Какие устройства впоследствии эволюционировали в современные маршрутизаторы
Традиционное построение компьютерной сети с использованием концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов выглядит таким образом, что на нижнем уровне располагаются сегменты сети, быстро работающие на концентраторах и коммутаторах. На более высоком уровне располагается маршрутизатор, к которому подключено определенное количество локальных сетей (подсетей). Через порты маршрутизатора проходит информация от компьютеров одной сети к компьютерам другой сети. В общем случае маршрутизатор затрачивает на обработку каждого пакета больше времени, чем коммутатор на обработку кадра, поскольку выполняет более сложную обработку данных, включая алгоритмы фильтрации, выбор оптимального маршрута и т.д.
В настоящее время ситуация в компьютерных сетях быстро меняется. Это в первую очередь связано со стремительным ростом количества пользователей, а также с увеличением числа мультимедийных приложений (аудио, видео и т.д.), которые необходимо передать через сеть. Все это выдвигает требование увеличения производительности сетевого оборудования, что, однако, тормозится низкой скоростью работы маршрутизаторов.
Для разрешения возникшей проблемы могут быть предложены два пути: либо отказаться вообще от маршрутизации, либо увеличить ее производительность.
Первый путь предполагает применять маршрутизацию как можно реже, только там, где от нее никак нельзя отказаться. Например, на границе между локальной и глобальной сетью. С другой стороны, отказ от маршрутизаторов означает отказ от интеллектуальных возможностей обработки пакетов. Это повышает производительность сети, но приводит к потере всех преимуществ, которые давали маршрутизаторы. Если сравнить маршрутизаторы с коммутаторами, то можно отметить следующее:
- маршрутизаторы более надежно изолируют подсети друг от друга, защищая их от ошибочных кадров, порожденных например вирусами.
- маршрутизаторы обладают более развитыми возможностями защиты сети от несанкционированного доступа за счет реализации функции анализа и фильтрации предаваемой информации
- сеть, не разделенная маршрутизаторами, имеет ограничения на число компьютеров. Например, для самого популярного протокола IP это ограничение составляет 255 компьютеров для сетей самого доступного класса С.
Таким образом, можно сделать вывод, что в сети необходимо сохранять функции маршрутизации в традиционном виде.
Второе направление, предполагающее повышение производительности маршрутизаров развивается, как это не странно, фирмами производителями коммутаторов. Для этого коммутатор наделяется некоторыми свойствами маршрутизатора, что позволяет достигать скорости маршрутизации в 5-7 миллионов пакетов в секунду. Такие коммутаторы называются коммутаторами 3-го уровня.
В указанных коммутаторах функции коммутации и маршрутизации совмещены. Функции коммутации и маршрутизации в одном устройстве могут совмещаться двумя способами: классическим, когда маршрутизация выполняется только по пакету, который надо передать между подсетями, а пакет, который адресован своей подсети, коммутируется и ускоренным.
При ускоренном способе осуществляется маршрутизация так называемого устойчивого потока пакетов.
Устойчивый поток пакетов в первую очередь характерен тем, что, большое количество пакетов имеют один и тот же адрес назначения. В этом случае коммутатор выполняет маршрутизацию только первых пакетов, а остальные пакеты устойчивого потока направляет без анализа вслед первыми пакетами непосредственно по конечному адресу назначения. Такой способ маршрутизации является очень производительным, но имеет те недостатки, что коммутатору необходимо довольно точно определять устойчивый поток, так же направлять пакеты по конечному адресу назначения. Как было указано выше, в таблице маршрутизации хранятся адреса «ближайших соседей» маршрутизатора и может не быть конечного адреса назначения для устойчивого потока. Для обеспечения ускоренной маршрутизации многими фирмами разрабатываются специальные служебные протоколы, которые позволяют коммутаторам обмениваться между собой информацией о нахождении конечного адреса устойчивого потока.
Сегодня наблюдается четкая тенденция вытеснения традиционных маршрутизаторов высокопроизводительными коммутаторами 3-го уровня, совмещающих в себе функции как коммутации, так и маршрутизации.
Первые устройства для выхода в интернет появились 40 лет назад. Они мало чем напоминали современные роутеры. Впрочем, функции их тоже были ограниченными. Со временем внешний вид и функционал маршрутизаторов менялся. Мы решили провести экскурс в историю, останавливаясь только на ключевых событиях.
