Чем отличаются роутеры, модемы и маршрутизаторы: особенности и принцип работы.

Современные цифровые компьютерные сети имеют чрезвычайно разветвленную топологию, множество соединений и сложнейшие алгоритмы адресации и перенаправления потоков траффика. Для обеспечения бесперебойной работы этой системы служат специальные устройства, маршрутизирующие информацию и следящие за ее корректной доставкой. Так что такое маршрутизатор?

Итак, что такое маршрутизатор? Это сетевое устройство, перенаправляющее пакеты данных в одной или нескольких подсетях в соответствие с некоторым заранее определенным принципом. В отличие от концентратора (хаба) и коммутатора (switch), которые просто соединяют компьютеры физической линией, маршрутизатор анализирует пакеты данных, определяет адресата и выбирает маршрут данных исходя из полученных сведений. Первые модели могли определять маршруты только по заданной администратором карте, современные же модели способны анализировать текущую производительность сети, отслеживать изменения топологии и определять классы приоритета траффика, предоставляя более быстрые каналы и короткие маршруты интерактивному контенту за счет менее значимых потоков файлов и, к примеру, электронной почты. Кроме профессиональных роутеров, отвечающих за функционирование сетей целых городов и регионов (так называемых маршрутизаторов уровня ядра) существуют и компактные модели, предназначенные для контроля и распределения траффика в отдельной квартире или офисе.

Маршрутизатор: устройство и принцип работы

Каждый маршрутизатор имеет один или несколько портов, память для хранения таблиц маршрутизации и процессор, обрабатывающий пакеты и другую служебную информацию.

Из каждого входящего пакета маршрутизатор извлекает адреса, сверяется с таблицей маршрутизации и, если обнаруживает, что имеется путь, по которому пункт назначения может быть достигнут, пересылает пакет через нужный порт. Однако, если адрес указан некорректно, маршрут отсутствует, либо пересылка запрещена настройками безопасности — пакет отбрасывается.

К системе безопасности относят:

• Firewall — некоторые адреса или порты могут быть закрыты полностью, ни один пакет никогда не попадет и не покинет сеть при правильной настройке этой подсистемы.
• VPN — виртуальные частные сети. При этом внутри (а точнее, «поверх») сети формируется виртуальный зашифрованный сегмент, имеющий собственную систему адресации. Чужие компьютеры не смогут отправить вредоносные пакеты при такой организации траффика.
• NAT — трансляция сетевых адресов. Роутер изменяет заголовок пакета таким образом, чтобы скрыть подробности внутренней организации сети от внешних наблюдателей. Любой внутренний адрес транслируется в определенный внешний, прозрачно для приложений, использующих сеть.

Часто роутеры имеют систему автоматической генерации таблицы маршрутизации по заданным параметрам, указываемым либо администратором сети через специальный интерфейс, используя один из разработанных протоколов (RIP, OSPF, BGP), рассчитывающих метрики (производительность и приоритетность) сетей, размер пакета, классы траффика и прочие сведения.

Технологии современных маршрутизаторов

Современные маршрутизаторы умеют перенаправлять траффик не только в проводных сетях, но и осуществлять транслирование данных между наземными и беспроводными сегментами, породив целый класс устройств, называемых . Точно таким же образом к некоторым устройствам можно подключать оптоволоконные линии.

Часто в одном корпусе заключен не только маршрутизатор, но и сервер DHCP, автоматически настраивающий сетевые интерфейсы подключенных компьютеров и добавляющий их в таблицу маршрутизации, сервер печати, распознающий пакеты, предназначенные для принтера и управляющий подключенным к роутеру печатающим устройством, веб-сервер для организации веб-интерфейса к консоли управления и (фотографиям, музыке, видео), хранящемуся на дисках (технология, близкая к NAS).

Роутером может служить не только специальное устройство, но и компьютер со специфическим программным обеспечением и одной и более сетевыми платами.

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.

1. История;
2. Как работает устройство;
3. 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.

Наша компания предлагает услугу подключение маршрутизатора ,а также диагностику, ремонт, настройку и подключение маршрутизатора (роутера) проводной и беспроводной домашней компьютерной сети. Работы осуществляются с выездом к заказчику.

