или к крупной сети (например, предприятия) устройство может проводным или беспроводным способом.

То же относится и к разведению сети по другим устройствам, которое осуществляется при помощи оптоволоконного кабеля или через WiFi.

Чаще всего в домашних условиях используются варианты с проводным подключением сети к маршрутизатору и беспроводное – для отдельных ПК.

Проводные роутеры, предусматривающие подведение к каждому отдельному устройству, являются оптимальным выбором для сети, состоящей из 2–8 стационарных компьютеров или ноутбуков, которые, в основном, находятся на одном и том же месте.

Таким способом легко настраивается и доступ к данным с одного устройства на другое – например, с ПК в одном помещении к принтеру или запоминающему устройству в другом.

Wi-Fi роутер

Преимуществом беспроводного роутера является не только возможность передавать данные без использования кабелей, но и с ними.

Большинство бытовых устройств поддерживают оба вида подключения, тогда как многие настольные ПК подключаются только проводным способом.

В возможности обычного Wi-Fi-роутера входит объединение всех устройств в квартире или нескольких офисных помещениях, включая компьютеры, телефоны, принтеры или Smart-телевизоры в общую сеть и соединение их с Интернетом.

Для этого достаточно всего одной линии доступа к глобальной сети с достаточной скоростью передачи данных.

При этом, например, канала на 1–5 Мбит/с будет явно недостаточно для нормальной работы в сети нескольких устройств.

С помощью маршрутизатора можно обеспечить и простое взаимодействие между техникой, без доступа к Интернету. В этом случае беспроводное подключение тоже будет работать, но поможет организовать обмен информацией только внутри локальной сети.

Особенности использования

Современный роутер представляет собой надёжное и долговечное устройство.

Часто достаточно всего лишь приобрести его и включить, после чего маршрутизатор работает без сбоев и необходимости в перенастройке на протяжении нескольких месяцев и даже лет.

При этом вмешательство пользователя, кроме включения, перезагрузки и отключения роутера, требуется только при смене пароля, способа доступа в сеть или провайдера.

Перезагрузить устройство несложно – достаточно отключить его от сети более чем на 10 секунд.

Настройку роутера может осуществлять представитель провайдера, подключающий пользователя к Интернету, или сам владелец прибора.

Чаще всего для этого придётся подключить маршрутизатор к компьютеру и настроить доступ с него в сеть.

При наличии идущего в комплекте к устройству диска сделать это несложно, хотя потребует прочтения инструкции и 10–20 минут на настройку.

Использование маршрутизатора обычно никак не влияет на стоимость использования Интернета. Особенно если речь идёт о популярном сейчас безлимитном тарифе.

Хотя, если оплата идёт по мегабайтам (например, беспроводной 3G-Интернет), её размеры зависят от объёмов скачанной информации.

Выбор маршрутизатора

Выбирая роутер для своих нужд, следует заранее обговорить с поставщиком Интернета возможность использования прибора.

Некоторые провайдеры по умолчанию не поддерживают маршрутизаторы.

У других есть отдельные тарифы на применение прибора, а третьи требуют наличия устройства определённой марки – иногда оно идёт в комплекте с сетью.

Не решив этот вопрос заранее, можно получить вместо доступа в сеть возможность подключения только проводным способом.

Промышленное использование роутера допускает соединение нескольких устройств меду собой, благодаря чему получается более сложный маршрут передачи информации.

В основном это может понадобиться только в офисе.

А для домашнего использования достаточно и одного маршрутизатора.

При выборе стоит учитывать и особенности техники, которой нужен доступ в сеть.

Ведь практически все настольные ПК, старые принтеры и другие подключаемые устройства подключаются только через проводной порт LAN.

Ноутбуки по умолчанию имеют Wi-Fi, хотя могут подключаться и проводами. Телефоны и планшеты в основном комплектуются только модулями Вай-Фай и, иногда, Bluetooth.

Также учитывают и удобство проведения сети. Так, Wi-Fi не требует прокладки проводов, но иногда доступен только на небольшом расстоянии.

