راهنمای مطالعه

روتر چیست؟

روتر دستگاهی در شبکه کامپیوتری است که در لایه 3 از مدل OSI کار می‌کند. این دستگاه مسئول دریافت، تجزیه و تحلیل و ارسال بسته‌های داده در بین شبکه‌های کامپیوتری متصل به یکدیگر است. هنگامی که یک بسته داده وارد می‌شود، روتر آدرس مقصد را بررسی می‌کند، با جداول مسیریابی خود مشورت می‌کند تا مسیر بهینه را تعیین کرده و سپس بسته را در این مسیر منتقل کند. برای شناخت بیشتر روتر با پینگونت همراه باشید.

تعریف روتر

روترها (Router) دستگاه‌های فیزیکی هستند که چندین شبکه کابلی یا بی‌سیم (وای فای) را به یکدیگر متصل می‌کنند. به عبارتی، روتر یک دستگاه شبکه است که بسته‌های داده را بین شبکه‌های کامپیوتری ارسال می‌کند. روترها عملکردهای هدایت ترافیک را در اینترنت انجام می‌دهند.

داده‌هایی که از طریق اینترنت ارسال می‌شوند، مانند باز کردن صفحات وبسایت یا ارسال و دریافت ایمیل، به صورت بسته‌های داده هستند. یک بسته معمولاً از طریق شبکه‌هایی که یک شبکه اینترنتی را تشکیل می‌دهند (به عنوان مثال اینترنت) تا زمانی که به گره مقصد (نود مقصد) خود برسد، از یک روتر به روتر دیگر ارسال می‌شود.

بیشتر بخوانیم : اینترنت چیست ؟

یک روتر به دو یا چند خط داده از شبکه‌های IP مختلف متصل است. هنگامی که یک بسته داده در یکی از خطوط وارد می‌شود، روتر اطلاعات آدرس شبکه را در بسته می‌خواند تا مقصد نهایی را تعیین کند. سپس با استفاده از اطلاعات موجود در جدول مسیریابی، بسته را به شبکه بعدی هدایت می‌کند.

آشناترین نوع روترهای IP، روترهای خانگی و اداری کوچک هستند که بسته‌های IP را بین کامپیوترهای خانگی و اینترنت ارسال می‌کنند. روترهای پیچیده‌تر مانند روترهای سازمانی، شبکه‌های تجاری بزرگ یا ISP را به روترهای مرکزی متصل می کنند.

روترها با نگهداری اطلاعات پیکربندی در یک بخش ذخیره سازی به نام جدول مسیریابی (Routing Table)، این قابلیت را دارند که ترافیک ورودی یا خروجی را بر اساس آدرس‌IP فرستنده و گیرنده فیلتر کنند. علاوه بر روترهایی که از پروتکل اینترنت (IP) استفاده می‌کنند، روترهای چند پروتکلی نیز وجود دارند که پروتکل‌های دیگر شبکه را نیز مدیریت می‌کنند. همچنین، روترها توسط برخی از شرکت‌های معروف به شرح زیر تولید می‌شوند:

سیسکو (Cisco)
دی‌لینک (D-Link)
اچ‌پی (HP)
تری‌کام (3Com)
جونیپر (Juniper)
نرتل (Nortel)

هدف استفاده از روتر

روتر برای چهار هدف زیر استفاده می‌شود:

برای اطمینان از اینکه داده‌ها در مقصد صحیحی جریان دارند.
روترها محافظت در برابر داده‌های ناخواسته را فراهم می‌کنند.
روتر نقش یک بافر (Buffer) بین مودم و شبکه را ایفا می‌کند. همچنین به نرم‌افزار اجازه می‌دهد تا با حفظ امنیت، بتواند خطر ویروس‌ها یا بدافزارهای دیگر را کاهش دهد.
برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات با دیگر روترهای اتصال در شبکه به کار گرفته می‌شود.