Прежде всего, роутер (router) в переводе и означает маршрутизатор. Это одно и тоже устройство, иногда называемое так, а иногда этак. осуществлять пересылку данных между различными устройствами, соединёнными в одну сеть, составлять маршруты и очерёдность этой пересылки и осуществлять их одновременную работу в глобальной сети.
В домашнюю сеть необходимо подключить маршрутизатор для осуществления подключения компьютеров, ноутбуков, смартфонов, телевизоров и других устройств к каналу связи провайдера сети интернет.
Современные роутеры имеют ряд дополнительных функций, значительно расширяющих удобство его использования:

Точка доступа Wi-Fi, позволяющая произвести подключение роутера для организации простого соединения беспроводных устройств. Практически все современные устройства, такие как телевизоры, Blu-Ray проигрыватели, игровые приставки, видеокамеры, планшеты, смартфоны и другие, имеют встроенный модуль беспроводного соединения. Использование точки беспроводного доступа позволяет организовать их совместную работу и независимый выход в глобальную сеть интернет.
USB порт позволяющий организовать подключение маршрутизатора и его соединение с принтером или дисковым хранилищем данных. Используя этот порт, отпадает необходимость постоянно держать включенным десктоп для распечатки каких-либо документов или сохранения данных. Вся процедура управляется подключённым роутером. С любого подключенного в домашнюю сеть устройства можно произвести сохранение данных на бумажный или электронный носитель информации.

Приём и передача данных от глобальной сети может осуществляться несколькими способами: по мобильной связи, по телефонному проводу, по кабелю витая пара, по антенному кабелю, через электрическую сеть, через спутник связи. Соответственно этому выпускаются различные устройства и необходимо понимать как подключить маршрутизатор под конкретный вид использования глобальной сети.

Мобильные сети 3G и 4G - LTE, стандарт технологии передачи данных через операторов сотовой связи. 3G интернет присутствует практически на всей территории Московской области. 4G скоростным интернетом охвачена вся Москва и ближайшее Подмосковье. В роутере мобильной сети присутствует встроенная антенна приёма сигналов оператора сотовой связи, в зоне неуверенного приёма возможно применение к маршрутизатору специальной 3G антенны, направленной на вышку сотовой связи. Это значительно повышает качество интернет соединения. Специальное гнездо на корпусе позволяет подключить маршрутизатор через радиочастотный кабель к антенне.

По проводным телефонным линиям с использованием технологического стандарта ADSL Эта технология позволяет подключить маршрутизатор к интернет через обычную телефонную розетку. Существуют разновидности технологии ADSL2 и ADSL2+, значительно повышающие скорость передачи данных. Маршрутизатор подключается через специальный сплиттер, разделяющий каналы звуковой передачи от каналов передачи информации. Каждый подключенный параллельно телефонный аппарат подключается к телефонной розетке через специальный ADSL микрофильтр, что обеспечивает сохранение качества телефонной связи при передаче информационных пакетов данных.

По специально заведённому в квартиру кабелю витая пара технология ETHERNET, который заводится в квартиру и позволяет подключить маршрутизатор к оборудованию провайдера. Этот кабель представляет из себя 4 пары медных проводов в общей изоляции, одинаково свитых между собой. Такая конструкция обладает хорошей помехозащищённостью и позволяет создавать передачу данных на скорости до 100 Мбит/сек. Как правило, именно такими кабелями соединяют различные устройства домашней сети при проводном подключении к гнезду LAN маршрутизатора.

По телевизионному антенному кабелю - технология EoC. В этом случае используется уже проложенный по квартире антенный кабель для просмотра телевизионных передач. Через сплиттер производится разделение телевизионного сигнала и цифровых данных, сигнал изображения и звука подаётся на антенный вход телевизора, а информационный сигнал по коаксиальному кабелю необходимо подключить в маршрутизатор, в специально предназначенный для этого вход. Удобство данной технологии в отсутствии необходимости протягивать специальный провод, ведь телевизионная антенна присутствует практически в каждом доме.

По оптоволоконному кабелю - технология GPON. Специальный оптоволоконный кабель заводится в квартиру, и посредством подключения роутера соединяет различные устройства в домашнюю сеть на скорости до 1Гбит/сек. Собственно аббревиатура GPON так и переводится: гигабитная пассивная оптическая сеть. Через такое подключение маршрутизатора можно легко соединить все домашние устройства с интернет и обеспечить качественный приём каналов цифрового телевидения.