Для увеличения дистанции до десятков метров стоит приобрести мощный роутер (с двумя или тремя антеннами), до сотен метров – проложить оптоволокно.

А для совмещения различных вариантов подключения лучше воспользоваться смешанными моделями маршрутизаторов, обеспечивающими доступ к сети с разных устройств и по Wi-Fi и через LAN-порт.

Альтернативные варианты

Если дома или в небольшом офисе есть только один компьютер и не предполагается применять ту же точку доступа для работы с другой техникой, допускается прямое подключение ПК к интернету через провод.

Таким образом, нет необходимости в приобретении роутера.

При этом, правда, подключить к той же сети телефон или планшет будет невозможно.

Но, во-первых, некоторые виды работ не предусматривают (или даже, в целях безопасности, запрещают) использование мобильных устройств для работы с Интернетом.

Во-вторых, некоторым пользователям достаточно обычного мобильного телефона, не имеющего модуля Wi-Fi.

А, в-третьих, такие планшетные ПК и смартфоны могут быть подключены к сети с помощью связи 3G или 4G, достаточно скоростной и требующейся для доступа к Интернету в любое время.

Ещё одним недостатком прямого подключения является необходимость в предупреждении провайдера о замене компьютера или операционной системы.

Так как новый ПК или другая ОС могут не работать в сети.

В качестве Wi-Fi роутера допускается использовать и другие устройства:

Ноутбуки с проводным подключением;
Смартфоны с доступом к Интернету 3G или 4G.

Наличие такой техники дома или в офисе позволит не покупать отдельно маршрутизатор, а создать сеть с её помощью.

При этом ноутбук или смартфон должны быть достаточно мощными, чтобы обеспечить одновременно и основные функции, и использование Интернета.

Выводы

В целом, маршрутизатор представляет собой полезное устройство, без которого в современных условиях практически невозможно обойтись.

Тем более что стоимость их невысока и сравнима с ценой, например, комплекта «клавиатура + мышь».

Скорость же доступа, поддерживаемая современными моделями, полностью соответствует требованиям большинства пользователей – до 100 Мбит/с.

Хотя возможности некоторых роутеров намного больше.

При этом роутеры работают намного проще коммутаторов, и позволяют сэкономить по сравнению с применением сетей 3G и 4G.

Хотя, если в сети находится много устройств, работа с маршрутизатором требует постоянного администрирования со стороны специалистов, знакомых с конфигурационными параметрами и протоколами.

При этом работа всех роутеров в сети должна быть синхронизирована.

Обычные пользователи, устанавливающие устройство дома для связи с сетью нескольких ПК, планетов и ноутбуков, от такой проблемы избавлены.

Именно по причине распространения роутеров в быту большинство производителей сейчас перешли к созданию устройств начального уровня, заменяющих сложные и мощные маршрутизаторы верхнего класса.

Для чего нужен маршрутизатор

Это видео поможет вам узнать для чего нужен маршрутизатор. Вы узнаете об основных возможностях этого устройства. Вы увидите как можно использовать маршрутизатор в домашних условиях.

Распространение интернета стимулирует обычных пользователей активно участвовать в использовании новейших технологий без помощи посредников-специалистов. Как показала практика, истинного специалиста в сфере IT-технологий найти непросто, да и стоят их услуги недёшево. Другое дело - изобилие консультантов-дилетантов. И хотя цены на свои услуги они поддерживают на высоком уровне, качество и объём осуществляемых ими работ вполне по плечу обычному пользователю.

Проблемы организации локальной сети возникают не только перед системными администраторами предприятий и офисов. Изобилие цифровых устройств, находящихся в пользовании обычной среднестатистической семьи, невольно требует не только разделения трафика, но и включения их в общую сеть. Самым оптимальным вариантом решения этой проблемы является использование маршрутизатора (роутера).

Что такое маршрутизатор? Словами специалиста - это устройство, работающее как основное звено локальной сети. Маршрутизатор - это высокотехнологичный коммутатор, который, опираясь на информацию о топологии сети и определённые правила, принимает решение о пересылке пакетов между элементами, составляющими сеть.

