روتر چگونه کار می کند؟ به همراه راهنمای خرید بهترین روتر

روتر چگونه کار می کند؟

روتر چگونه کار می کند؟ در این مطلب از بلاگ برقچی قصد داریم به این سوال پاسخ دهیم. تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.

زمانی که شما ایمیلی را به دوستی در آن طرف کشور ارسال می‌کنید، این پیام چطور می‌فهمد که به جای این که به یکی از میلیون‌ها کامپیوتر دیگر در جهان برسد، به کامپیوتر دوست شما برسد؟ در واقع سازماندهی دریافت و ارسال درخواست از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر یا از کامپیوتر به اینترنت و بالعکس توسط روتر انجام می‌شود.

روتر یک ابزار حیاتی است که اجازه می‌دهد پیام‌ها بین شبکه‌ها، نه در داخل شبکه‌ جریان یابند. ما در این مقاله به صورت مفصل و جامع درباره چگونگی عملکرد روتر در دنیای شبکه و اینکه این ابزار چرا تا این حد برای ایجاد یک ارتباط سالم و پایدار در شبکه، مهم است، به بحث می‌پردازیم; همچنین در اخر یک سوپرایز داریم و با معرفی بهترین روتر بازار شبکه، شما را در خرید اینترنتی بهترین روتر راهنمایی می‌کنیم. باشد که مورد توجه شما همراهان مجله برقچی قرار گیرد.

فهرست:

روتر چگونه کار می کند

برای پاسخ به سوال روتر چگونه کار می کند؟ بیایید نگاهی به آنچه که یک روتر ساده انجام می‌گیرد بیندازیم. یک شرکت کوچک را تصور کنید که انیمیشن‌های سه‌بعدی را برای یک ایستگاه تلویزیونی محلی می‌سازد. ۱۰ کارمند در شرکت وجود دارند که هر کدام یک کامپیوتر دارند. چهار نفر از کارکنان انیماتور هستند، در حالی که بقیه در فروش، حسابداری و مدیریت مشغول به کار هستند. انیماتورها باید تعداد زیادی فایل بسیار بزرگ را در حین کار بر روی پروژه‌ها به یکدیگر ارسال کنند. برای انجام این کار، آن‌ها از یک شبکه استفاده خواهند کرد.

زمانی که یک انیماتور فایلی را به دیگری می‌فرستد، چون حجم فایل بسیار بزرگ است، بیشتر ظرفیت شبکه را استفاده خواهد کرد که باعث می‌شود شبکه برای کاربران دیگر کند شود. یکی از دلایلی که یک کاربر متمرکز می‌تواند کل شبکه را تحت‌تاثیر قرار دهد، روشی است که اترنت یا شبکه کار می‌کند. بسته اطلاعات ارسال‌شده از یک کامپیوتر، توسط تمام کامپیوترهای دیگر در شبکه محلی دیده می‌شود. سپس هر کامپیوتر، بسته را بررسی می‌کند و بررسی می‌کند که آیا برای آدرس خودش منظور شده‌است یا خیر.

این امر برنامه اصلی شبکه را ساده نگه می‌دارد، اما با افزایش اندازه شبکه یا سطح فعالیت شبکه، نتایج عملکردی منفی دارد. شرکت برای جلوگیری از مداخله کار انیماتورها با گردانندگان شرکت، دو شبکه مجزا، یکی برای انیماتور و دیگری برای بقیه شرکت ایجاد می‌کند. یک روتر این دو شبکه را به هم متصل می‌کند و هر دو شبکه را به اینترنت متصل می‌کند.

روتر چگونه ترافیک را هدایت می‌کند؟

روتر چگونه کار می کند
روتر چگونه کار می کند

روتر تنها دستگاهی است که اشراف کامل به همه پیام‌های ارسالی توسط هر کامپیوتر بر روی هر کدام از شبکه‌های شرکت، دارد. وقتی انیماتور مثال ما یک فایل بزرگ را به انیماتوری دیگر می‌فرستد، روتر آدرس گیرنده را می‌بیند و ترافیک را روی شبکه انیماتورها نگه می‌دارد. از طرف دیگر، وقتی انیماتور، پیامی را به حساب‌دار می‌فرستد و از او می‌خواهد که حساب هزینه را بررسی کند، روتر آدرس گیرنده را می‌بیند و پیام را بین دو شبکه ارسال می‌کند. یکی از ابزارهایی که یک روتر برای تصمیم‌گیری درباره اینکه یک بسته باید کجا برود استفاده می‌کند، یک جدول پیکربندی(configuration table) است.

جدول پیکربندی شامل چه مجموعه‌ای از اطلاعات است؟

• اطلاعاتی درباره اینکه چه ارتباطاتی به گروه‌های خاصی از آدرس‌ها می‌رسند.

• اولویت‌هایی برای ارتباطات که مورد استفاده قرار می‌گیرد، بایستی انجام گیرد.

• قوانین مدیریت ترافیک‌های معمول و خاص. یک جدول پیکربندی می‌تواند به سادگی 6 خط در کوچک‌ترین روتر‌ها باشد، اما می‌تواند در روتر‌های بسیار بزرگی که حجم پیغام‌های اینترنت را کنترل می‌کنند، در اندازه و پیچیدگی، رشد زیادی کند.

