روتر چیست و چه کاربری در شبکه دارد؟

روتر چیست و چه کاربری در شبکه دارد؟

روتر یا مسیریاب وظیفه ای قابل توجه و اساسی در ایجاد و توسعه زیر ساخت شبکه بر عهده دارد. روزی که مهندسان کامپیوتر برای برقراری ارتباط بین این دستگاه‌ها تلاش می‌کردند، راهکارهای متفاوت و دستگاه‌های گوناگونی پا به عرصه ظهور گذاشتند. برخی از این راهکارها و دستگاه‌های تولید شده به دلیل ضعف عملکرد کنار گذاشته شدند. زمانی که مسیریاب یا روترها متولد شدند دنیای ارتباطات کامپیوتری دستخوش تغییرات بنیادین زیادی قرار گرفت. روتر یکی از بزرگ‌ترین مشکلات دنیای شبکه که ارتباط امن میان دو شبکه محلی بود را برطرف کرد و بنیان شبکه پهناور اینترنت امروز را بنا کرد. در این مقاله عملکرد روتر و نحوه فعالیت آن‌را بررسی می‌کنیم.

روتر یکی از المان‌های شبکه کامپیوتری است. در شبکه کامپیوتری ارتباط گره‌ها به وسیله سویچ‌ها برقرار می‌شود و یک شبکه محلی را تشکیل می‌هد. اما شبکه‌های محلی با مجموعه آدرس‌های IP متفاوت نمی‌توانند مستقیماً با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. دلیل این مسئله تفاوت در Subnet Mask این شبکه‌ها می‌باشد. فعالیت اصلی روتر برقراری ارتباط بین شبکه‌هایی با Subnet Mask  متفاوت است. روترها پایه و اساس ارتباط جهانی اینترنت و هوشمندترین دستگاه شبکه است. روترها در شبکه‌ به عنوان Gateway تعریف می‌شوند؛ در جایی که دو یا چند شبکه باید به هم متصل شوند. روتر‌ها با ارسال و دریافت سربرگ (Header) و جدول‌ها بهترین مسیر را برای ارسال اطلاعات بین دو شبکه محلی محاسبه می‌کنند. هر روتر حداقل به دو شبکه یا بیشتر متصل می‌شود. این دو شبکه می‌توانند از یک سو شبکه محلی و از سوی دیگر شبکه اینترنت باشند. روتر‌ها برای انجام فعالیت تعریف شده‌شان از تعدادی پروتکل استفاده می‌کنند.

روش‌های مسیریابی

• مسیریابی ایستا (Static Route): این روش مسیریابی توسط مدیر شبکه برنامه‌ریزی می‌شود و برای هر مقصد مشخص به صورت دستی یک مسیر خاص تعریف می‌شود. در این حالت روتر برای ارسال اطلاعات به آن مقصد همیشه مسیری را انتخاب می‌کند، که برای آن مقصد تعریف شده است.
• مسیریابی پویا (Dynamic Route): در حالت مسیریابی پویا، روتر با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی پویا بهترین مسیر را بر اساس مقصد تعیین می‌کند. البته پروتکل مسیریابی پویا نیاز به برنامه‌ریزی اولیه دارد که توسط مدیر شبکه انجام می‌شود.

پروتکل‌های روت یا مسیریابی پویا

• پروتکل‌های Link-State: پروتکل‌های Link-State بر مبنای کیفیت لینک‌های ارتباطی تصمیم‌گیری می‌کنند. شرح کار این نوع پروتکل به این صورت است که هر روتر یک تصویر کلی از توپولوژی شبکه دارد و از وضعیت همه لینک‌های ارتباطی مطلع است. در این میان اگر لینکی به مشکل بخورد روتر متصل به آن این مسئله را به روتر‌های همسایه انتقال می‎دهد و به این شکل اطلاعات لینک‌های ارتباطی در اختیار همه روتر های مجموعه قرار می‌گیرد.
• پروتکل‌های Distance Vector: پروتکل‌های Distance Vector بر اساس دو فاکتور مسیریابی می‌کنند. اول بر اساس فاصله و سپس بر مبنای جهت مسیر هاپ بعدی اولویت انتخاب مسیر تعیین می‌شود. فاصله تا مقصد با واحد تعداد هاپ سنجیده می‌شود. در مسیر روتینگ هر روتری که وجود داشته باشد یک هاپ محسوب می‌شود. در این نوع پروتکل‌ها مسیری که تعداد روتر کمتری در آن باشد کوتاه‌تر است و اولویت مسیریابی همان است. جهت مسیر هاپ بعدی، اینترفیس خروجی روتر را مشخص می‌کند. با استفاده از این دو مشخصه مسیریابی در پروتکل‌های Distance Vector مشخص می‌شود.

پروتکل‌های مسیریابی در مقاله‌ای جداگانه بررسی خواهند شد.

