روتر چیست و چگونه کار می کند؟

آیا متوجه شده اید که سرعت اینترنت شما در هنگام اتصال به وای فای افزایش می یابد در مقابل ما فقط با استفاده از اینترنت معمولی؟ شبکه 4G ? خوب، شما باید از روتر Wi-Fi تشکر کنید، این باعث می شود تجربه مرور ما یکپارچه باشد. بسته به کشوری که در آن زندگی می کنید، واریانس سرعت می تواند دو برابر باشد، اگر نه بیشتر. ما در زمانی زندگی می کنیم که سرعت اینترنت آنقدر بالا رفته است که اکنون سرعت اینترنت خود را در مقایسه با کیلوبیت چند سال پیش بر حسب گیگابیت می سنجیم. طبیعی است که با ظهور فناوری های جدید هیجان انگیزی که در بازار بی سیم در حال ظهور هستند، انتظار پیشرفت در دستگاه های بی سیم خود را نیز داشته باشیم.

فهرست[ پنهان شدن ]

• روتر وای فای چیست؟
• مزایای روتر چیست؟
• وظایف یک روتر چیست؟
• مسیریابی چگونه کار می کند؟
• روترهای وای فای
• وای فای 6 چه تفاوتی با نسل قبلی خود دارد؟
• چه اتفاقی برای دستگاه های WI-FI قدیمی من خواهد افتاد؟

روتر وای فای چیست؟

به عبارت ساده، روتر Wi-Fi چیزی نیست جز یک جعبه کوچک با آنتن های کوتاه که به انتقال اینترنت در سراسر خانه یا محل کار شما کمک می کند.

روتر یک دستگاه سخت افزاری است که به عنوان پلی بین مودم و کامپیوتر عمل می کند. همانطور که از نام آن پیداست، ترافیک بین دستگاه هایی که استفاده می کنید و اینترنت را هدایت می کند. انتخاب نوع مناسب روتر نقش مهمی در تعیین سریعترین تجربه اینترنت، محافظت در برابر تهدیدات سایبری، فایروال ها و غیره دارد.

اگر دانش فنی در مورد نحوه عملکرد روتر نداشته باشید کاملاً خوب است. بیایید از یک مثال ساده از نحوه عملکرد روتر بفهمیم.

ممکن است دستگاه‌های مختلفی مانند تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ، تبلت، چاپگر، تلویزیون هوشمند و موارد دیگر داشته باشید که به اینترنت متصل می‌شوند. این دستگاه ها با هم شبکه ای را تشکیل می دهند که به آن شبکه محلی (و). وجود دستگاه های بیشتر و بیشتر در و منجر به مصرف پهنای باند مختلف در دستگاه های مختلف مورد استفاده می شود که ممکن است منجر به تاخیر یا قطع اینترنت در برخی دستگاه ها شود.

این جایی است که روتر با فعال کردن انتقال اطلاعات از طریق این دستگاه‌ها با هدایت ترافیک ورودی و خروجی به کارآمدترین راه ممکن وارد می‌شود.

یکی از وظایف اصلی روتر این است که به عنوان یک روتر عمل کند هاب یا سوئیچ بین رایانه‌هایی که اجازه می‌دهند داده‌ها جذب و انتقال بین آنها به طور یکپارچه انجام شود.

برای پردازش تمام این مقادیر عظیم داده های ورودی و خروجی، روتر باید هوشمند باشد، و از این رو روتر به روش خود یک رایانه است زیرا دارای یک CPU و حافظه، که به مقابله با داده های ورودی و خروجی کمک می کند.