 

وظیفه روتر شامل دو کار جداگانه اما مرتبط است

• روتر تضمین می‌کند که اطلاعات به جایی که مورد نیاز نیست منتقل نمی‌شود. این امر برای جلوگیری از مسدود کردن ارتباطات ساده توسط حجم زیادی از داده‌ها بسیار مهم است.

• روتر اطمینان حاصل می‌کند که اطلاعات به مقصد مورد نظر می‌رسد.

انتقال بسته‌ها با تصمیم روتر

زمانی که با کسی در آن سوی کشور تماس تلفنی برقرار می‌کنید، سیستم تلفن یک مدار ثابت بین تلفن شما و تلفنی که با آن تماس می‌گیرید، ایجاد می‌کند. این مدار ممکن است شامل شش مرحله یا بیشتر از طریق کابل‌های مسی، سوئیچ‌ها، فیبرهای نوری، میکروویوها و ماهواره‌ها باشد، اما این مراحل ایجاد شده و در مدت‌زمان تماس ثابت باقی می‌مانند. این چینش مدار به این معنی است که کیفیت خط بین شما و فردی که به او زنگ می‌زنید در تمام طول تماس ثابت است، اما یک مشکل در هر بخشی از مدار – شاید یک درخت در طول یکی از خطوط مورد استفاده بیافتد، یا یک مشکل برقی برای یک کلید، تماس شما را به یک پایان سریع و ناگهانی می‌رساند.

وظیفه شبکه سوئیچینگ بسته برای انتقال داده

زمانی که یک ایمیل با یک فایل پیوست‌شده به طرف دیگر کشور ارسال می‌کنید، از یک فرایند بسیار متفاوت استفاده می‌شود. داده‌های اینترنتی، چه به شکل یک صفحه وب، یک فایل دانلود شده یا یک ایمیل، از روی سیستمی به نام شبکه سوئیچینگ بسته(packet-switching network) حرکت می‌کنند. در این سیستم، داده‌ها در یک پیام یا فایل به بسته‌هایی به حجم حدود ۱۵۰۰ بایت تقسیم می‌شوند. هر یک از این بسته‌ها پوششی را دریافت می‌کنند که شامل اطلاعاتی در مورد آدرس فرستنده، آدرس گیرنده، محل بسته در کل پیام و این که چگونه کامپیوتر گیرنده می‌تواند مطمئن شود که بسته سالم رسیده‌است، می‌باشد.

سپس هر بسته اطلاعاتی، که یک بسته(packet) نامیده می‌شود، از طریق بهترین مسیر موجود، به مقصد خود ارسال می‌شود. مسیری که ممکن است توسط تمام بسته‌های دیگر در پیام یا توسط هیچ یک از بسته‌های دیگر در پیام مورد استفاده باشد. این امر ممکن است در مقایسه با رویکرد مدار مورد استفاده توسط سیستم تلفن بسیار پیچیده به نظر برسد، اما در یک شبکه طراحی‌شده برای داده‌ها، دو مزیت بزرگ برای برنامه سوئیچینگ بسته وجود دارد.

دو مزیت بزرگ برای برنامه سوئیچینگ بسته

• شبکه می‌تواند بار را بر روی قطعات مختلف تجهیزات به صورت میلی‌ثانیه به میلی‌ثانیه متعادل کند.

• اگر زمانی که یک پیام در حال انتقال است، مشکلی با یک قطعه از تجهیزات در شبکه وجود داشته باشد، بسته‌ها می‌توانند در اطراف مشکل، مسیریابی شوند تا تحویل کل پیام تضمین شود.

 

سازماندهی مسیر بسته‌ها توسط روتر

روتر‌ها که بخش اصلی اینترنت را تشکیل می‌دهند، می‌توانند مسیرهایی را که بسته‌ها می‌گیرند دوباره شکل دهند زیرا آن‌ها به اطلاعات مربوط به بسته داده‌ها نگاه می‌کنند و در مورد شرایط خط مانند تاخیرها، دریافت و ارسال داده‌ها و ترافیک روی قطعات مختلف شبکه، به یکدیگر اطلاع می‌دهند. با این حال، همه روترها تمام این کارها را نمی‌کنند.

 

روترها اندازه‌های متفاوتی دارند

• اگر به اشتراک گذاری ارتباط اینترنتی بین دو کامپیوتر ویندوز ۹۸ را فعال کرده‌اید، از یکی از کامپیوترها(‏کامپیوتر با اتصال اینترنتی) ‏به عنوان یک روتر ساده استفاده می‌کنید. در این مثال، روتر کار بسیار کمی انجام می‌دهد – به سادگی به داده‌ها نگاه می‌کند تا ببیند که آیا برای یک کامپیوتر در نظر گرفته شده‌است یا نه – که می‌تواند در پس‌زمینه سیستم عمل کند بدون اینکه تاثیر قابل‌توجهی بر برنامه‌های دیگری که ممکن است در حال اجرا باشند، داشته باشد.

• روترهای کمی بزرگ‌تر- برای اتصال یک شبکه دفتری کوچک به اینترنت، کمی بیشتر کار می‌کند. این روتر‌ها اغلب قوانین مربوط به امنیت شبکه دفتر را اجرا می‌کنند(‏تلاش می‌کنند تا شبکه را از حملات خاص ایمن کنند)‏. آن‌ها به اندازه‌ای ترافیک را کنترل می‌کنند که به طور کلی دستگاه‌های مستقلی هستند تا اینکه نرم‌افزارهایی در حال اجرا روی سرور باشند.