Принцип работы маршрутизатора основывается на использовании адреса получателя, заложенного непосредственно в пакете данных, который определяется устройством по и выбирает путь передачи данных. В случае отсутствия маршрута для описания адреса пакет отбрасывается.

По другим способам определения маршрутов пересылки пакетов может использоваться адрес отправителя, для этого берутся во внимание протоколы верхних уровней и прочая информация, которую содержат заголовки пакетов конкретного сетевого уровня. Зачастую маршрутизаторы берут на себя функцию трансляции адресов как получателя, так и отправителя данных транзитного потока, основываясь на определенных правилах с целью ограничения доступа.

Для обычного пользователя вопрос о том, что такое маршрутизатор, находит куда более простой ответ. По сути, это компактный прибор, находящийся на входе локальной сети. В зависимости от его типа он может осуществлять передачу данных и по проводам, и по средствам беспроводных технологий организации связи.

Динамическая маршрутизация позволяет роутеру объединять в сеть большое количество элементов и даже несколько локальных контуров. Что такое маршрутизатор в данном случае? Это устройство, уже выходящее за рамки обычного связующего звена. С его помощью не только облегчается работа системного администратора, но и предоставляется возможность организовывать полноценную локальную сеть силами обычного пользователя.

Нам уже не приходится «заморачиваться» со специфическими понятиями и жаргоном специалистов, нет нужды вникать в классификацию протоколов. Достаточно пройти по пунктам все требования инструкции, и в результате нескольких минут работы локальная сеть с широкими возможностями к нашим услугам.

Процесс настройки роутера настолько прост, что его осилит даже школьник. Возможно возникновение некоторых рассогласований при определении сетевого адреса самого маршрутизатора, но они решаются либо автоматически, либо вручную (в зависимости от типа используемых устройств).

Если изначально определение роутера выглядело весьма запутанным из-за использования специфических терминов, то сейчас ответить на вопрос о том, что такое маршрутизатор, сможет любой, кто сталкивался с его настройкой и установкой. Простое и доступное устройство, облегчающее процесс организации сети, находит место и в офисе, и дома. Интерфейс работы с ним прост и интуитивно понятен. Заслуга разработчиков современных роутеров заключается в упрощении процесса их настройки, что делает их весьма распространенными и доступными среди широкой категории современных пользователей.

Что такое маршрутизатор? Это устройство, которое предназначено для передачи разных файлов по «всемирной паутине» с помощью подключённых к нему мобильных или ПК устройств. В этой теме мы рассмотрим характеристики маршрутизаторов, их функции и назначения.

Маршрутизатор представляет собой небольшое устройство , которое состоит из следующих компонентов:

встроенной антенны;
аппаратного блока;
шнура и питания.

Проще говоря, маршрутизатор - это сетевое устройство, которое по локальной сети может передавать файлы (фотографии, документы, аудио - и видеозаписи) между подключёнными к роутеру ноутбуками.

История;
Как работает устройство;
Виды и назначения маршрутизаторов.

История

Маршрутизатор появился в 1974 году как раз в то время, когда и была создана «мировая паутина». В 1976 году первые сетевые роутеры были уже широко известны по всему миру. У каждого такого сетевого роутера есть уровни и они делятся на три категории: маршрутизаторы ядра сети, граничные (сюда входят граничные, а также абонентские устройства меток) и межпровайдерские.

Что касается внешнего вида, то именно к этому производители роутеров относятся более, чем серьёзно. А теперь поговорим об этом более подробно и начнём с того, что в сетевом роутере очень много разъёмов.

Все они имеют свои названия и начнём с главного - WAN-порт и он предназначен для подключения к интернету. Далее, можно обнаружить несколько одинаковых LAN-портов (их число зависит от уровня роутера, но в среднем присутствует от 4 до 8 штук, а у промышленных их, вообще, около 100 и более). Все они существуют для подключения по внешней или внутренней локальной сети.

Одним из самых важных является разъём для подключения блока питания. А также недалеко от этих разъёмов может находиться антенна или разнообразные для неё гнёзда (их бывает несколько). Затем находится кнопка включения/выключения и режим сброса настроек (reset). Кнопка для подключения WiFi и USB-порт. Он нужен для подключения сторонних устройств, например, сканер или даже принтер. И также с внешней стороны присутствует индикатор.