Через электрическую розетку - технология PLC. В этом случае роль домашней компьютерной сети выполняет электропроводка в доме. По прилагаемой к адаптеру инструкции нужно узнать, как подключить маршрутизатор. Данные передаются через находящиеся в квартире под напряжением 220В электрические розетки и провода при помощи специальных адаптеров.

С использованием спутниковой антенны - двусторонний, когда и получение и передача информации происходит через спутник связи, или односторонний (асимметричный) - когда для приёма данных используется спутниковый канал, а для передачи - доступные наземные каналы, как правило сети мобильной связи.

По способу передачи данных внутри домашней сети, то есть по способу соединения различных устройств и подключения их к маршрутизатору, роутеры делятся на: проводные - все устройства в сети соединены только специальными кабелями, подключенными в разъём LAN маршрутизатора, беспроводные - когда все устройства подключаются друг к другу и к роутеру по беспроводной технологии Wi-Fi, и смешанные, когда в маршрутизаторе присутствует хотя бы один LAN выход и возможность беспроводного Wi-Fi подключения.

Роутер (router, маршрутизатор) – электронное устройство, пересылающее сетевые пакеты данных меж сегментами, руководствуясь определёнными правилами. Домашний чаще просто разделяет два домена. IP-адреса локальной сети извне невидимы. Формально маршрутизатор задаёт направление движения трафика. Постепенно пакет достигает адресата.

Организация сложных, ветвящихся топологий для экономизации, повышения скорости требует фильтровать движущийся поток информации. Потому что протокол Ethernet, по большому счету широковещательный. Представьте: запрос поисковику транслировался бы всем, всем землянам, включившим персональный компьютер. Форменная DDoS-атака. Подобное положение дел сильно снизит эффективность интернета, практически обнулив скорость. Маршрутизаторы защищают коммуникации против подобных коллизий.

Назначение

Маршрутизатор продуманной отправкой сообщений призван разгрузить трафик сети. Дальнейшая оптимизация ведётся продуманной политикой администратора, программным обеспечением самого роутера. Подробности изложены ниже.

Профессиональное определение гласит: маршрутизатор занимается реализацией третьего (сетевого) уровня протокола OSI. В отличие от:

• Коммутаторов (2 уровень).
• Концентраторов (1 уровень).

Принцип действия

Устройство принимает пакет, расшифровывает адрес, при необходимости подменяет указанное поле сообразно требованиям сегмента сети, где расположился целевой ПК. Например, локальная комбинация 127.0.0.1 явно недоступна извне. Чтобы пакет, сформированный сервером заправского сайта, достиг браузера, железо заботливо определит маршрут, вставит требуемые цифры. Правила замещения кратко описаны:

1. Таблицами маршрутизации.
2. Политикой маршрутизации.

Домашний металлолом просто проталкивает пакеты (форвардинг). Ядро корпоративного железа решает задачи посложнее. Наличие разнородных роутеров, сообщающихся сетью, потребует составления протокола конвертации пакетов. Каждый строит таблицу маршрутизации, содержащую предпочтительные пути передачи трафика меж любыми двумя подсистемами. Сетевые элементы принято разбивать на 2 плоскости:

1. Контрольная – прорисовывает сетевую топологию, либо содержит таблицу, показывающую порядок обработки каждой разновидности приходящих пакетов. Каждая функция плоскости реализуется выделенным архитектурным элементом. По большей части таблица содержит адреса назначения, разбитые сообразно портам. Директивы построения маршрута могут быть заданы заранее (статические), либо формироваться протоколом (динамические). Информация сохраняется. Потерявшие актуальность элементы постепенно зачищаются, для функционирования плоскости форвардинга строится база данных.
2. Форвардинга – занимается продвижение пакетов меж входными и выходными портами. Иногда структуры приходится преобразовать сообразно топологии. Помогает выполнить необходимые операция таблица, сформированная контрольной плоскостью.

Статическая адресация

Обычно статическую маршрутизацию назначает человек. Настройщик вводит значения сетевых адресов, используя интерфейс настройки оборудования (адрес 192.168.0.1 и так далее). Администратор заполняет собственноручно таблицу (не всегда). Ощутимым минусом называют невозможность отслеживания оборудованием текущих изменений конфигурации сети. Статическая маршрутизация не исключает динамическую, скорее обе дополняют функционал друг друга.