• بزرگ‌ترین روترها- روترهای مورد استفاده برای کنترل داده‌ها در نقاط عمده ترافیک در اینترنت، میلیون‌ها بسته اطلاعاتی را در هر ثانیه کنترل می‌کنند و برای پیکربندی شبکه به طور موثر کار می‌کنند. این روترها سیستم‌های مستقل بزرگی هستند که بیشتر با ابرکامپیوترها اشتراک دارند تا با سرور دفتر شما.

مسیریابی بسته‌ها توسط روتر چگونه انجام می‌گیرد؟

بیایید نگاهی به یک روتر با اندازه متوسط بیاندازیم – روتری که ما در دفتر How Stuff Works از آن استفاده می‌کنیم. در این مورد، روتر تنها دو شبکه دارد که باید کنترل کند: 1.شبکه دفتر، با حدود ۵۰ کامپیوتر و دستگاه و اینترنت. 2.شبکه دفتر از طریق یک اتصال اترنت به روتر متصل می‌شود، به ویژه یک اتصال ۱۰۰ پایه-(100 base-T) ‏۱۰۰ پایه-T به این معنی است که اتصال ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه است و از یک کابل جفتی پیچیده(twisted-pair) مانند یک نسخه ۸ سیمه کابل که تلفن شما را به جک دیوار متصل می‌کند، ‏استفاده می‌کند.

بین روتر و ISP(تامین‌کنننده خدمات اینترنتی یا Internet Service Provider) دو ارتباط وجود دارد. یکی از آن‌ها یک اتصال T-1 است که ۱.۵ مگابایت در ثانیه را پشتیبانی می‌کند. دیگری یک خط ISDN(Integrated Services Digital Network به معنی شبکه رقمی خدمات مجتمع) است که ۱۲۸ کیلوبیت بر ثانیه را پشتیبانی می‌کند.

جدول پیکربندی در روتر

روتر چگونه کار می کند؟
روتر چگونه کار می کند؟

جدول پیکربندی در روتر می‌گوید که تمام بسته‌های خارج از مسیر باید از خط T-1 استفاده کنند، مگر اینکه به دلایلی در دسترس نباشد(‏شاید یک بیل مکانیکی(backhoe) کابل‌ها را می‌کند)‏. اگر نتوان از خط T-1 استفاده کرد، ترافیک خروجی روی خط ISDN می‌رود. به این ترتیب، خط ISDN به عنوان “بیمه” در برابر یک مشکل برای اتصال سریع‌تر T-1 نگه‌داشته می‌شود و هیچ اقدامی توسط یک کارمند برای ایجاد سوئیچ در صورت بروز مشکل لازم نیست.

جدول پیکربندی روتر می‌داند چه کاریی باید بکند. علاوه بر مسیریابی بسته‌ها از یک نقطه به نقطه دیگر، روتر مرزهایی دارد که نحوه اتصال کامپیوترهای از خارج از شبکه به کامپیوترهای داخل شبکه، چگونگی ظاهر شدن شبکه در جهان بیرون و دیگر عملکردهای امنیتی را محدود می‌کند. در حالی که اغلب شرکت‌ها یک قطعه سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری خاص به نام دیوار آتش(firewall) برای اجرای امنیت دارند، قوانین جدول پیکربندی روتر برای ایمن نگه داشتن شبکه یک شرکت (‏یا خانواده)‏ مهم هستند.

subnet mask چیست؟

یکی از وظایف مهم هر روتر دانستن این است که چه زمانی یک بسته اطلاعات در شبکه محلی باقی می‌ماند. برای این کار، از یک مکانیزم به نام ماسک زیرشبکه(subnet mask) استفاده می‌کند. ماسک زیرشبکه شبیه یک آدرس IP به نظر می‌رسد و معمولا “255.255.255.0” را می‌خواند. این به روتر می‌گوید که تمام پیام‌ها با فرستنده و گیرنده که سه گروه اول اعداد را به اشتراک می‌گذارند، در یک شبکه هستند و نباید به شبکه دیگری فرستاده شوند. به عنوان مثال: کامپیوتری در آدرس 15.57.31.40 درخواستی را به کامپیوتر در 15.57.31.52 ارسال می‌کند. روتر، که همه بسته‌ها را می‌بیند، سه گروه اول اعداد را در آدرس فرستنده و گیرنده مطابقت می‌دهد(‏15.57.31)‏ و بسته را در شبکه محلی نگه می‌دارد.

بین زمانی که این کلمات از سرور سایت بعنوان مثال howstuffworks.com خارج شدند و زمانی که بر روی مانیتور شما ظاهر شدند، از چندین روتر عبور کردند(‏غیرممکن است که از پیش بدانیم که تعداد این روترها چند تا است) ‏که در طول مسیر به آن‌ها کمک کرد. این بسیار شبیه به فرایندی است که یک نامه پستی را از صندوق پستی خود به صندوق پستی یک دوست بفرستید، وقتی که روترها جای صندوق پستی و کنترل‌کننده‌ها را بگیرند.