По сути, роутер нужен для того, чтобы из нескольких локальных сетей получилась одна. Но и этого со временем стало не хватать, поэтому позднее каждая сеть смогла находить другие локальные сети с помощью роутеров. Рассмотрим ситуацию более понятно благодаря наглядному примеру . Итак, в класс, где находятся несколько компьютеров или ноутбуков нужно поставить сетевое устройство для того, чтобы каждый из них мог подключаться к одной локальной сети. Или, например, необходимо раздать интернет на несколько компьютеров одновременно.

Кроме этих функций сетевого устройства, есть и множество других. Например, подключать несколько компьютеров к интернету и устанавливать между ними соединения. А также маршрутизатор способен защищать группу (домашнюю или рабочую) от всяческих угроз в виде вирусов. Раздавать ip-адреса сетевой роутер также может, независимо от того, к какому уровню он относится. Есть и такая функция маршрутизаторов , как шифрование и контролирование трафика, а также регулирование доступа в интернет.

Как работает устройство

Каждый роутер имеет свою установку и режим, например, для внешней сети устанавливаются протоколы, а для внутренней схемы маршрутизации. Но в обоих случаях одновременно существует и контроль и защита, что, конечно же, имеет большое преимущество. Чтобы понять работу роутера, нужно как минимум ознакомиться с научными работами, с помощью которых и появился роутер. Но поскольку эта задача для многих будет непонятной, мы решили предоставить упрощённое описание принципа работы маршрутизатора.

Для начала нужно знать , что все данные в интернете могут передаваться маленькими пакетами. Но прежде чем передавать такую порцию данных, необходимо указывать адрес или, другим словом, точку доставки. Можно сказать, что маршрутизатор является почтальоном, который вначале получает нужный пакет, далее по внешней или внутренней локальной сети находит нужную точку доставки, после чего отправляет «посылку».

Виды и назначения маршрутизаторов

Поговорим о характеристиках маршрутизаторов, видов которых очень много у каждого из них своё назначение. Более того, каждый маршрутизатор выпускается с разными модемами, поэтому подключаются они к разным каналам.

Итак, существуют модемы dsl - adsl и vdsl . Они предназначены для того, чтобы интернет мог передаваться по телефонным проводам. Кабельный модем нужен для того, чтобы благодаря своему кабелю провайдер мог подключить абонента к интернету. Немного отличающиеся от других, маршрутизаторы с волоконно-оптическим кабелем выпускаются отдельно. Есть и своя линия, которая выпускает отдельные виды модемов. А также очень популярные на данный момент широкополосные 3G маршрутизаторы, которые можно использовать с sim-картой. Такие чаще всего называются модемами в режиме роутера. Без телефонных проводов такое устройство работать просто не сможет, но именно модем в режиме роутера более удобен/

Кроме роутеров , которые можно использовать дома, есть некоторое количество для разных случаев жизни:

Из всего вышесказанного следует один вывод - приобретать маршрутизатор необходимо после того, как выбрали, какой именно тип роутера вам нужен . После покупки не стоит включать и настраивать режимы маршрутизатора, лучше обратиться с этим к специалистам и позже наслаждаться интернетом.

Или шлюзом , называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

Адрес назначения
Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
Доступные пути ко всем удаленным сетям
Наилучший путь к каждой удаленной сети
Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация - это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

IP-маршрутизация - простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:

В командной строке пользователь вводит ping 172.16.20.2. На хосте А генерируется пакет с помощью протоколов сетевого уровня и ICMP .