ویژگی‌های روترها

شبکه‌های مختلف را به یکدیگر متصل می‌کند و بسته‌های داده را از یک شبکه به شبکه دیگری ارسال می‌نماید.
یک روتر می‌تواند هم در شبکه‌های LAN (شبکه‌های محلی) و هم در شبکه‌های WAN (شبکه‌های گسترده) استفاده شود.
داده‌ها را در قالب بسته‌های‌IP منتقل می‌کند. به منظور انتقال داده، از آدرس‌IP استفاده می‌کند.
روترها یک جدول مسیریابی در خود دارند که با توجه به تغییرات شبکه به صورت دوره‌ای به روز می‌شوند. برای انتقال بسته‌های داده، از جدول و از پروتکل مسیریابی استفاده می‌کنند.
به منظور آماده‌سازی یا به روز رسانی جدول مسیریابی، روترها اطلاعات را بین یکدیگر به اشتراک می‌گذارند.

جدول مسیریابی چیست؟

عملکرد یک روتر تا حد زیادی به جدول مسیریابی (Routing Table) ذخیره شده در آن بستگی دارد. جدول مسیریابی مسیرهای موجود را برای همه مقاصد ذخیره می‌کند. جدول مسیریابی حاوی لیستی از شناسه‌های شبکه است که شبیه آدرس‌های IP هستند و هر آدرس مقصدی که روتر باید داده‌ها را به آن ارسال کند. روتر براساس جدول مسیریابی که می‌توان آن را به عنوان یک دفترچه آدرس در نظر گرفت، در مورد جایی که آن داده‌ها باید قرار گیرند، تصمیم می‌گیرد. روتر از جدول مسیریابی برای تعیین مسیر بهینه که از طریق آن بسته‌های داده ارسال می‌شود، استفاده می‌کند.

یک جدول مسیریابی معمولاً شامل موارد زیر است:

آدرس‌های IP و Subnet Mask گره‌های شبکه (نودها)
آدرس IP روترهای دیگر شبکه
اطلاعات رابط بین دستگاه‌ها و کانال‌های شبکه

بیشتر بخوانیم : آدرس IP چیست ؟

جداول مسیریابی در دو نوع زیر است:

جدول مسیریابی استاتیک: مسیرها به صورت دستی در روتر وارد می شوند. این جدول برای شبکه‌های کوچک حاوی 2 تا 3 روتر مناسب است.
جدول مسیریابی دینامیک: روتر با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی برای تعیین مسیرهای موجود با روترهای دیگر ارتباط برقرار می‌کند. این جدول برای شبکه‌های بزرگ‌تر با تعداد زیادی روتر مناسب است.

انواع پروتکل مسیریابی

پروتکل‌های مسیریابی به تعیین بهترین مسیر برای روتر کمک می‌کنند تا سایر روترها را در شبکه شناسایی کنند. پروتکل‌های مختلفی وجود دارند که در زیر هر یک را توضیح می‌دهیم:

پروتکل انتخاب کوتاه‌ترین مسیر (OSPF): برای استفاده از بهترین مسیر بسته‌های داده برای رسیدن به نقطه مقصد استفاده می‌شود.
پروتکل دروازه مرزی (BGP): این پروتکل به مدیریت نحوه انتقال بسته‌ها بر روی اینترنت از طریق تبادل اطلاعات بین روترها کمک می‌کند.
پروتکل مسیریابی دروازه داخلی (IGRP): به شناسایی نحوه مبادله اطلاعات مسیریابی بین دروازه‌ها همراه با یک شبکه مستقل کمک می‌کند.
پروتکل مسیریابی دروازه داخلی پیشرفته (EIGRP): در این پروتکل، اگر روتر نتواند بهترین مسیر به مقصد را از جدول مسیریابی جستجو کند، مسیر را از همسایگان خود می‌پرسد و آنها هنگام یافتن مسیر، کوئری را به همسایگان خود ارسال می‌کنند.
پروتکل دروازه خارجی (EGP): به تصمیم گیری در مورد نحوه تبادل اطلاعات بین دو میزبان کمک می‌کند.
پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP): این پروتکل به تعیین اینکه چگونه روتر می‌تواند اطلاعات را در حین انتقال ترافیک با گروه متصل از شبکه‌های LAN به اشتراک بگذارد، کمک می‌کند.