 


این مقاله را نیز حتما بخوانید: FTTH چیست ؟ اشنایی با FTTH به زبانی ساده


دانستن محل ارسال داده فقط توسط روتر انجام می‌گیرد

روترها یکی از انواع مختلف وسایل هستند که لوله‌کشی‌های یک شبکه کامپیوتری را تشکیل می‌دهند. هاب‌ها، سوئیچ‌ها و روتر‌ها، همه سیگنال‌هایی را از کامپیوترها یا شبکه‌ها می‌گیرند و آن‌ها را به کامپیوترها و شبکه‌های دیگر منتقل می‌کنند، اما روتر تنها می‌تواند هر بسته از داده‌ها را در حین عبور بررسی ‌کند و تصمیم بگیرد که دقیقا کجا باید برود.

برای اتخاذ این تصمیمات، روتر‌ها ابتدا باید در مورد دو نوع اطلاعات بدانند:

آدرس‌ها و ساختار شبکه. وقتی که یکی از دوستان کارت تبریکی را برای تحویل به خانه شما ارسال می‌کند، احتمالا از آدرسی که شبیه این است استفاده می‌کند: جو اسمیت خیابان میپل، پلاک ۱۲۳ اسمال تاون، FL 45678

این آدرس چندین بخش دارد که هر کدام از آن‌ها به افراد حاضر در سرویس پستی کمک می‌کند که نامه را به خانه شما منتقل کنند. کد پستی می‌تواند فرایند را سرعت بخشد؛ اما حتی بدون کد پستی، این کارت تا زمانی که دوست شما اطلاعاتی شامل ایالت، شهر و آدرس خیابان را وارد کرده باشد، به دست شما می‌رسد. شما می‌توانید این آدرس را به عنوان یک آدرس منطقی(logical address) در نظر بگیرید چون روشی را توصیف می‌کند که یک نفر می‌تواند به شما یک پیام برساند. این آدرس منطقی به یک آدرس فیزیکی(physical address) متصل است که معمولا تنها زمانی آن را می‌بینید که می‌خواهید یک قطعه از ملک را بخرید یا بفروشید. طرح مساحی زمین و خانه، با عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی یا محل تقاطع، مشخصات حقوقی یا آدرس ملک را بیان می‌کند.

آدرس‌های منطقی(Logical Addresses)

هر بخش از تجهیزاتی که به یک شبکه متصل می‌شود، چه یک شبکه دفتری و چه اینترنت، یک آدرس فیزیکی دارد. این یک آدرس منحصر به فرد برای تجهیزات متصل به کابل شبکه است. به عنوان مثال، اگر کامپیوتر دسکتاپ شما یک کارت رابط شبکه(‏Network Interface Card یا به اختصار NIC) ‏در خود دارد، NIC یک آدرس فیزیکی دارد که به طور دائم در یک مکان حافظه خاص ذخیره می‌شود. این آدرس فیزیکی، که مک آدرس(‏MAC Address که در آن، MAC مخفف Media Access Control به معنی کنترل دسترسی رسانه) ‏نیز نامیده می‌شود، دارای دو قسمت است که هر کدام به طول ۳ بایت است.

۳ بایت اول شرکتی که NIC را ساخته است، شناسایی می‌کند. ۳ بایت دوم شماره سریال خود NIC است. نکته جالب این است که کامپیوتر شما می‌تواند در یک زمان، چندین آدرس منطقی داشته باشد. البته، شما به دریافت چندین آدرس منطقی روی یک آدرس فیزیکی عادت دارید. آدرس پستی شما، شماره تلفن و آدرس‌های ایمیل، همه برای آوردن پیام‌ها به خانه شما استفاده می‌شوند. آن‌ها به سادگی برای انواع مختلفی از پیام‌ها- شبکه‌های مختلف- استفاده می‌شوند. آدرس‌های منطقی برای شبکه‌های کامپیوتری دقیقا به همین روش کار می‌کنند.

پروتکل‌های آدرس‌دهی

پروتکل‌های آدرس‌دهی
پروتکل‌های آدرس‌دهی در روتر

شما ممکن است از طرح‌ها یا پروتکل‌های آدرس‌دهی چندین نوع مختلف از شبکه‌ها به طور همزمان استفاده کنید. اگر شما به اینترنت متصل هستید (‏و اگر این را می‌خوانید، احتمالا هستید)‏، یک آدرس دارید که بخشی از پروتکل شبکه TCP/IP است. اگر یک شبکه کوچک برای تبادل فایل‌ها بین چند کامپیوتر خانوادگی دارید، ممکن است از پروتکل Microsoft NetBEUI نیز استفاده کنید. اگر شما از خانه به شبکه کامپیوتر خود متصل شوید، کامپیوتر شما ممکن است آدرسی داشته باشد که از پروتکل Novell’s IPX/SPX پیروی می‌کند.

همه این‌ها میتوانند به طور هم‌زمان روی کامپیوتر شما اجرا شوند. از آنجایی که نرم‌افزار درایور که به کامپیوتر اجازه می‌دهد با هر شبکه‌ای ارتباط برقرار کند، مانند حافظه و زمان CPU، از منابعی استفاده می‌کند، نمی‌خواهید پروتکل‌هایی را که نیاز ندارید بار کنید، اما با داشتن تمام پروتکل‌هایی که کار شما در آن واحد به آن‌ها نیاز دارد مشکلی نخواهید داشت. در ادامه، یاد می‌گیرید چطور مک آدرس کامپیوتر خود را پیدا کنید.