Первый роутер
В 1960-х был создан предок современного роутера Interface Massage Processor. Его разработала компания BBN по заказу ARPAnet. Он мог передавать информацию со скоростью 50 kbit/s между устройствами.
Изобретатель роутера
Билл Ягер (Bill Yeager) разработал мультипротокольный маршрутизатор в 1980 году. Позже к нему присоединяются исследователи Стэнфордского университета. Команда ученых инициирует серийное производство роутера под торговой маркой Cisco.
Fuzzball
В 1980 году мир увидел первый модернизированный роутер под названием Fuzzballs с компактной и быстрой операционной системой. Он поддерживал интернет-архитектуру DARPA/NSF, ряд приложений для разработки сетевых протоколов, тестирования и оценки.
Рождение Cisco
Семья исследователей из Стэнфордского университета Лен Босак (Len Bosack) и Сенди Лернер (Sandy Lerner) после удачных продаж основали компанию Cisco. Согласно легенде, в первую очередь роутеры нужны были им самим. Муж и жена работали на расстоянии друг от друга. Чтобы быстро обмениваться информацией, они у становили роутеры в своих офисах.
Флагман Cisco
Первый коммерческий роутер AGS был выпущен в 1986 году. Он поддерживал протоколы TCP/IP/PUP и ряд других. Правда, он не завоевал доверие потребителей.
Удачный выход
После выпуска роутера Билла Ягера об устройствах вспоминали тогда, когда речь шла о научных экспериментах. Пока в 1993 году не вышел маршрутизатор Cisco серии 7000. Он использовался в корпоративных сетях в течение многих лет.
Последующие изменения
За несколько последующих лет роутеры заметно уменьшились до размеров чипа. Это способствовало развитию LAN-коммутаторов третьего уровня, которые могли выполнять маршрутизацию IP.
Время коммутаторов
Коммутаторы третьего уровня, которые активно использовались в 1990-х годах, стали дешеветь. Это никак не сказалось на качестве работы устройств, поэтому они стали основным конкурентом маршрутизаторов в сфере корпоративных IP-сетей. Они могли поддерживать скорость в 1000 мбит/с.
Долой серость!
В то время компания Cisco представила цветные маршрутизаторы, очередной раз заявив о себе на весь мир.
Дело в скорости
Сisco и конкуренты, такие как Juniper и Avici Systems, в конце 90-х годов выпустили специальные роутеры для коммуникационных сетей. Они рассчитаны на терабитные скорости.
Свободная маршрутизация
На стыке тысячелетий появились сетевые операционные системы, которые позволяли использовать обычный ПК в качестве маршрутизатора. В свое время особо популярной была система Vyatta, основана на Debian/GNU Linux.
Расширение границ
Сегодня роутеры компании Cisco используются для передачи данных на Землю с космоса. Для этих целей ученые разработали маршрутизатор IRIS. Министерство обороны США запустило на орбиту первый роутер в 2009 году. Космические маршрутизаторы позволяют пользователям с разных уголков планеты быстро обмениваться данными.
Хотите получить сертификат Cicso и стать признанным специалистом по компьютерным сетям? Мы проводим набор на курсы подготовки к сертификации Cisco. Студенты-отличники получают скидку на главный сертификационный экзамен Cisco в Pearson Vue!
Виды современных маршрутизаторов
Пользуясь услугами данной компании, можно получить в распоряжение маршрутизаторы следующих категорий:
- Ethernet. Простое и распространенное на данный момент устройство. Предназначено для раздачи интернета в небольших помещениях.
- LTE/4G/3G. Приборы можно встретить при подключенном интернете в компании мобильной связи. Оборудование отличается достаточно интересным строением, наличием всем известного порта WAN. Прибор по большей части используется при выходе в интернет через ноутбуки.
- ADSL. Роутер этого типа контактирует со стандартными телефонными соединениями. Используется достаточно редко, как правило, на крупных предприятия государственного назначения.
- CPON. Особый вид маршрутизаторов, который предназначен для обеспечения связи через оптоволоконный провод. Это одна из самых современных моделей, которая все более основательно вытесняет обычный Ethernet.