Помимо доморощенного принципа использования браузера профессиональный админ наделён знаниями и о других путях выставления настроек. Профессиональный интерфейс предназначен для упрощения функции корректировки баз на уровне корпоративной сети.

Преимущества

• Проще задать фиксированный маршрут, отсекающий ненужные порты устройства. Привносит упорядоченность хозяйству коммуникаций.
• Идеально подходит малым сетям, использующим 1-2 маршрута. Исключение трафика формирования динамической таблицы сильно повышает производительность.
• Иногда статически задают маршруты на случай отказа, обеспечивая бесперебойную работу сети.
• Нонсенс, но фиксированные пути часто выступают надёжным средством распространения информации протоколов.

Сформированный заблаговременно список маршрутов значительно разгружает процессор роутера. Администратор получает полный контроль.

Недостатки

• Человеческий фактор. Специально, либо намеренно оператор способен нарушить работоспособность оборудования.
• Невозможность обработки отказов. При поломке оборудования нарушается доставка пакетов полностью. Придётся ждать устранения поломки.
• Общепринято доминирование статических адресов. Сказанное может нарушать работу протоколов. Администратор может легко исправить недочёт, изменив дистанцию в настройках оборудования.
• Трудоёмкость процесса изменения конфигурации. Администратору приходится вручную вносить поправки. Процесс иногда сильно затягивается.

Условия продвижения пакета определяют текущие, сложившиеся условия. Настройка выполняется автоматически. Гибкая корректировка баз данных помогает «выжившим» маршрутизаторам продолжать выполнять работу, юзерам – пользоваться благами цивилизации. Простыми словами:

• Динамическая маршрутизация автоматически реализуется оборудованием, сохраняя работоспособность даже повреждённой, местами отказавшей сети.

Следует упомянуть изначальное назначение попыток связать воедино вычислители. Американские военные предполагали выход из строя части боевых компьютеров. Назначение коммуникаций – сохранение возможности эффективного управления линией противовоздушной обороны даже в таких варварских условиях. Скайнет из Терминатора не совсем выдумка (как это принято считать)…

Полагаем, динамическая маршрутизация эволюционно стала первой. Однако завеса военной тайны скрыла подробности реализации алгоритмов.

Протоколы

Передавать от маршрутизатора соседнему информацию помогает специальный протокол. Их выработано несколько (дань конкуренции).

1. RIP реализует дистанционно-векторный алгоритм (лишённый петлевого трафика). Пакет постепенно, рывками преодолевает маршрут.
2. OSPF (структурная часть IGP) – протокол нахождения кратчайшего пути, использующий алгоритм Дейкстры. Строит граф, вычисляет кратчайшее расстояние.
3. IS-IS вычисляет лучший путь в сетях с коммутацией пакетов.

Чаще маршрутизатор на лету решает дальнейшую судьбу пакета. Постоянный поиск, оптимизация вызывают появление улучшенных протоколов, как например, алгоритм основного дерева, помогающий убрать циклы, петли. Соседняя ветвь недоступна, пока работоспособна текущая. Алгоритм групповой адаптации предусматривает пересылку ныне свободному порту. Агрегация связей эффективна для трафика соединений, разбитого на более узкие полосы.

Типичные применения

Помимо компьютерных сетей технология находит широкое признание специалистов. Гибкая подстройка помогает изучать нейронные процессы, сообщать пассажирам свежие новости о поездах, самолётах. Финансисты любят инструменты, достоверно отражающие курсы ценных бумаг, валют.

Правильным считают применение динамической маршрутизации для построения контактных центров. Мера делает оператора независимым от роутера, целостности кабеля. Система целиком работает лучше, меньше становится отказов, звонок достигает именно свободного оператора. Достигается омниканальность.

Таблица маршрутизации

База данных IP-адресов сохраняется маршрутизатором, либо локальным ПК. Внутри находятся готовые пути для адресатов, используя которые процессор выбирает нужный порт отправки. Иногда данные дополнены дистанциями маршрутов (условная величина длительности процесса передачи). Непременно имеется информация, описывающая топологию прилегающих сегментов. Именно формирование таблиц маршрутизации составляет главную цель функционирования протоколов маршрутизации.

• Таблица маршрутизации – хранилище занесённой администратором, либо протоколами информации о путях передачи пакетов.