مک آدرس‌ها(MAC Addressed)

احتمال بالایی وجود دارد که شما هرگز، مک آدرس هیچ کدام از تجهیزات خود را نبینید، چون نرم‌افزاری که به کامپیوتر شما کمک می‌کند تا با یک شبکه ارتباط برقرار کند، تطبیق مک آدرس با یک آدرس منطقی را انجام می‌دهد. آدرس منطقی چیزی است که شبکه برای انتقال اطلاعات به کامپیوتر شما استفاده می‌کند. اگر می‌خواهید مک آدرس و آدرس منطقی مورد استفاده پروتکل اینترنت(Internet Protocol یا به اختصار‏IP) ‏برای کامپیوتر ویندوز را ببینید، می‌توانید برنامه کوچکی را اجرا کنید که مایکروسافت تهیه کرده‌است. به منوی “start” بروید، روی “Run” کلیک کنید، و در پنجره‌ای که نمایان می‌شود، WINIPCFG (‏IPCONFIG/ALL برای ویندوز 200/XP)‏ را تایپ کنید. وقتی پنجره خاکستری رنگ، ظاهر شد، روی “More Info” کلیک کنید و این نوع اطلاعات را به دست خواهید آورد:

پیکربندی IP ویندوز ۹۸:

نام میزبان: NAMEHOWSTUFFWORKS

سرور DNS: 208.153.64.20

&nbsp208.153.0.5

نوع گره: پخش(broadcast)

شناسه NetBIOS Scope: IP

مسیر‌یابی فعال: بله

پروکسی WINS فعال: نه

استفاده NetBIOS Resolution از DNS: نه

آداپتور اترنت

شرح: آداپتور PPP

آدرس فیزیکی: 44-45-53-54-12-34

DHCP فعال: بله

آدرس IP: 227.78.86.288

ماسک زیرشبکه: 255.255.255.0

دروازه پیش‌فرض: 227.78.86.288

سرور DHCP: 255.255.255.255

سرور WINS اصلی:

سرور WINS ثانویه: اجاره کسب‌شده: 01 01 80 12:00:00 AM

زمان انقضا: 01 01 80 12:00:00 AM

اطلاعات زیادی در اینجا وجود دارد که بسته به چگونگی برقراری ارتباط شما با اینترنت متفاوت خواهد بود، اما آدرس فیزیکی، مک آدرس رابط مورد نظر برنامه است. آدرس IP آدرس منطقی است که به اتصال شما توسط ISP یا مدیر شبکه شما تخصیص داده می‌شود.

شما آدرس‌های سایر سرورها، از جمله سرورهای DNS را خواهید دید که رد همه نام‌های سایت‌های اینترنتی(‏بنابراین می‌توانید به جای 216.27.61.189، www.howstuffworks.com را تایپ کنید)‏ و سرور دروازه را که به منظور دسترسی به اینترنت به آن متصل می‌شوید را نگه می‌دارد. وقتی به اطلاعات نگاه کردید، روی OK کلیک کنید. (‏توجه: به دلایل امنیتی، برخی از اطلاعات این اتصال به اینترنت تغییر کرده است. شما باید در به اشتراک‌گذاری اطلاعات کامپیوتر خود با دیگران بسیار محتاط باشید- با داشتن آدرس شما و ابزارهای مناسب، یک فرد سوء استفاده‌گر، می‌تواند تحت شرایطی، به اطلاعات شخصی شما دسترسی پیدا کند و سیستم شما را از طریق یک برنامه مخرب، کنترل کند.)

روترها برای درک متداول‌ترین پروتکل‌های شبکه برنامه‌ریزی می‌شوند

در ادامه پاسخ به سوال روتر چگونه کار می کند؟ باید بدانید که اولین و اساسی‌ترین کار روتر این است که بداند کجا باید اطلاعات آدرس‌ها را به کامپیوتر شما ارسال کند. درست همانطور که مسئول پست در آن طرف کشور به اندازه کافی می‌داند که یک کارت تولد را بدون اینکه بداند خانه شما کجاست، به سمت شما بیاورد، اغلب روترهایی که یک ایمیل به شما ارسال می‌کنند، مک آدرس کامپیوتر شما را نمی‌دانند، اما آن‌ها به اندازه کافی می‌دانند که پیغام را در جریان نگه دارند. روترها برای درک متداول‌ترین پروتکل‌های شبکه برنامه‌ریزی می‌شوند. این بدان معنی است که آن‌ها فرمت آدرس‌ها، تعداد بایت‌ها در بسته اصلی اطلاعاتی که از طریق شبکه ارسال می‌شود و چگونگی حصول اطمینان از اینکه تمام بسته‌ها به مقصد خود می‌رسند و دوباره سوار می‌شوند را می‌دانند.