یک روتر معمولی انواع مختلفی از عملکردهای پیچیده را انجام می دهد

1. ارائه بالاترین سطح امنیتی از فایروال
2. انتقال داده بین رایانه ها یا دستگاه های شبکه ای که از یک اتصال اینترنتی استفاده می کنند
3. استفاده از اینترنت را در چندین دستگاه به طور همزمان فعال کنید

مزایای روتر چیست؟

1. سیگنال های وای فای سریع تری را ارائه می دهد

روترهای Wi-Fi عصر مدرن از دستگاه های لایه 3 استفاده می کنند که معمولاً دارای محدوده 2.4 گیگاهرتز تا 5 گیگاهرتز هستند که به ارائه سیگنال های Wi-Fi سریع تر و برد طولانی تر از استانداردهای قبلی کمک می کند.

2. قابلیت اطمینان

روتر یک شبکه آسیب دیده را ایزوله می کند و داده ها را از طریق شبکه های دیگر که به خوبی کار می کنند منتقل می کند، که آن را به یک منبع قابل اعتماد تبدیل می کند.

3. قابلیت حمل

یک روتر بی سیم با ارسال سیگنال های Wi-Fi نیاز به اتصال سیمی با دستگاه ها را از بین می برد و در نتیجه بالاترین درجه قابل حمل بودن شبکه ای از دستگاه های متصل را تضمین می کند.

دو نوع مختلف روتر وجود دارد:

الف) روتر سیمی: مستقیماً با استفاده از کابل ها از طریق یک پورت اختصاصی به رایانه ها متصل می شود که به روتر اجازه می دهد اطلاعات را توزیع کند

ب) روتر بی سیم: این یک روتر عصر مدرن است که اطلاعات را از طریق آنتن ها به صورت بی سیم در چندین دستگاه متصل به شبکه محلی خود توزیع می کند.

برای درک عملکرد یک روتر، ابتدا باید اجزای آن را بررسی کنیم. اجزای اصلی یک روتر عبارتند از:

CPU:این کنترل کننده اصلی روتر است که دستورات سیستم عامل روتر را اجرا می کند. همچنین به مقداردهی اولیه سیستم، کنترل رابط شبکه و غیره کمک می کند. رام:حافظه فقط خواندنی شامل برنامه بوت استرپ و برنامه های تشخیصی روشن (POST) است. رم:حافظه دسترسی تصادفی جداول مسیریابی و فایل های پیکربندی در حال اجرا را ذخیره می کند. محتویات رم با روشن و خاموش کردن روتر پاک می شوند. NVRAM:RAM غیر فرار فایل پیکربندی راه اندازی را نگه می دارد. برخلاف RAM، حتی پس از روشن و خاموش شدن روتر، محتوا را ذخیره می کند فلش مموری:این تصاویر سیستم عامل را ذخیره می کند و به عنوان یک برنامه قابل برنامه ریزی مجدد عمل می کند رام رابط های شبکه:اینترفیس ها پورت های اتصال فیزیکی هستند که انواع مختلف کابل ها را قادر می سازند تا مانند اترنت به روتر متصل شوند. رابط داده توزیع شده فیبر (FDDI)، شبکه دیجیتال خدمات یکپارچه (ISDN) و غیره. اتوبوس ها:گذرگاه به عنوان یک پل ارتباطی بین CPU و رابط عمل می کند که به انتقال بسته های داده کمک می کند.

وظایف یک روتر چیست؟

مسیریابی

یکی از وظایف اصلی روتر ارسال بسته های داده از طریق مسیر مشخص شده در جدول مسیریابی است.

از دستورالعمل های داخلی از پیش پیکربندی شده ای استفاده می کند که به عنوان مسیرهای ثابت برای ارسال داده ها بین اتصالات رابط ورودی و خروجی نامیده می شوند.

روتر همچنین می تواند از مسیریابی پویا استفاده کند که بسته های داده را از طریق مسیرهای مختلف بر اساس شرایط درون سیستم ارسال می کند.

مسیریابی استاتیک امنیت بیشتری را در مقایسه با پویا برای سیستم فراهم می کند زیرا جدول مسیریابی تغییر نمی کند مگر اینکه کاربر به صورت دستی آن را تغییر دهد.