IP обращается к протоколу ARP для выяснения сети назначения для пакета, просматривая IP-адрес и маску подсети хоста А. Это запрос к удаленному хосту, т.е. пакет не предназначен хосту локальной сети, поэтому пакет должен быть направлен маршрутизатору для перенаправления в нужную удаленную сеть.
Чтобы хост А смог послать пакет маршрутизатору, хост должен знать аппаратный адрес интерфейса маршрутизатора, подключенный к локальной сети. Сетевой уровень передает пакет и аппаратный адрес назначения канальному уровню для деления на кадры и пересылки локальному хосту. Для получения аппаратного адреса хост ищет местоположение точки назначения в собственной памяти, называемой кэшем ARP.
Если IP-адрес еще не был доступен и не присутствует в кэше ARP, хост посылает широковещательную рассылку ARP для поиска аппаратного адреса по IP-адресу 172.16.10.1. Именно поэтому первый запрос Ping обычно заканчивается тайм-аутом, но четыре остальные запроса будут успешны. После кэширования адреса тайм-аута обычно не возникает.
Маршрутизатор отвечает и сообщает аппаратный адрес интерфейса Ethernet, подключенного к локальной сети. Теперь хост имеет всю информацию для пересылки пакета маршрутизатору по локальной сети. Сетевой уровень спускает пакет вниз для генерации эхо-запроса ICMP (Ping) на канальном уровне, дополняя пакет аппаратным адресом, по которому хост должен послать пакет. Пакет имеет IP-адреса источника и назначения вместе с указанием на тип пакета (ICMP) в поле протокола сетевого уровня.
Канальный уровень формирует кадр, в котором инкапсулируется пакет вместе с управляющей информацией, необходимой для пересылки по локальной сети. К такой информации относятся аппаратные адреса источника и назначения, а также значение в поле типа, установленное протоколом сетевого уровня (это будет поле типа, поскольку IP по умолчанию пользуется кадрами Ethernet_II). Рисунок 3 показывает кадр, генерируемый на канальном уровне и пересылаемый по локальному носителю. На рисунке 3 показана вся информация, необходимая для взаимодействия с маршрутизатором: аппаратные адреса источника и назначения, IP-адреса источника и назначения, данные, а также контрольная сумма CRC кадра, находящаяся в поле FCS (Frame Check Sequence).
Канальный уровень хоста А передает кадр физическому уровню. Там выполняется кодирование нулей и единиц в цифровой сигнал с последующей передачей этого сигнала по локальной физической сети.

Сигнал достигает интерфейса Ethernet 0 маршрутизатора, который синхронизируется по преамбуле цифрового сигнала для извлечения кадра. Интерфейс маршрутизатора после построения кадра проверяет CRC, а в конце приема кадра сравнивает полученное значение с содержимым поля FCS. Кроме того, он проверяет процесс передачи на отсутствие фрагментации и конфликтов носителя.
Проверяется аппаратный адрес назначения. Поскольку он совпадает с адресом маршрутизатора, анализируется поле типа кадра для определения дальнейших действий с этим пакетом данных. В поле типа указан протокол IP, поэтому маршрутизатор передает пакет процессу протокола IP, исполняемому маршрутизатором. Кадр удаляется. Исходный пакет (сгенерированный хостом А) помещается в буфер маршрутизатора.
Протокол IP смотрит на IP-адрес назначения в пакете, чтобы определить, не направлен ли пакет самому маршрутизатору. Поскольку IP-адрес назначения равен 172.16.20.2, маршрутизатор определяет по своей таблице маршрутизации, что сеть 172.16.20.0 непосредственно подключена к интерфейсу Ethernet 1.
Маршрутизатор передает пакет из буфера в интерфейс Ethernet 1. Маршрутизатору необходимо сформировать кадр для пересылки пакета хосту назначения. Сначала маршрутизатор проверяет свой кэш ARP, чтобы определить, был ли уже разрешен аппаратный адрес во время предыдущих взаимодействий с данной сетью. Если адреса нет в кэше ARP, маршрутизатор посылает широковещательный запрос ARP в интерфейс Ethernet 1 для поиска аппаратного адреса для IP-адреса 172.16.20.2.
Хост В откликается аппаратным адресом своего сетевого адаптера на запрос ARP. Интерфейс Ethernet 1 маршрутизатора теперь имеет все необходимое для пересылки пакета в точку окончательного приема. На рисунке показывает кадр, сгенерированный маршрутизатором и переданный по локальной физической сети.