برای روترها که بخشی از بستر اصلی اینترنت هستند، این به معنای نگاه کردن و انتقال میلیون‌ها بسته اطلاعاتی در هر ثانیه است. انتقال بسته به مقصد تنها کاری نیست که یک روتر انجام خواهد داد. در دنیای رایانه‌ای امروز نیز مهم است که آن‌ها پیام را با بهترین مسیر ممکن در جریان نگه دارند. در یک شبکه مدرن، هر ایمیل به قطعات کوچک تقسیم می‌شود. قطعات به صورت جداگانه فرستاده می‌شوند و زمانی که در مقصد نهایی دریافت می‌شوند، دوباره سوار می‌شوند. از آنجا که بخش‌های مجزا از اطلاعات، بسته نامیده می‌شوند و هر بسته می‌تواند در یک مسیر متفاوت ارسال شود، مانند قطاری که از میان مجموعه‌ای از سوئیچ‌ها عبور می‌کند، این نوع شبکه یک شبکه سوئیچ شده بسته(packet-switched network) نامیده می‌شود. این بدان معناست که شما مجبور نیستید یک شبکه اختصاصی بین خود و دوستتان در آن طرف کشور ایجاد کنید.

ایمیل شما از هر یک از هزاران روتر مختلف عبور می‌کند تا از یک کامپیوتر به دیگری برسد. بسته به زمان روز و روز هفته، برخی از بخش‌های شبکه عظیم سوئیچ بسته عمومی ممکن است بیش از بقیه مشغول باشند. وقتی این اتفاق می‌افتد، روترهای سازنده این سیستم، با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند; به طوری که ترافیکی که به مناطق شلوغ محدود نمی‌شود را می توان با مسیرهای با تراکم کم‌تر ارسال کرد. این امر به شبکه اجازه می‌دهد تا با ظرفیت کامل و بدون فشار آوردن بیش از حد بر مناطق شلوغ کنونی کار کند. با این حال، شما می‌توانید ببینید که چگونه حمله عدم پذیرش سرویس(‏که در بخش بعدی توضیح داده می‌شود)‏، که در آن مردم میلیون‌ها و میلیون‌ها پیام را به یک سرور خاص می‌فرستند، بر آن سرور و روتر‌های حامل پیام تاثیر می‌گذارد. وقتی پیام‌ها جمع می‌شوند و قطعات شبکه متراکم می‌شوند، روترهای بیشتر و بیشتری این پیام را ارسال می‌کنند که آن‌ها مشغول هستند و کل شبکه و تمام کاربرانش می‌توانند تحت‌تاثیر قرار بگیرند.

ردیابی روتر در ترافیک اینترنت

ردیابی روتر در ترافیک اینترنت
ردیابی روتر در ترافیک اینترنت

اگر از یک سیستم مبتنی بر ویندوز مایکروسافت استفاده می‌کنید، می‌توانید با استفاده از برنامه‌ای که روی کامپیوتر دارید، ببینید که چند روتر در ترافیک اینترنت شما درگیر هستند. این برنامه، Traceroute نامیده می‌شود و آنچه را که انجام می‌دهد توصیف می‌کند – این برنامه مسیری را دنبال می‌کند که یک بسته اطلاعات برای رسیدن از کامپیوتر شما به کامپیوتر دیگر متصل به اینترنت طی می‌کند. برای اجرای این برنامه، روی آیکون “MS-DOS Prompt” در منوی “Start” کلیک کنید. سپس در “C:/WINDOWS>” پیام‌واره، بنویسید ” tracert www.howstuffworks.com”.

زمانی که این کار را از دفترم در فلوریدا انجام دادم، نتایج به این شکل بودند: عدد اول نشان می‌دهد که چند روتر بین کامپیوتر شما و روتر نشان‌داده‌شده وجود دارد. در این مثال، در مجموع ۱۴ روتر درگیر در این فرایند وجود داشت(‏شماره ۱۵ سرور وب Howstuffworks.com است)‏. سه عدد بعدی نشان می‌دهند که چه مدت طول می‌کشد تا یک بسته اطلاعات از کامپیوتر شما به روتر نشان‌داده‌شده و دوباره بازگردد. سپس، در این مثال، با شروع از مرحله شش، نام روتر یا سرور می‌آید. این چیزی است که به افراد در نگاه کردن به لیست کمک می‌کند اما برای روترها و کامپیوترها وقتی ترافیک را در اینترنت حرکت می‌دهند، اهمیتی ندارد. در نهایت آدرس پروتکل اینترنت(‏IP) ‏هر کامپیوتر یا روتر را می‌بینید. تصویر نهایی این مسیر ردیابی نشان می‌دهد که ۱۴ روتر بین من و وب سرور وجود داشت و به طور متوسط کمی بیش از ۲.۵ ثانیه طول کشید تا اطلاعات از کامپیوتر من به سرور برسد و دوباره برگردد.

شما می‌توانید از Traceroute استفاده کنید تا ببینید چند مسیر بین شما و هر کامپیوتر دیگری وجود دارد که آدرس IP آن را می‌دانید. می‌تواند جالب باشد که ببینید چند مرحله برای رفتن به کامپیوتر در خارج از کشور لازم است. از آنجایی که من در ایالات‌متحده زندگی می‌کنم، تصمیم گرفتم که ببینم چند روتر بین کامپیوترم و وب سرور بنگاه پخش خبر بریتانیا(British Broadcasting Corporation یا به اختصار BBC) وجود دارد. در پیام‌واره C:\WINDOWS>، تایپ کردم: tracert www.bbc.com. نتیجه این بود:

می‌توانید ببینید که رسیدن به یک وب سرور در طرف دیگر اقیانوس اطلس تنها یک قدم بیشتر نسبت به زمانی که طول کشید تا به سرور دو ایالت آن طرف تر برسد، طول کشید! در ادامه، به جزئیات بیشتری در مورد حمله عدم پذیرش سرویس خواهیم پرداخت.