Используется принцип почты. Подобно человеку, выбирающему адрес пересылки, оборудование получает возможность правильно определять направление движения пакеты данных. При невозможности немедля доставить послание маршрутизатор начинает выбирать оптимальный путь движения. Поэтапно посылка вручается получателю.

Попутно динамическая система обучается, дополняя таблицу. Информацию хранит локальная оперативная память. Размер чипов ограничен. Типичная база содержит:

Информационная база форвардинга

Таблицу пересылки часто называют MAC. Информация помогает выбрать устройству правильный порт движения информации. Карта проводит соответствие MAC-адресов сетевых плат и интерфейсов роутера. База формирует главное отличие коммутаторов от концентраторов. Поскольку адреса часто хранит ассоциативная память, то таблицы также называют CAM (сообразно латинской аббревиатуре).

Маршрутизатор стоит несколько выше коммутатора, поскольку умеет учитывать топологию сегментов. Однако таблица пересылки функционирует схожим образом. Без неё устройство станет концентратором, станет пересылать принятый пакет абсолютно всем портам. Ассоциативная память сопоставляет реальные MAC-адреса компьютеров выходным интерфейсам. Чем существенно ускоряется процесс пересылки.

Роутер динамически выучивает цифры, принимая пакеты. Пример – ARP (протокол определения адреса).

Выше слоя данных MAC лишён смысла. Исключение составляют мосты Ethernet. Устройства, работающие с более высокими уровнями OSI, активно занимаются ретрансляцией кадров, используют асинхронную передачу, многопротокольную коммутацию по меткам. Примеры:

Хорошим стилем считается проверка истинности приходящих пакетов – соответствие текущих параметров заголовка заявленным оригинальной сетью, сайтом. Однако груда информации сильно засоряет память роутера, значительно усложняя практическую реализацию концепции.

Пока что документы IETF отказываются учитывать попытки пиратов подделать ресурсы. Трудностей добавляет желание дублировать канал путём подключения нескольких провайдеров – типичный корпоративный вариант.

Именно таблица пересылки, где находятся IP-адреса, становится частым объектом хакерских атак «посредников». Злоумышленники жаждут перенаправить трафик нужным образом.

Конструкция, характеристики

Главным видимым извне компонентом назовём порты. Сегодня интерфейс уровня канала может быть следующего характера:

1. Кабель.
2. Оптическое волокно.
3. Беспроводной Wi-Fi.

Разница существенная: конфигурация оптического разъёма мало напоминает типичный RJ-45 Ethernet. Выглядит иначе, но коренное отличие – частоты передаваемых сигналов. Оптике нужен светодиод. Именно высокой частотой отличается фибре от кабеля.

Прибор поддерживает фиксированный набор сетевых технологий. Чаще всего – привычный Ethernet. Многие устройства вдобавок поддерживает подсети, отличающиеся префиксом. Обычно топология провайдеров напоминает дерево.

Каждому уровню соответствует фиксированный набор функций. Поэтому бесполезно брать домой Juniper PTX. Сложное оборудование больше подойдёт крупной корпорации. Аналогичным образом существуют модели, нацеленные удовлетворить запросы провайдеров. Поэтому внутри предприятий внимательный глаз заметит оборудование практически любого уровня.

Типичные функции

Ранее существовал бэкбон интернета, однако сегодня топология стала столь размытой, что досконально проследить назначение оборудования затруднительно.

История

Основы концепции заложил (1966) Дональд Дэвис, конструируя британскую сеть NPL. Технологии быстро переняли американцы, стремящиеся соорудить слаженную линию обороны (ARPANET). Плата IMP (процессор интерфейса сообщений) выступала узлом сети, занимающимся коммутацией сообщений. Конструкция просуществовала вплоть до развала СССР, упразднена в 1989 году, составив первое поколение шлюзов, ставшее эволюционно роутерами.

Ранняя ласточка представляла собой ударозащищённый миникомпьютер Honeywell DDP-516, дополненный особым внешним интерфейсом связи. Часть коммутирующих функций отдали программному обеспечению. Впоследствии роль коммутаторов отдали Honeywell 316, лишённым особой защиты. Новички тянули примерно две трети производительности, стоя вдвое дешевле. Соединение с хостами вели посредством последовательной шины передачи данных. Оборудование, программное обеспечение обсуждает открытый (ныне) документ RFC 1, первый из выпущенных IETF.