توصیه شده: رفع مشکل روتر بی‌سیم که دائماً قطع می‌شود یا می‌افتد

تعیین مسیر

روترها برای رسیدن به یک مقصد، چندین گزینه را در نظر می گیرند. به این می گویند تعیین مسیر. دو عامل اصلی برای تعیین مسیر در نظر گرفته می شوند:

• منبع اطلاعات یا جدول مسیریابی
• هزینه طی کردن هر مسیر – متریک

برای تعیین مسیر بهینه، روتر در جدول مسیریابی آدرس شبکه ای را جستجو می کند که کاملاً با آدرس IP بسته مقصد مطابقت داشته باشد.

جداول مسیریابی

جدول مسیریابی دارای یک لایه هوشمند شبکه است که روتر را هدایت می کند تا بسته های داده را به مقصد ارسال کند. این شامل ارتباطات شبکه است که به روتر کمک می کند تا به بهترین شکل ممکن به آدرس IP مقصد برسد. جدول مسیریابی حاوی اطلاعات زیر است:

1. شناسه شبکه – آدرس IP مقصد
2. متریک - مسیری که بسته داده باید در طول آن ارسال شود.
3. Hop - دروازه ای است که بسته های داده باید از طریق آن برای رسیدن به مقصد نهایی ارسال شوند.

امنیت

روتر با استفاده از یک فایروال یک لایه امنیتی اضافی برای شبکه فراهم می کند که از هر نوع جرایم سایبری یا هک جلوگیری می کند. فایروال یک نرم افزار تخصصی است که داده های دریافتی از بسته ها را تجزیه و تحلیل می کند و از شبکه در برابر حملات سایبری محافظت می کند.

روترها نیز ارائه می دهند شبکه خصوصی مجازی (VPN) که یک لایه امنیتی اضافی برای شبکه فراهم می کند و در نتیجه یک اتصال امن ایجاد می کند.

جدول فوروارد

Forwarding فرآیند واقعی انتقال بسته های داده در سراسر لایه ها است. جدول مسیریابی به انتخاب بهترین مسیر ممکن کمک می کند در حالی که جدول فوروارد مسیر را وارد عمل می کند.

مسیریابی چگونه کار می کند؟

1. روتر آدرس IP مقصد بسته داده ورودی را می خواند
2. بر اساس این بسته داده ورودی، مسیر مناسب را با استفاده از جداول مسیریابی انتخاب می کند.
3. سپس بسته های داده با استفاده از جدول حمل و نقل از طریق hop به آدرس IP مقصد نهایی ارسال می شوند.

به عبارت ساده، مسیریابی فرآیند انتقال بسته های داده از مقصد A به مقصد B با استفاده از اطلاعات مورد نیاز به روش بهینه است.

تعویض

سوئیچ نقش بسیار مهمی در اشتراک گذاری اطلاعات بین دستگاه هایی که به یکدیگر متصل هستند ایفا می کند. سوئیچ ها معمولاً برای شبکه های بزرگتر استفاده می شوند که در آن همه دستگاه های متصل به هم یک شبکه محلی (LAN) تشکیل می دهند. برخلاف روتر، سوئیچ بسته های داده را فقط به دستگاه خاصی که توسط کاربر پیکربندی شده ارسال می کند.

با یک مثال کوچک بیشتر متوجه می شویم:

فرض کنید می خواهید یک عکس برای دوست خود در واتس اپ بفرستید. به محض ارسال عکس دوست خود، آدرس IP مبدا و مقصد مشخص می شود و عکس به قطعات کوچکی به نام بسته های داده تقسیم می شود که باید به مقصد نهایی ارسال شوند.

روتر به یافتن راه بهینه برای انتقال این بسته های داده به آدرس IP مقصد با استفاده از الگوریتم های مسیریابی و ارسال و مدیریت ترافیک در سراسر شبکه کمک می کند. اگر یک مسیر شلوغ باشد، روتر تمام مسیرهای جایگزین ممکن را برای تحویل بسته ها به آدرس IP مقصد پیدا می کند.