حمله عدم پذیرش سرویس(Denial of Service Attacks)

در سه‌ماهه اول سال ۲۰۰۰، چندین حمله به وب سایت‌های بسیار محبوب صورت گرفت. بیشتر این حملات، حملات “عدم پذیرش سرویس” بودند – حملاتی که مانع از ارتباط خوانندگان و مشتریان عادی سایت‌ها به درخواست‌های آن‌ها می‌شد. چطور یک نفر توانست این کار را انجام دهد؟ آن‌ها این کار را با هجوم به سرورها و روترهای متصل به آن‌ها انجام دادند، با درخواست برای اطلاعات با نرخی بسیار بالاتر از آن که سیستم بتواند مدیریت کند.

بیشتر روتر‌ها قوانینی در جدول پیکربندی دارند که به میلیون‌ها درخواست از همان آدرس ارسال، اجازه نمی‌دهد. اگر درخواست‌های بسیار زیادی از یک آدرس در یک دوره زمانی کوتاه دریافت شود، روتر به سادگی آن‌ها را بدون ارسال دور می‌اندازد. افرادی که مسئول این حملات بودند این را می‌دانستند، بنابراین به طور غیرقانونی برنامه‌هایی را بر روی کامپیوترهای مختلف قرار دادند. این برنامه‌ها، زمانی که راه‌اندازی شدند، شروع به ارسال هزاران درخواست در یک دقیقه به یک یا چند وب سایت کردند.

این برنامه‌ها آدرس IP فرستنده را برمی‌دارند، آدرس IP غلط متفاوتی را بر روی هر بسته قرار می‌دهند تا قوانین امنیتی روترها فعال نشوند. هنگامی که سیل بسته‌ها آغاز شد، میلیون‌ها درخواست برای اطلاعات، شروع به ضربه زدن به وب سایت‌های مورد نظر کردند. در حالی که به سرورها به شدت از این درخواست‌ها فشار وارد می‌شد، تاثیر واقعی بر روی روترها فقط در ” بالادست(upstream)” سرورها بود. ناگهان این روترها که قوی بودند اما اندازه مناسبی برای ترافیک عادی داشتند، به سطحی از درخواست‌ها رسیدند که معمولا روترهای بستر اینترنت با آن‌ها سروکار دارند.

آن‌ها نتوانستند تعداد زیادی از بسته‌ها را کنترل کنند و شروع به دور انداختن بسته‌ها و ارسال پیام‌های وضعیت به روترهای دیگر کردند که بیان می‌کردند اتصال پر است. همانطور که این پیام‌ها به طور متوالی از میان روترهای منتهی به سرورهای مورد حمله عبور می‌کردند، تمام مسیرهای سرورها مسدود شده بودند، ترافیک قانونی نمی‌توانست عبور کند و هدف مهاجمان انجام شد. تولیدکنندگان محتوای وب و شرکت‌های روتر، قوانین جدیدی را در جدول پیکربندی طراحی کرده‌اند تا از چنین حملاتی جلوگیری کنند و شرکت‌ها و دانشگاه‌هایی که از کامپیوترهایشان برای انجام حملات استفاده شده‌است، برای جلوگیری از سوء استفاده از سیستم‌های خود تلاش کرده‌اند. چه دفاع‌های آن‌ها و چه حملات جدیدی که توسط مجرمان طراحی شده‌اند، همچنان دیده خواهند شد.

آیا روترها با همدیگر تقاوتی دارند؟

به منظور کنترل تمام کاربران حتی یک شبکه خصوصی بزرگ، میلیون‌ها و میلیون‌ها بسته ترافیک باید به طور همزمان ارسال شوند. برخی از بزرگ‌ترین روترها توسط شرکت سیسکو سیستم، شرکتی که در سخت‌افزار شبکه تخصص دارد، ساخته می‌شوند. سری ۱۲000 گیگابیت سوئیچ روتر شرکت سیسکو(Cisco’s Gigabit Switch Router 12000) از نوع تجهیزاتی است که در بستر اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این روترها از یک نوع طراحی مشابه با برخی از قدرتمندترین ابرکامپیوترهای جهان استفاده می‌کنند، طرحی که بسیاری از پردازنده‌های مختلف را با یک سری سوئیچ‌های بسیار سریع به هم متصل می‌کند. سری ۱۲۰۰۰ از پردازشگرهای 200 مگاهرتزی MIPS R5000 استفاده می‌کنند، همان نوع پردازنده مورد استفاده در ایستگاه‌های کاری که بیشتر انیمیشن‌های کامپیوتری و جلوه‌های مورد استفاده در فیلم‌ها را تولید می‌کنند.

بزرگ‌ترین مدل در سری ۱۲۰۰۰، ۱۲۰۱۶ است که از یک سری سوئیچ‌ها استفاده می‌کند که می‌تواند تا ۳۲۰ میلیارد بیت اطلاعات در هر ثانیه را اداره کند و زمانی که به طور کامل بارگذاری می‌شود، در هر ثانیه حدود ۶۰ میلیون بسته اطلاعات را حرکت می‌دهد. علاوه بر توان محاسباتی پردازنده‌ها، این روترها می‌توانند اطلاعات زیادی را مدیریت کنند زیرا بسیار تخصصی هستند. با اعتقاد به بار نمایش گرافیک سه‌بعدی و انتظار برای ورودی ماوس، پردازنده‌های مدرن و نرم‌افزار می‌توانند با مقادیر شگفت‌انگیز اطلاعات کنار بیایند.