Дублёры

Историки любопытным образом описывают процесс. Согласно данным, в 1967 году создатели американской сети поэтапно пришли к идее внедрения выделенного компьютера для решения задач переправки пакетов данных. Вес Кларк предложил вставить «небольшой вычислитель» меж мощными оборонными ПК и магистралью. Создай эскиз участники, быстро осознали бы: достаточно единственного модуля, объединяющего отделы головного мозга ПВО США в работоспособного защитника демократии.

Однако скрупулёзные историки упоминает факт визита британских инженеров в США (тем годом). Создатели оборонной сети явно узнали о наработках коллег за океаном.

На поток

Массовым производством (1969) занялась компания BBN. Правительство заказало четыре интерфейсных модуля. Выпуск первого приурочили к Дню труда, последующие отгружали с месячным интервалом поочерёдно. Команда собралась солидная:

• Руководитель – Франк Харт.
• Программисты – Вилли Краувер, Дэйв Валден, Берни Козель, Пол Вексельблат.
• Схемотехники – Северо Орнштейн, Бен Баркер.
• Теория и интеграция – Боб Кан.
• Вспомогательный персонал – Хоули Райзинг.
• Позже коллектив дополнили – Марти Фроуп (схемотехник), Джим Гейсман, Трут Тач (наладчики), Бел Бертель (представитель Honeywell).

Программисты стартовали в феврале 1969, подгоняя код под DDP-516. Итоговый код составил 6000 машинных слов, язык написания – ассемблер. Среду отладки запускали на PDP-1. Принцип действия машины повторял современный мессенджер. Плата принимала сообщение, ПК сохранял, затем транслировал послание адресату, исключая коллизии.

BBN закончили лишь драйвер IMP, задачу объединения четырёх машин воедино оставили будущим поколениям. ПО включало механизм контроля ошибок. Сбойные пакеты немедля уничтожались, отправитель уведомлялся. Фактором оценки достоверности выступала 24-битная контрольная сумма. Сложение велось аппаратно, поскольку требовалось удовлетворить скоростные показатели.

Изначально обслуживал IMP единственный хост, затем стали подключать несколько. Первый интерфейс доставили 30 августа 1969 года Леонарду Кляйнроку (UCLA). Хостом выступил вычислитель Sigma-7. Второй достался Стэнфордскому исследовательскому институту 1 октября, начав обслуживать SDS-940. Третий установили в Калифорнийском университете Санта-Барбары 1 ноября, четвёртый – в Университете штат Юта, месяц спустя.

Тестовый запуск

Тест первых двух интерфейсов состоялся 29 октября. Исторически первое переданное машинами слово «логин» прервалось на третьей букве. Баг молниеносно устранили, несколько минут спустя последовала успешная транзакция.

BBN разработали программу-тест, измеряющую производительность. За 27-часовой период взаимной активности вычислителей UCSB-SRI система ошибалась примерно 1 раз на 20.000 пакетов.

Второе поколение

Следующая версия (Honeywell 316) умела присоединять к вычислителям терминалы, позволяя дробить итоговую процессорную мощность меж несколькими задачами, группами исследователей. Однако второе поколение (1972) стартовало с выпуском IMP Pluribus компании BBN. Фактически железо казалось миниатюрной копией Honeywell.

Интерфейсные ПК несли службу вплоть до полного расформирования (1989). Часть машин стала обслуживать MILNET, прочие – отправились украсить полки музеев. Кляйнрок выставил на всеобщее обозрение в UCLA самый первый интерфейс.

Первый протокол

Первый протокол хост-IMP, именуемый 1822, считается предшественником OSI, опередившим современный эквивалент на 10 лет. Поэтому 1822 напрямую не вписывается в сегодняшние реалии, однако включал физический, канальный и сетевой уровни.

Адресация велась числом, напоминая современный IP. А вот протокол взаимного общения IMP послужил основой создания маршрутизаторов. Максимальная длина информационной части составляла 8159 бита, 96 – отвели заголовку. Современные пакеты иногда теряются, тогда как оборонная сеть гарантировано доставляла послание.

Первый роутер

После первых успехов часть технологий стала гражданской. Наработки компании Xerox (1974) не получили должной известности. Поэтому изобретателем первого роутера считают Джинни Штрацизара (BBN). Модуль стал частью комплекса DARPA (1975-1976). Окончательно три роутера, базировавшихся на PDP-11 обслуживали экспериментальный прототип сети интернет. Мультипротокольные маршрутизаторы параллельно создали двое (1981):

1. Вильям Йегер (Стэнфорд).
2. Ноэль Чиаппа (Массачусетс).