روترهای وای فای

امروزه، بیش از هر زمان دیگری در تاریخ، ما توسط نقاط دسترسی Wi-Fi احاطه شده‌ایم، که همه آنها تلاش می‌کنند تا به دستگاه‌های تشنه‌ی داده‌ای بیشتر و بیشتر خدمت کنند.

سیگنال‌های وای‌فای بسیار قوی و ضعیف وجود دارد که اگر روش خاصی برای دیدن آن‌ها داشتیم، فضای هوای اطراف را آلوده می‌کردیم.

اکنون وقتی وارد مناطق پر تراکم و تقاضای زیاد مانند فرودگاه ها، کافی شاپ ها، رویدادها و غیره می شویم، تمرکز کاربران متعدد با دستگاه های بی سیم افزایش می یابد. هرچه افراد بیشتری برای آنلاین شدن تلاش کنند، نقطه دسترسی فشار بیشتری را تحمل می کند تا به افزایش گسترده تقاضا پاسخ دهد. این امر پهنای باند موجود برای هر کاربر را کاهش می دهد و سرعت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و باعث ایجاد مشکلات تاخیر می شود.

در خانواده وای فای 802.11 به سال 1997 برمی گردد و از آن زمان تاکنون هر به روز رسانی بهبود عملکرد در وای فای در سه زمینه انجام شده است که به عنوان معیاری برای پیگیری پیشرفت ها نیز استفاده شده است.

• مدولاسیون
• جریان های فضایی
• پیوند کانال

مدولاسیون فرآیند شکل دادن یک موج آنالوگ برای انتقال داده است، درست مانند هر آهنگ صوتی که بالا و پایین می رود تا به گوش ما (گیرنده) برسد. این موج خاص با فرکانسی تعریف می شود که در آن دامنه و فاز برای نشان دادن بیت های منحصر به فرد اطلاعات به هدف تغییر می کنند. بنابراین، فرکانس قوی‌تر، اتصال بهتر است، اما درست مانند صدا، تنها کارهای زیادی می‌توانیم انجام دهیم تا صدا را افزایش دهیم، اگر تداخلی از صداهای دیگر وجود داشته باشد، سیگنال‌های رادیویی در مورد ما، کیفیت پایین می‌آید.

جریان های فضایی مانند این است که چندین جریان آب از یک منبع رودخانه خارج می شود. منبع رودخانه ممکن است کاملاً قوی باشد، اما یک نهر منفرد قادر به حمل چنین مقدار زیادی آب نیست، بنابراین برای رسیدن به هدف نهایی که در ذخیره‌گاه مشترک است، به چندین جریان تقسیم می‌شود.

Wi-Fi این کارها را با استفاده از چندین آنتن انجام می دهد که در آن جریان های متعدد داده به طور همزمان با دستگاه مورد نظر در تعامل هستند. MIMO (ورودی چندگانه – خروجی چندگانه)

هنگامی که این تعامل بین چندین هدف انجام می شود، به عنوان چند کاربر (MU-MIMO) شناخته می شود، اما در اینجا مهم است، هدف باید به اندازه کافی از یکدیگر دور باشد.

در هر زمان شبکه در یک کانال واحد اجرا می شود، پیوند کانال چیزی نیست جز ترکیب زیر بخش های کوچکتر یک فرکانس خاص برای افزایش استحکام بین دستگاه های هدف. طیف بی سیم به فرکانس ها و کانال های خاص بسیار محدود است. متأسفانه اکثر دستگاه ها با فرکانس مشابهی کار می کنند، بنابراین حتی اگر پیوند کانال را افزایش دهیم، تداخل های خارجی دیگری وجود خواهد داشت که کیفیت سیگنال را کاهش می دهد.