کدام یک از احتمالات برای اتصال خروجی یک بسته خاص باید انجام شود؟

با وجود قدرت محاسباتی موجود در یک روتر بسیار بزرگ، براستی چگونه می‌داند که کدام یک از احتمالات برای اتصال خروجی یک بسته خاص باید انجام شود؟ پاسخ در جدول پیکربندی نهفته است. روتر آدرس مقصد را اسکن کرده و آن آدرس IP را با قوانین جدول پیکربندی مطابقت می‌دهد. قوانین می‌گویند که بسته‌ها در یک گروه خاص از آدرس‌ها(‏گروهی که ممکن است بزرگ یا کوچک باشند، بسته به اینکه روتر دقیقا کجا قرار دارد) ‏باید در یک جهت خاص حرکت کنند. سپس روتر عملکرد اتصال اولیه در آن جهت را با مجموعه دیگری از قوانین بررسی خواهد کرد.

اگر عملکرد اتصال به اندازه کافی خوب باشد، بسته ارسال می‌شود و سپس بسته بعدی کنترل می‌شود. اگر اتصال در حد مورد انتظار از پارامترها، عمل نکند، سپس یک روش جایگزین برای این کار انتخاب و بررسی می‌شود. در نهایت، یک اتصال با بهترین عملکرد در یک لحظه مشخص پیدا خواهد شد و بسته در مسیر خود ارسال خواهد شد. تمام اینها در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد و این فعالیت میلیون‌ها بار در ثانیه، در سراسر جهان، به صورت ۲۴ ساعته، هر روز انجام می‌شود.

دانستن اینکه یک پیام کجا و چگونه ارسال شود مهم‌ترین کار یک روتر است. برخی روترهای ساده این کار را انجام می‌دهند و نه بیشتر. دیگر مسیریاب‌ها، عملکردهای اضافی به کارهایی که انجام می‌دهند اضافه می‌کنند. قوانینی در مورد این که از درون یک شرکت کجا ممکن است پیام فرستاده شود و از کدام یک از شرکت‌ها پیام پذیرفته شود، می‌تواند برای برخی از روترها اعمال شود. برخی دیگر ممکن است قوانینی داشته باشند که به کاهش حداقلی آسیب ناشی از حملات “عدم پذیرش سرویس” کمک کند. یک ثابت این است که شبکه‌های مدرن، از جمله اینترنت، نمی‌توانستند بدون روتر وجود داشته باشند.

بهترین روتر چه معیارهایی دارد و از کجا بخریم که ضمانت داشته باشد؟

برای خرید یک روتر مناسب و ایمن بایستی یکسری معیارهایی داشته باشید; که میتواند شامل موارد زیر باشد:

  • شما باید از اپلیکیشن های موبایلی برای مدیریت و پیکربندی حمایت کند،
  • مودم روتر باید از سرویس های کیفیت خدمات حمایت کند،
  • از VPN،آنتی ویروس،دیوار آتشین و تنظیمات پیشرفته پشتیبانی کند

 

حال سوالی که ایجاد می‌شود کدام روتر در بازار معیارهای نام برده شده را دارد؟

تیم فنی مهندسی ما با بررسی‌هایی که به عمل آورده است به سه انتخاب برای خرید بهترین روتر بازار رسیده است که مناسب مصارف خانگی و حتی ادارات دولتی و خصوصی باشد.

* شما می‌توانید با کلیک بر روی هر کدام از موارد بالا به صفحه خرید اینترنتی هر یک منتقل شوید تا از تجربه یک خرید لذت بخش  و در عین حال مطمئن برخوردار شوید.

جمع بندی

بعد از مطالعه این مقاله، بایستی آشنایی کاملی از نحوه کار کردن یک روتر کسب کرده باشید و پاسخ سوال روتر چگونه کار می کند؟ را دریفات کرده باشید.  همینطور تا الان به اهمیت و ضرورت یک روتر برای شبکه واقف شده‌اید و می‌دانید که یک روتر چه وظایف خطیری در راه انداری و ارسال و دریافت درخواستها برای شبکه دارد. تیم تحریریه مجله برقچی امید دارد که در راستای افزایش اگاهی کاربران خود، قدم کوچیکی را برداشته باشد. شما همچنین می‌توانید با مرکز مشاوره و راهنمایی تیم برقچی با شماره 35000020-021 در تماس باشید تا مشاورین ما در اسرع وقت پاسخگوی شما باشند.

منبع مقاله: How Routers Work
اشتراک
اطلاع از
guest
6 دیدگاه
قدیمی ترین
جدیدترین بیشترین رای
Inline Feedbacks
دیدن همه دیدگاه ها
Amin Karimi
Amin Karimi
19 روز پیش

ممنون

سمانه
سمانه
19 روز پیش

خیلی عالی و مفید

مهسا
مهسا
18 روز پیش

عالی بود ممنون

صبا
صبا
17 روز پیش

ممنون از مطالب خوبتون

محمد لطیفی
محمد لطیفی
10 روز پیش

یکی از اصلی ترین سوالای من همیشه تفاوت مودم و روتر بوده