روتر چیست؟

مسیریاب یا روتر (Router) یک دستگاه سخت‌افزاری یا مجازی است که اطلاعات بین دو یا چند شبکه کامپیوتری را به روش سوئیچینگ یا «راه‌گزینی بسته‌ای» (packet switching) انتقال می‌دهد. بدین منظور، روتر با بررسی هر بسته، آدرس IP مقصد آن را به‌دست آورده و بهترین مسیر انتقال را محاسبه می‌کند. در نهایت، هر بسته را از مسیری که محاسبه کرده، انتقال می‌دهد.

در واقع روتر یک «دروازه»(gateway)  معمولی است که در محل تلاقی دو یا چند شبکه، از جمله اینترنت قرار می‌گیرد. هر «بسته اطلاعاتی» (packet) برای رسیدن به مقصد خود ممکن است از طریق صدها روتر در شبکه‌های مختلف هدایت شود.

فهرست:

• روترهای قدیمی
• چگونه کار کردن روتر
• مدل های مختلف روتر
• نتیجه‌گیری

روتر‌های قدیمی

روترهای سنتی و قدیمی‌تر، دستگاه‌های محاسباتی مستقلی هستند که از نرم‌افزاری اختصاصی در یک سخت‌افزار مشخص ساخته شده‌اند. در مقابل، روتر مجازی، نمونه‌ای نرم‌افزاری است که همان عملیات روتر سخت‌افزاری را بر روی کامپیوترها یا سرورهای معمولی (فاقد برند مشهور)، یا به‌تنهایی و یا به‌همراه دیگر عملکردهای شبکه مجازی، مانند قابلیت‌های بهینه‌سازی «شبکه‌های گسترده» (WAN)، توازن بار و پالایش بسته‌ها با فایروال انجام می‌دهد. البته تجهیزات دیگری از قبیل نقاط دسترسی بی‌سیم و سوئیچ‌های شبکه نیز می‌توانند قابلیت‌های یک روتر را به صورت داخلی (built-in) داشته باشند.

روتر چگونه کار می کند؟

در مدل مرجع اتصال متقابل سامانه‌های باز (OSI)، روترها با لایه شبکه (Layer 3) مرتبط می‌شوند، زیرا شبکه‌های مجزا را از طریق پروتکل اینترنت (IP) به یکدیگر متصل می‌کنند.

روتر، آدرس IP مقصد هر بسته را بررسی کرده و آن را با یک جدول مسیریابی برای تعیین بهترین «هاپ» (hop) یا جهش بعدی مقایسه می‌کند. جداول مسیریابی، شامل لیست مسیرهای دسترسی به مقاصد مشخصی از شبکه و در برخی موارد فاصله‌های دسترسی بوده و برای انتقال داده‌ها به مقاصد تعیین‌ شده، گاهی اوقات متغیرهای دیگری، مانند هزینه را در نظر می‌گیرند. در واقع روتر به مثابه یک مجموعه قوانین الگوریتمیک عمل کرده که بهترین مسیر انتقال ترافیک به هر آدرس IP مشخصی را محاسبه می‌کنند.

جداول مسیریابی

یک جدول مسیریابی، اغلب اوقات یک مسیر پیش‌فرض را مشخص می‌کند تا هر زمان که روتر نتوانست گزینه بهتری برای انتقال یک بسته پیدا کند، از آن مسیر استفاده کند. به‌عنوان مثال، یک روتر معمولی، تمام ترافیک خروجی را از طریق یک مسیر پیش‌فرض مشخص به سرویس‌دهنده اینترنت (ISP) هدایت می‌کند.

انواع جداول مسیریابی

جداول مسیریابی می‌توانند استاتیک (ایستا) یا دینامیک (پویا) باشند. جداول استاتیک به صورت دستی پیکربندی می‌شوند؛ اما جداول پویا به شکل خودکار و بر اساس فعالیت شبکه و تبادل اطلاعات با سایر دستگاه‌ها از طریق پروتکل‌های مسیریابی تنظیم و به‌روزرسانی می‌شوند. این پروتکل‌ها عبارتند از پروتکل دروازه‌های مرزی (BGP)، پروتکل مسیریابی دروازه‌های داخل سازمانی پیشرفته (EIGRP)، پروتکل دروازه‌های خارج از سازمان (EGP)، پروتکل مسیریابی دروازه‌های داخل سازمان (IGRP)، اولین مسیر کوتاه باز یا مسیری که کمترین ترافیک و بیشترین پهنای باند را دارد (OSPF) و پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP).