Одновременно с перечисленными выше моделями пользуются популярностью обычные универсальные маршрутизаторы. Сотрудники «Линкас» подбирают их в индивидуальном порядке. Устройства идеально подходят для функционирования одновременно в нескольких режимах.
Дополнительные возможности маршрутизаторов
Главным назначением маршрутизаторов является прием и раздача сигнала на рядом находящиеся устройства. Основная масса качественных приборов оборудована дополнительными элементами:
- доступ к качественному телевидению;
- режим контроля при необходимости блокировать вредоносные ресурсы;
- предоставление антивирусной базы;
- мобильная поддержка позволяющая скачивать специализированное приложение;
- порт USB, который используется для подключения флеш-накопителей и модемов.
Маршрутизаторы в разных модификациях по доступной стоимости можно приобрести в компании «Линкас». Преимуществом сотрудничества с организацией является то, что в процессе приобретения можно получить консультационную помощью по всем вопросам. Сотрудники компании выслушают задачи и цели покупателя, на основании данной информации посоветуют оптимальный вариант маршрутизатора и иного сетевого оборудования.
В последнее время таких слов как маршрутизатор, роутер, коммутатор, модем стало куда больше. Но в частности никто не задумывается, что это такое, пока не сталкивается с настройками. На многих сайтах пишут достаточно сложно, применяя непонятные понятия.
Я, маг сети в пятом поколении, постараюсь более подробно рассказать про эту маленькую волшебную коробочку. Расскажу вам что это такое, назначения, для чего предназначен и какие есть скрытые возможности и секреты.
ПРИМЕЧАНИЕ! В статье я постарался как можно проще рассказать про эту штуковину, но если у вас возникли вопросы, то смело задавайте их в комментариях. Я сразу же постараюсь ответить вам и помочь.
Какой интернет был раньше
Давним давно, в стародавние времена, когда у детей не было айфонов, самые крутые мажоры хвастались пейджерами, а словом «интернет» можно было только пугать соседских старушек, именно после развала советского союза и свободы, стали появляться первые провайдеры.
Но перед первопроходцами интернета встала проблема. Напомню, что интернет появился в США в 1982 году. Сети появились и того раньше. Но придя эта технология на родине не нашла нормального оборудования. Проблемой стало то, что в России тогда не было проводов, способных передавать данные от компьютера к компьютеру.
Для этих целей придумали aDSL модемы. Их задача была переделывать телефонный сигнал в тот, который может понять компьютер. Хочу сказать, что сам таким пользовался до 2007 года. Интернет при этом был слабым, дорогим, постоянно обрывался. Ещё, если кто-то брал трубку, то он пропадал.
И да, в те годы даже никто и не слыхивал про Wi-Fi. А сети строились на основе обычных коммутаторов, чтобы поиграть с друзьями дома в CS. Про онлайн игры я вообще молчу.
Приход маршрутизаторов
Время шло, и тут провайдеры стали проводить в города оптоволокно. Это более быстрый интернет, более надёжный и дешёвый. Помню, когда мне проводили оптоволокно, я удивился, что теперь модем больше не нужен, и мне надо распрощаться с этой маленькой коробочкой, к который я прикипел. Скрипя душой, я отдал её рабочим, которые проводили мне провод.
Теперь интернет передавался по нужной технологии, а модем, который бы расшифровывал сигналы по телефонной линии, просто не нужен. Интернет провод воткнут в компьютер напрямую, обрывов нет, скорость бешенная, и я доволен.
Дома родные все пользовались кто смартфоном, кто планшетом. И встал вопрос, а как всех этих людей объединить так, чтобы они имели доступ к домашнему интернету. Ведь мобильный на тот момент был очень дорогим и самое главное не безлимитным. Да, были такие страшные времена, когда он был помегабитным и стоил дорого.
Вот тогда я впервые и познакомился со своим первым роутером. Принёс я его домой и стал шаманить с настройками. У меня была задача построить Wi-Fi сеть, подключить в него интернет и раздать его на все домашние устройства.
После нехитрых манипуляций у меня было так:
- Интернет кабель из подъезда шёл внутрь квартиры и втыкался в маршрутизатор.
- От этой коробочки шёл обычный сетевой провод к моему стационарному компьютеру.
- Настроив интернет, он был теперь на компьютере и на всех устройствах, которые подключены к беспроводной вай-фай сети.