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

Хост В принимает кадр и проверяет CRC. Если проверка будет успешной, кадр удаляется, а пакет передается протоколу IP. Он анализирует IP-адрес назначения. Поскольку IP-адрес назначения совпадает с установленным в хосте В адресом, протокол IP исследует поле протокола для определения цели пакета.
В нашем пакете содержится эхо-запрос ICMP, поэтому хост В генерирует новый эхо-ответ ICMP с IP-адресом источника, равным адресу хоста В, и IP-адресом назначения, равным адресу хоста А. Процесс запускается заново, но в противоположном направлении. Однако аппаратные адреса всех устройств по пути следования пакета уже известны, поэтому все устройства смогут получить аппаратные адреса интерфейсов из собственных кэшей ARP.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

В этой таблице в столбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес - адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом - она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей - запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле "Метрика" содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

точность;
простота;
надёжность;
стабильность;
справедливость;
оптимальность.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

алгоритмы простой маршрутизации;
алгоритмы фиксированной маршрутизации;
алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Проста маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

Случайная маршрутизация – это передача сообщения из узла в любом случайно выбранном направлении, за исключением направлений по которым сообщение поступило узел.
Лавинная маршрутизация – это передача сообщения из узла во всех направлениях, кроме направления по которому сообщение поступило в узел. Такая маршрутизация гарантирует малое время доставки пакета, засчет ухудшения пропускной способности.
Маршрутизация по предыдущему опыту – каждый пакет имеет счетчик числа пройденных узлов, в каждом узле связи анализируется счетчик и запоминается тот маршрут, который соответствует минимальному значению счетчика. Такой алгоритм позволяет приспосабливаться к изменению топологии сети, но процесс адаптации протекает медленно и неэффективно.

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

Однопутевая фиксированная маршрутизация – это когда между двумя абонентами устанавливается единственный путь. Сеть с такой маршрутизацией неустойчива к отказам и перегрузкам.
Многопутевая фиксированная маршрутизация – может быть установлено несколько возможных путей и вводится правило выбора пути. Эффективность такой маршрутизации падает при увеличении нагрузки. При отказе какой-либо линии связи необходимо менять таблицу маршрутизации, для этого в каждом узле связи храниться несколько таблиц.

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

Локальная адаптивная маршрутизация – каждый узел содержит информацию о состоянии линии связи, длины очереди и таблицу маршрутизации.
Глобальная адаптивная маршрутизация – основана на использовании информации получаемой от соседних узлов. Для этого каждый узел содержит таблицу маршрутизации, в которой указано время прохождения сообщений. На основе информации, получаемой из соседних узлов, значение таблицы пересчитывается с учетом длины очереди в самом узле.
Централизованная адаптивная маршрутизация – существует некоторый центральный узел, который занимается сбором информации о состоянии сети. Этот центр формирует управляющие пакеты, содержащие таблицы маршрутизации и рассылает их в узлы связи.
Гибридная адаптивная маршрутизация – основана на использовании таблицы периодически рассылаемой центром и на анализе длины очереди с самом узле.

Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

Длина маршрута.
Надежность.
Задержка.
Ширина полосы пропускания.

Длина маршрута.

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество пересылок" (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность.

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка.

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания.

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.

Роутеры, маршрутизаторы, точки доступа, репитеры – как же все это сложно, а если еще глубже разобраться в характеристиках этих устройств, предназначении, настройке, так там вообще темный лес 🙂 Думаю, со мной многие согласятся. А те, кто самостоятельно покупал и настраивал эти устройства, не по наслышке знают, что я имею введу. У нас на сайте вы можете найти много статей по настройке разных роутеров, каких-то определенных функций, Wi-Fi сетей и т. д. Я все время пишу об этих роутерах и маршрутизаторах, а что это, для чего нужны эти устройства, и чем они отличаются, знают не многие.

В этой статье мы постараться разобраться, что же такое роутер, и чем он отличается от маршрутизатора. Постараюсь писать как можно проще. Поэтому, если вы разбираетесь в этих устройствах, то вряд ли найдете для себя что-то новое.