در کنار روتر‌هایی که دنیای اینترنت امروز را ساخته‌اند مدل ساده‌تری از روتر‌ها وجود دارند که مورد استفاده خانگی قرار می‌گیرند. مودم روتر‌ها دستگاه‌هایی هستند که ارتباط بین اینترنت و شبکه داخلی ما را برقرار می‌کنند. مودم روتر‌ها عمدتاً اینترنت کابلی را به صورت آنتن وای فای به دستگاه‌های ما منتقل می‌کنند. این فرآیند نمونه عملیات روتینگ یا مسیریابی است. این مودم روتر‌ها بر اساس مدل به قابلیت‌ها و امکانات متفاوتی مجهز شده‌اند. قابلیت‌هایی مثل سیستم‌های رمزنگاری پیشرفته، قابلیت فیلتر گذاشتن برای دسترسی به مودم روتر، استانداردهای متفاوت آنتن‌های وای فای و قابلیت‌های برنامه ریزی QoS در این مودم روترها وجود دارند.

مهم‌ترین کاربرد مودم روتر‌های خانگی دریافت اینترنت و پخش آن به صورت وای فای در منازل است. حتی می‌توان این مودم روتر‌ها را به مودم دیگری متصل کرد. به طور حتم مودم های موجود در بازار به دلیل ماهیت خود، محدودیت هایی از نظر تعداد کاربر قابل پشتیبانی به صورت همزمان و ارائه برخی از ویژگی‌های پیشرفته دارند که تمام این موارد در صورت به کارگیری یک روتر در کنار مودم، برطرف می شود. به این ترتیب مودم شما وظیفه اصلی خود، یعنی فراهم آوردن اتصال اینترنت را عهده دار می شود و روتر در مرحله نهایی و با توجه به قابلیت های موجود، تعداد کاربران، محدوده پوشش دهی شبکه بی سیم و امکانات مدیریتی به توسعه شبکه می پردازد.

فن‌آوری شبکه بی سیم در تجهیزات شبکه شامل فناوری و قابلیت های متعددی می شود که نوع استاندارد شبکه وایرلس به میزان قابل توجهی، تمام این موارد را مشخص می کند. به عنوان مثال با در نظر گرفتن استاندارد وایرلس سری N یا AC مشخص می شود که یک مسیریاب از نظر تعداد و پهنای باند در چه وضعیتی قرار دارد.

روترهای وایرلس استاندارد AC که پر طرفدار ترین فناوری شبکه بی سیم را در اختیار دارند، پهنای باند متغیر خود را در قالب دو باند 2.4 و 5 گیگاهرتز در دسترس کاربران قرار می دهند. باند 2.4 گیگاهرتز سه محدوده 150، 300 و 450 مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کند که دو مورد اول بیشترین سطح استفاده را به خود اختصاص می دهند.

اما در باند 5 گیگاهرتز، محدوده پهنای باند به شدت افزایش یافته و از 433 تا 2167 مگابیت را شامل می شود. شرکت های تولید کننده روتر می توانند با ارائه دو باند 5 گیگاهرتز و در نتیجه دو برابر کردن حداکثر پهنای باند، بستر نرخ انتقال 5300 مگابیت بر ثانیه را فراهم سازند. در برخی محصولات حرفه ای، ترکیبی از باند 2.4 و 5 گیگاهرتز نیز ارائه می شود تا کاربران از حق انتخاب بیشتری برای اتصال به شبکه بی سیم برخوردار شوند. با افزودن یک باند 5 گیگاهرتز دیگر، روتر های حرفه ای از سه باند شبکه بی سیم و پهنای باند قابل توجهی بهره می‌برند.

البته باید به این نکته اشاره کنیم که پهنای باند در شبکه بی سیم 2.4 و 5 گیگاهرتز بسیار متغیر است و با اعداد ذکر شده در پاراگراف پیشین تفاوت دارد. اما شرکت های سازنده با افزایش فرکانس کاری Bandwidth به پهنای باند بالاتری دست می یابند.

همان‌طور که اشاره شد روتر‌ها دنیای شبکه و ارتباطات را دگرگون کردند و یکی از مهم‌ترین فعالیت‌ها را بر عهده دارند. روتر ها پس از سال‌ها با ابعاد کوچکتر برای مصارف خانگی تولید شدند تا بهترین سرویس به کاربران خانگی با کمترین هزینه ارائه شود.

در سلسله مقالات مرتبط به Router به معرفی عناوین زیر خواهیم پرداخت که هر کدام از آنها به صورت مقاله ای مجزا منتشر می شوند.

• • تعداد و پهنای باند شبکه بی سیم
  • فناوری MIMO
  • فناوری Mesh WiFi
  • فناوری QoS
  • فناوری Beamforming

  نظرات خود را با ما در میان بگذارید.