همچنین بخوانید: چگونه آدرس IP روتر خود را پیدا کنیم؟

وای فای 6 چه تفاوتی با نسل قبلی خود دارد؟

به طور خلاصه بر اساس سرعت، قابلیت اطمینان، پایداری، تعداد اتصالات و راندمان برق بهبود یافته است.

اگر عمیق‌تر به آن بپردازیم، متوجه می‌شویم که چه چیزی باعث می‌شود وای فای 6 بسیار همه کاره است اضافه شدن 4 متریک بازده زمان پخش . در تمام این مدت، ما نتوانستیم منابع محدود فرکانس بی سیم را در نظر بگیریم. بنابراین، دستگاه‌ها کانال‌ها یا فرکانس‌های بیشتری را از میزان مورد نیاز پر می‌کنند و بسیار طولانی‌تر از زمان مورد نیاز متصل می‌شوند، به عبارت ساده، یک آشفتگی بسیار ناکارآمد.

پروتکل Wi-Fi 6 (802.11 ax) این مشکل را برطرف می کند OFDMA (دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد) که در آن انتقال داده ها بهینه و ترکیب می شود تا فقط از مقدار مورد نیاز منبع درخواستی استفاده شود. این توسط Access Point تخصیص داده شده و کنترل می شود تا بار داده مورد نظر را تحویل دهد و از Downlink و Uplink استفاده می کند. MU-MIMO (چند کاربر، چند ورودی، چند خروجی) برای افزایش کارایی انتقال داده بین دستگاه ها. با استفاده از OFDMA، دستگاه های Wi-Fi می توانند بسته های داده را در شبکه محلی با سرعت بالاتر و همزمان به صورت موازی ارسال و دریافت کنند.

انتقال موازی داده ها، قابلیت انتقال داده ها را در سراسر شبکه به شیوه ای بسیار کارآمد بدون ایجاد افت در سرعت پایین لینک موجود، بهبود می بخشد.

چه اتفاقی برای دستگاه های WI-FI قدیمی من خواهد افتاد؟

این استاندارد جدیدی از Wi-Fi است که توسط اتحاد بین المللی Wi-Fi در سپتامبر 2019 تنظیم شده است. Wi-Fi 6 سازگار با گذشته است، اما برخی تغییرات ظاهری وجود دارد.

هر شبکه ای که به آن متصل می شویم با سرعت، تأخیر و پهنای باند متفاوتی اجرا می شود که با یک حرف مشخص بعد از آن مشخص می شود. 802.11، مانند 802.11b، 802.11a، 802.11g، 802.11n و 802.11ac که حتی بهترین های ما را گیج کرده است.

همه این سردرگمی ها با وای فای 6 پایان یافت و اتحاد وای فای نامگذاری را با این یکی تغییر داد. هر نسخه Wi-Fi قبل از این برای سهولت بیان، بین Wi-Fi 1-5 شماره گذاری می شود.

نتیجه

داشتن درک خوب از عملکرد یک روتر به ما کمک می کند تا مشکلات مختلفی را که ممکن است با روترها و همچنین روترهای Wi-Fi با آن مواجه شویم، پیمایش و حل کنیم. ما تاکید زیادی بر Wi-Fi 6 داشته ایم، زیرا این یک فناوری بی سیم جدید در حال ظهور است که باید با آن همراه شویم. وای فای نه تنها دستگاه های ارتباطی ما، بلکه وسایل روزمره ما مانند یخچال، ماشین لباسشویی، ماشین و غیره را نیز مختل می کند. جداول، حمل و نقل، سوئیچ ها، هاب ها، و غیره هنوز ایده اساسی محرک در پشت تحولات هیجان انگیزی هستند که زندگی ما را به طور کامل برای همیشه تغییر خواهند داد.

Aditya یک متخصص فناوری اطلاعات با انگیزه است و در 7 سال گذشته نویسنده فناوری بوده است. او خدمات اینترنت، تلفن همراه، ویندوز، نرم افزار و راهنمای نحوه کار را پوشش می دهد.