Роутер: что это за устройство и как оно работает?

Все мы знаем, что это такая небольшая коробочка, как правило с антеннами (или одной) , которая дает нам возможность подключатся к интернету по Wi-Fi.

Если кратко и по-простому, то роутер , это устройство, которое распределяет интернет между подключенными к нему устройствами. По сетевому кабелю (компьютеры, телевизоры и т. д.) , или по Wi-Fi (смартфоны, планшеты, ноутбуки) .

Или так: роутер объединяет все устройства в локальную сеть (в которой они могут обмениваться файлами, или можно поиграть в игры) с возможностью выхода в интернет (если интернет подключен и настроен) .

И пускай простят меня специалисты, которые точно буду плеваться на мое объяснение (особенно на слово "распределяет") , но я думаю, что так намного проще понять, что это за устройство.

Немного подробнее. У нас дома есть интернет, как правило, это:

Ethernet – обычный сетевой кабель, который сразу подключается в сетевую карту компьютера, или ноутбука.
ADSL – когда телефонная линия подключается к модему (часто с возможностью раздачи Wi-Fi, по сути модем с функцией роутера, или наоборот) , а от модема уже к компьютеру по сетевому кабелю.
Или, интернет через 3G/4G USB модем – это когда мы просто наш модем подключаем в USB разъем компьютера и пользуемся интернетом. Для примера: .

Это три основных и самых популярных способа подключения к интернету. У всех этих подключений есть один большой минус: нельзя подключать к интернету сразу несколько устройств и нельзя подключать устройства по Wi-Fi. Так как у нас либо один кабель, либо один модем.

Именно для этого нужны Wi-Fi роутеры. Они могут раздать интернет на много устройств. Как по кабелю, так и по беспроводной сети Wi-Fi.

Принцип работы маршрутизатора:

По пунктам:

Подключаем в роутер кабель, который проложил в наш дом интернет-провайдер (или кабель от ADSL модема) . Если у вас ADSL интернет (по телефонному кабелю), и нет отдельного модема, то можно купить Wi-Fi роутер со выстроенным модемом. К которому сразу можно подключить телефонный кабель. А если у вас интернет через USB модем, то подключаем к роутеру модем. Но в этом случае нужен специальный .
Настраиваем роутер на работу с вашим провайдером, или модемом (ADSL, или USB) . Лучше всего, это делать по инструкции, которая написана именно для вашего устройства. Можете поискать такую статью на нашем сайте в разделе "Настройка роутера". Так же, нужно задать имя для вашей Wi-Fi сети, установить пароль на сеть.
Подключаем к роутеру все устройства, на которых вы хотите пользоваться интернетом. Обычно, маршрутизатор устанавливают те, кто хочет пользоваться интернетом по Wi-Fi на своих мобильных устройствах. Поэтому, подключаем к своей Wi-Fi сети свои телефоны, планшеты, ноутбуки, телевизоры и т. д. А те устройства, которые не могут подключатся по беспроводной сети (обычно, это стационарные компьютеры) , можно подключить к интернету по сетевому кабелю (LAN) . Как правило, на роутере есть 4 LAN разъема, это значит, что по кабелю можно подключить 4 устройства.
А если не хотите заморачиваться с кабелями для стационарного компьютера, то можно купить для него и подключить по беспроводной сети.

Получается, что маршрутизатор просто устанавливает соединение с интернетом и делится им между всеми подключенными к нему устройствами. Вот такая у него задача.

Чем отличается роутер от маршрутизатора?

Если вы читали эту статью с самого начала, то возможно заметили, что я писал либо роутер, либо маршрутизатор. Да, это одно и то же устройство. Они абсолютно ничем не отличаются и между ними нет никакой разницы.

Просто роутер (router) – это по-английски. А на русский это слово переводится как маршрутизатор. Вот и все. И так и так будет правильно. Я когда пишу статьи, использую оба названия.

Надеюсь, что у меня получилось ответить на вопрос поставленный в заголовке этой статьи. Если как-то можно дополнить статью, можете написать мне в комментариях, буду благодарен.