С тех пор сети используют стэк протоколов TCP/IP, однако мультипротокольные модели остались актуальными, например, модели поддерживающие IPv4, IPv6. Персональные ПК развивались именно в качестве маршрутизаторов. 80-е принесли миру настоящий бум цифровой техники. Начавшись кассетными магнитофонами, закончились внедрением первых персональных компьютеров. Разбег взяла всемирно известная корпорация CISCO.

Маршрутизатор (роутер) — это сетевое устройство, необходимое для перенаправления пакетов данных в одной или нескольких подсетях с помощью того или иного принцица. Маршрутизатор может анализировать данные, определяет адресата и выбирает маршрут уже исходя из полученной информации. Отчасти устройство напоминает компьютер, что, в общем-то, так и есть. Если коммутатор (свитч) может создать локальную сеть между несколькими компьютерами, то маршрутизатор способен соединить несколько сетей одновременно, причем с разными ip-адресами.

Интересно, что если первые модели роутеров могли определять маршруты только лишь по тем сведениям, которые указывал администратор, то современные модели способны в автоматическом режиме анализировать технологии и текущую производительность, определять классы приоритета трафика, строить короткие маршруты и т.п.

Обратите внимание, что существуют профессиональные маршрутизаторы, которые работают в крупных предприятиях и способны поддерживать огромную сеть, вплоть до целых городов. Также существуют и более компактные роутеры, которые используются для создания сети и распределения трафика в квартире или офисе компании.

Зачем нужен маршрутизатор?

Причин, на самом деле, много. Вот основные из них.

• Создание и объединение сети. Например, как в примере с офисом компании, где администратор может иметь доступ к каждому из компьютеров.

• Подключение к интернету. Можно подключиться к интернету напрямую (с помощью кабеля), а можно через роутер. Этот способ в том числе позволит раздавать интернет (смотрите следующий пункт).

• Раздача интернета. Собственно, это основная причина, по которой роутеры приобретают для дома: они способны раздавать интернет на компьютеры или прочие устройства.

• Защита домашней сети от угроз из сети.

• Контроль трафика и запрет посещения тех или иных ресурсов.

Принцип работы маршрутизатора

Что касается принципа работы маршрутизатора, то он довольно простой, однако если начать оперировать различными терминами, боюсь, вы ничего не поймете. Поэтому попробую объяснить все простыми словами.

Данные в интернете передаются с помощью пакетов. В каждом из пакетов имеется адрес доставки. Когда маршрутизатор получает пакет, он находит адрес, который указан в пакете, и отправляет его по указанному адресу с помощью того или иного способа. Это если вкратце.

Внешний вид маршрутизатора

Здесь все просто — наверняка большинство из вас видели роутеры, а у многих они есть в квартирах или офисах. Обычно это небольшое устройство с определенным дизайном. Поскольку роутеры обычно находятся на видном месте, то дизайнеры стараются приукрасить устройство.

На лицевой стороне корпуса обычно нет ничего, кроме индикаторов, которых может быть немало, например, более 10. На лицевой стороне иногда может находится кнопка включения и выключения устройства.

Куда более интересна задняя сторона. Здесь мы можем увидеть много интересного.

• Антенна, если таковая вообще имеется в устройстве.

• Разъем для блока питания.

• Кнопка включения, если имеется.

• WAN-порт, который используется для подключения к интернету.

• LAN-порты. Их количество может быть самым разнообразным, но для небольших роутеров их количество редко превышает 8 штук.

• (Reset).

• На некоторых моделях присутствует USB-порт.

Стоит отметить, что роутеры для домашнего использования сегодня очень популярны. Не в последнюю очередь из-за своей стоимости — некоторые модели можно приобрести менее, чем за 1 тысячу рублей, профессиональные дороже в несколько раз. Основные проблемы пользователи испытывают при настройке маршрутизатора, поскольку неподготовленного человека все эти цифры и буквы, которые необходимо вводить в интерфейсе устройства, могут повергнуть в шок. К счастью, сегодня выпускаются специальные прошивки, которые используются для настройки сети под определенного провайдера. Кроме того, в офисе провайдера настройка роутера обычно производится бесплатно.