مزایای روتر

فواید استفاده از روتر در شبکه کامپیوترها به شرح زیر هستند:

افزایش بهره وری: هدف اصلی استفاده از روتر به اشتراک گذاری یک اتصال شبکه به همراه انواع مختلف دستگاه‌های محلی یا از راه دور است. بنابراین، چندین کاربر می‌توانند به اینترنت متصل شوند تا بهره وری افزایش یابد. یک روتر همچنین می‌تواند اجازه دهد تا انواع مختلف معماری شبکه را به یکدیگر لینک دهید.
کاهش ترافیک شبکه: هنگام استفاده از ارتباطات اینترنتی، روترها روش‌های مسیریابی دینامیک را پیاده سازی می‌کنند. مسیریابی دینامیک اجازه می‌دهند تا مسیر بهینه ارائه شده برای جریان داده‌ها بر روی اینترنت را شناسایی کنید و این به تولید دامنه‌های توزیع کمک می‌کند. به طور کلی، روتر می‌تواند ترافیک شبکه را کاهش دهد.
یکپارچه سازی داخلی: روتر گزینه‌ای برای ادغام با مودم‌ها را دارد و نقاط دسترسی بی‌سیم برای ایجاد انواع کوچک شبکه‌ها را ارائه می‌دهد.

انواع روترها

انواع روترها بسته به کاربرد آنها در دسترس هستند. انواع اصلی روتر عبارتند از:

روترهای بی‌سیم (Wireless Routers): این مدل از روترها دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ، تلفن‌های هوشمند و سایر موارد را از طریق وای‌فای به هم متصل می‌کنند. همچنین می‌توانند مسیریابی اترنت استاندارد را ارائه دهند. برای فضای داخلی، برد وای‌فای 45 متر است، در حالی که در فضای باز 60 متر است.
روترهای پهن باند (Broadband Routers): برای اتصال به اینترنت از طریق تلفن و استفاده از فنآوری صدا از طریق پروتکل اینترنت (VoIP) برای دسترسی به اینترنت پرسرعت استفاده می‌شوند. اینها توسط ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) پیکربندی و ارائه خواهند شد.
روترهای هسته‌ شبکه (Core Routers): این روترها می‌توانند بسته‌های داده را در یک شبکه مشخص مسیریابی کنند اما نمی‌توانند بسته‌ها را بین شبکه‌ها مسیریابی نمایند و همچنین به لینک دادن همه دستگاه‌ها در یک شبکه کمک می‌کنند و بنابراین ستون فقرات شبکه را تشکیل می‌دهند. این روترها توسط ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) پیکربندی و ارائه خواهند شد.
روترهای اج (Edge Routers): اینها روترهایی با ظرفیت کم هستند که در حاشیه شبکه‌ها قرار می‌گیرند. روترهای اج شبکه داخلی را به شبکه‌های خارجی متصل می‌کنند و برای انتقال بسته‌های داده در بین شبکه‌ها مناسب هستند. از پروتکل دروازه مرزی (BGP) برای اتصال استفاده می‌کنند. دو نوع روتر اج وجود دارند که شامل روترهای اج مشترک و روترهای لیبل هستند.
بروترها (Brouters): روترهای تخصصی هستند که می‌توانند عملکردهای پل‌ها (Bridges) را نیز ارائه دهند. بروترها مانند یک پل به انتقال داده‌ها بین شبکه‌ها کمک می‌کنند و مانند یک روتر، داده‌ها را در دستگاه‌های یک شبکه هدایت می کند.

کلام آخر

روتر یک دستگاه فیزیکی از تجهیزات شبکه است که اطلاعات را بین دو یا چند شبکه کامپیوتری سوئیچ بسته ارسال می‌کند. روتر آدرسIP را بررسی کرده و بهترین راه را برای رسیدن به مقصد محاسبه می‌کند. این دستگاه در جایی قرار می‌گیرد که دو یا چند شبکه در اینترنت به هم می‌رسند. صدها روتر ممکن است یک بسته را هنگام حرکت از یک شبکه به شبکه دیگر در مسیر رسیدن به مقصد نهایی خود ارسال کنند.