NAT توسط روترها

بسیاری از روترها کار ترجمه آدرس شبکه (NAT) و همچنین حفاظت از آدرس‌های IP خصوصی شبکه‌های محلی (LAN) را با آدرس‌دهی مجدد تمام ترافیک خروجی به‌وسیله یک آدرس IP عمومی مشترک انجام می‌دهند. NAT به بهبود امنیت شبکه و نگه‌داری و صرفه‌جویی در آدرس‌های IP معتبر جهانی کمک می‌کند.

انواع روتر

در حال حاضر روترهای مختلفی به بازار عرضه شده است.

روتر مرکزی یا هسته ای (Core Router)

روتر مرکزی یا هسته‌ای (Core router) که عمدتاً در حوزه ISPها مورد استفاده قرار می‌گیرد، سریع‌ترین و قدرتمندترین روتری است که در مرکز یا هسته شبکه اینترنت قرار گرفته و اطلاعات را در ستون فقرات شبکه یا فیبر نوری اصلی منتقل می‌کند. روترهای سازمانی، شبکه‌های سازمان‌های بزرگ را به این روترها  متصل می‌کنند.

روتر لبه‌ای (Edge router)

روتر لبه‌ای (Edge router) که به‌عنوان روتر دسترسی (Access router) نیز شناخته می‌شود، دستگاهی با ظرفیت کمتر است که در لبه یک شبکه محلی قرار گرفته و آن را به WAN، اینترنت و/یا شبکه‌های LAN خارجی متصل می‌کند. به طور معمول، روترهای خانگی و دفاتر کوچک از این نوع هستند.

روترهای دسته (Branch)

روترهای دسته (Branch)، شعبه‌ها و دفاتر یک سازمان را با اتصال به روترهای لبه شبکه، به WAN سازمان متصل می‌کنند. این روترها اغلب اوقات ویژگی‌های دیگری از قبیل مالتی‌پلکس تقسیم‌ زمانی (TDM)، مدیریت LAN بی‌سیم، بهینه‌سازی پهنای باند و افزایش سرعت در WAN را نیز در اختیار قرار می‌دهند.

نتیجه‌گیری

یک روتر یا مسیریاب در حقیقت مسیر آدرس IP یک بسته را شناسایی می‌کند، آن را با جدول روتینگ خود بررسی کرده و بهترین هاب را برای انتقال آن مشخص می‌کند.

جدول‌های روتینگ در حقیقت شامل مسیرهایی برای انتقال اطلاعات هستند و این دستگاه با توجه به الگوریتم‌هایی که دارند از این جدول استفاده کرده و بهترین مسیر را برای انتقال اطلاعات مشخص می‌کنند.

جدول‌های روتینگ می‌توانند هم به صورت استاتیک و هم به صورت دینامیک وجود داشته باشند و روتر یا مسیریاب‌های دینامیک، اطلاعات جدول‌ روتینگ خود را بر اساس فعالیت‌های شبکه و جابجایی اطلاعات با دیگر تجهیزات شبکه از طریق پروتکل، بروزرسانی می‌کنند. همچنین، جدول‌های روتینگ شامل روتینگ پیش ‌فرض نیز هستند و چنانچه به هر دلیلی و در هر زمانی، روتر توانایی پیدا کردن مسیر انتقال بهتری را نداشت، از آن استفاده می‌کند.

بسیاری از مسیریاب‌ها از قابلیت ترجمه آدرس شبکه یا NAT پشتیبانی می‌کنند که باعث حفاظت آدرس‌های IP خصوصی در درون یک LAN، می‌شود و این امر را از تغییر آدرس دهی مجدد تمام ترافیک‌های خروجی برای یک آدرس IP انجام می دهد. این قابلیت، سبب افزایش امنیت شبکه می شود و می‌تواند باعث حفاظت شبکه در برابر آسیب‌ها و حملات احتمالی موجود در شبکه‌های عمومی شود.