Все родные были счастливы, ведь теперь на смартфонах, телефонах, планшетах и ноутбуках был хороший, стабильный и быстрый интернет.
Как работает маршрутизатор, и зачем он нужен
Маршрутизатор имеет в своём корне слово «Маршрут» и не зря. Задача этого сетевого аппарата правильно распределить потоки данных внутри. Проще говоря, чтобы все устройства полноценно и быстро получали информацию.
Давайте взглянем как выглядит сетевой маршрутизатор.
Начнём слева направо:
Далее подключение идёт как на картинке ниже.
Как видите, задач у маршрутизатора несколько:
- Организовать локальную сеть из подключенных устройств по кабелю или по беспроводной технологии.
- Принимать сигнал интернета извне.
- Распределять интернет по локальной сети.
Ну это основные задачи, которыми пользуются многие. Но современные маршрутизаторы имеют и дополнительный функционал, который можно настроить:
Чем отличается роутер от маршрутизатора?
Вот порт для входа aDSL.
А вот порт в маршрутизаторе
Первый имеет от 2 до 4 контактов. А второй 8. Да и телефонный провод вы не сможете воткнуть в разъём на обычном маршрутизаторе. Правда есть специальные скрещенные устройства. То есть для того, чтобы принимать сигнал по телефонному кабелю от провайдера, но далее строить так же сеть как и маршрутизатор. Вот пример одного на картинке снизу.
Режимы работы
Так вот, этот маленький аппарат может выступать в разных ролях. Роль выбирает сам пользователей, в зависимости от типа подключения интернета или других особенностей. Сейчас расскажу поподробнее о всех самых распространенных.
- Повторитель или репитер. Смотрите, первый роутер слева принимает кабель от интернета, но по каким-то причинам провести кабель нельзя, а рабочий компьютер и ноутбук находятся далеко. Так вот первый аппарат просто раздаёт Wi-Fi и второй его принимает. И со второго роутера идёт подключение на устройства, находящиеся рядом. Помогает, когда охвата Wi-Fi сети не хватает для большого дома или офиса.
Что можно подключать?
Список того, что можно подключить к локальной сети постоянно пополняется. Давайте разберём самые популярные.
Технология Wi-Fi
Если грубо говорить, то это передача информации без участия проводов посредством радиочастот. То есть одно устройство отправляет радиосигнал, второе принимает и расшифровывает его. Если по проводам там всё ясно, то с Wi-Fi всё куда сложнее.
Дело в том, что роутеры с каждым годом становятся всё лучше, а новые технологии поддерживают всё более совершенные стандарты передачи. Напомню, что вай-фай работает по стандарту IEEE 802.11. Так вот этот стандарт каждые несколько лет эволюционирует, увеличивает скорость передачи данных, дальность действия и надёжность.
Вот вам пример стандартов, которые используются сейчас:
| Стандарт IEEE 802.11 | Радиус в метрах | Максимальная скорость в МБит в секунду |
|---|---|---|
| b | 39 | 10 |
| g | 40 | 54 |
| n | 65 | 60 |
| ac | 110 | 6000 |
Так вот, старые модели используют в основном b, g, n, а новые уже почти все перешли на ac. По слухам скоро появятся в продаже первые роутеры с технологий 802.11ax , скорость там будет примерно до 10747 Мбит в секунду.
Это я рассказываю к тому, что если вы решитесь брать что-то новое, то берите с поддержкой новых стандартов.
Зачем нужны антенны
Ещё один момент, о котором хочется рассказать. Все нынешние модели работают на частоте 2,4 ГГц и 5 ГГц. Тут всё понятно, если есть физические радиоволны, то у них должна быть определенная частота. Так вот более новые имеют поддержку и 2.4, и 5 ГГц. Старые же работают только на 2.4 ГГц.
Но тут также нужно понимать и мощность антенны. Она измеряется в децибелах (dB). Тут всё просто, чем их больше, тем больше охват. На домашних обычно стоят антеннки в 2-3 dB. Но если у вас большой дом, то они вам не подойдут, и придётся покупать более мощные в 7-10 dB. Проще говоря, чем длиннее и мощнее антенна, тем сильнее охват.
Видео для ленивых
Вывод
Читайте также: