Назначение маршрутизатора: его возможности и роль в сети

Будет ли роутер работать без ПК

Наличие подключенного компьютера, вовсе необязательно – маршрутизатор сам является вычислительным устройством, имеющим микропроцессор и прочую сложную начинку.

Более того, вовсе необязательно подключение любого другого девайса – при отсутствии потребителей, он попросту будет передавать данные в пустоту, но при этом будет работать в штатном режиме.

Как правило, маршрутизатор к ПК в компьютерной сети подключается через Ethernet-кабель. Наличие нескольких выходов LAN позволяет подключить и другие стационарные девайсы – например, смарт-телевизор. Игровую консоль, смартфон, планшет или ноутбук удобнее подключить через вай фай – это не лишает устройство мобильности.

Для трансляции сигнала, маршрутизатор оборудован передатчиком, который усилен одной или несколькими антеннами. Для дома или квартиры, как правило, достаточно базовой комплектации, однако в некоторых случаях может потребоваться подключение более мощной антенны. Она приобретается отдельно и монтируется вместо стандартной.

При отсутствии пароля, особенно если сетевой адрес не нужно прописывать вручную и он присваивается автоматически, к локалке может подключиться любой желающий – например, сосед, который не хочет платить за интернет и поэтому пользуется вашим, от чего качество передачи данных снижается.Несколько таких соседей, включивших торрент-загрузчики, способны существенно снизить скорость интернета.

Кроме взаимодействия с глобальной паутиной, роутер может обеспечить синхронизацию данных внутри локальной сети – например, достаточно расшарить в общий доступ папку с фильмами, чтобы их можно было смотреть с любого другого девайса.

Отдельно хочу отметить, что у Wi-Fi существует несколько стандартов, которые отличаются скоростью передачи данных. Это следует учитывать при покупке роутера.

Например, если у вас дома подключен интернет на скорости 100 Мбит/с, а вы приобрели роутер со скоростью Вай Фая 20 Мбит/с, то нормально смогут пользоваться интернетом только девайсы, подключенные через кабель к порту LAN. У тех, которые подключились «по воздуху», скорость доступа будет снижена.

История изобретения

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.

-Уровень сетевого протокола

Сетевой
протокол в свою очередь извлекает из
пакета заголовок сетевого уровня и
анализирует содержимое его полей. Прежде
всего проверяется контрольная сумма,
и если пакет пришел поврежденным, то он
отбрасывается. Выполняется проверка,
не превысило ли время, которое провел
пакет в сети (время жизни пакета),
допустимой величины. Если превысило —
то пакет также отбрасывается. На этом
этапе вносятся корректировки в содержимое
некоторых полей, например, наращивается
время жизни пакета, пересчитывается
контрольная сумма.

На
сетевом уровне выполняется одна из
важнейших функций маршрутизатора —
фильтрация трафика. Маршрутизатор,
обладая более высоким интеллектом,
нежели мосты и коммутаторы, позволяет
задавать и может отрабатывать значительно
более сложные правила фильтрации. Пакет
сетевого уровня, находящийся в поле
данных кадра, для мостов/коммутаторов
представляется неструктурированной
двоичной последовательностью.
Маршрутизаторы же, программное обеспечение
которых содержит модуль сетевого
протокола, способны производить разбор
и анализ отдельных полей пакета. Они
оснащаются развитыми средствами
пользовательского интерфейса, которые
позволяют администратору без особых
усилий задавать сложные правила
фильтрации. Они, например, могут запретить
прохождение в корпоративную сеть всех
пакетов, кроме пакетов, поступающих из
подсетей этого же предприятия. Фильтрация
в данном случае производится по сетевым
адресам, и все пакеты, адреса которых
не входят в разрешенный диапазон,
отбрасываются. Маршрутизаторы, как
правило, также могут анализировать
структуру сообщений транспортного
уровня, поэтому фильтры могут не
пропускать в сеть сообщения определенных
прикладных служб, например службы tehet,
анализируя поле типа протокола в
транспортном сообщении.

В
случае если интенсивность поступления
пакетов выше интенсивности, с которой
они обрабатываются, пакеты могут
образовать очередь. Программное
обеспечение маршрутизатора может
реализовать различные дисциплины
обслуживания очередей пакетов: в порядке
поступления по принципу «первый пришел
— первым обслужен» (First Input First Output, FIFO),
случайное раннее обнаружение, когда
обслуживание идет по правилу FIFO, но при
достижении длиной очереди некоторого
порогового значения вновь поступающие
пакеты отбрасываются (Random Early Detection,
RED), а также различные варианты приоритетного
обслуживания.

К
сетевому уровню относится основная
функция маршрутизатора — определение
маршрута пакета. По номеру сети,
извлеченному из заголовка пакета, модуль
сетевого протокола находит в таблице
маршрутизации строку, содержащую сетевой
адрес следующего маршрутизатора, и
номер порта, на который нужно передать
данный пакет, чтобы он двигался в
правильном направлении. Если в таблице
отсутствует запись о сети назначения
пакета и к тому же нет записи о
маршрутизаторе по умолчанию, то данный
пакет отбрасывается.

Перед
тем как передать сетевой адрес следующего
маршрутизатора на канальный уровень,
необходимо преобразовать его в локальный
адрес той технологии, которая используется
в сети, содержащей следующий маршрутизатор.
Для этого сетевой протокол обращается
к протоколу
разрешения адресов.

Протоколы этого типа устанавливают
соответствие между сетевыми и локальными
адресами либо на основании заранее
составленных таблиц, либо путем рассылки
широковещательных запросов. Таблица
соответствия локальных адресов сетевым
адресам строится отдельно для каждого
сетевого интерфейса. Протоколы разрешения
адресов занимают промежуточное положение
между сетевым и канальным уровнями.

С
сетевого уровня пакет, локальный адрес
следующего маршрутизатора и номер порта
маршрутизатора передаются вниз,
канальному уровню. На основании указанного
номера порта осуществляется коммутация
с одним из интерфейсов маршрутизатора,
средствами которого выполняется упаковка
пакета в кадр соответствующего формата.
В поле адреса назначения заголовка
кадра помещается локальный адрес
следующего маршрутизатора. Готовый
кадр отправляется в сеть.

Стандарты беспроводной сети

Приобретая роутер, необходимо ознакомиться предварительно с его техническими характеристиками и возможностями.

Стандарты Wi-Fi определяют скорость и безопасность работы. Они складывались исторически. Новые требования на оборудование постепенно добавлялись к уже существующим стандартам.

К настоящему времени определились следующие типы: 802.11 b, 802.11 g, 802.11 i, 802.11 n.

Первый из них применяется до сих пор там, где аппаратура потребителя не поддерживает более совершенные стандарты. Его характеризует низкая по сегодняшним меркам скорость обмена (до 11Мбит/с) и низкий уровень безопасности. Радиус действия ограничен 50 метрами.

У стандарта 802.11 g значительно возросла скорость обмена данными (до 54Мбит/с). Уровень защиты возрос за счёт совместимости стандарта с новыми протоколами шифрования.

В стандарте 802.11 n заявленная разработчиками скорость составляет 600Мбит/с. Уровень защиты высокий. Радиус действия достигает 100 метров.

Роутеры, поддерживающие последние стандарты, требуют правильной настройки и совместимости с оборудованием, с которым планируется их совместная работа.

Что такое MU-MIMO и Mesh – преимущества

Стандартная антенна беспроводного маршрутизатора транслирует сигнал равномерно во всех направлениях. Вроде всё в порядке, но не до конца, потому что в этом случае маршрутизатор должен стоять в центре дома или квартиры. В противном случае в помещениях, наиболее удаленных от роутера, качество покрытия оставит желать лучшего или даже появятся «мертвые» зоны.

Равномерное распределение сигнала имеет ещё один недостаток. Каждое из подключенных к сети устройств будет использовать определенную скорость передачи данных, более подходящую для текущей потребности. Это особенно актуально для диапазона 2,4 Ггц. В киберспорте и стриминге видео это приводит к снижению скорости передачи и заметному падению качества.

Преимущества механизма MU-MIMO

Решение проблемы со снижением пропускной способности сети – использование оборудования с технологией MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output). Необходимо подчеркнуть, что MU-MIMO работает только на частоте 5 Ггц и заключается в формировании луча, направленного к нескольким устройствам с максимальной пропускной способностью. Как если бы ноутбук имел свой собственный маршрутизатор.

Сколько таких потоков маршрутизатор может обрабатывать? Это зависит, конечно, от модели, но максимум – 4 устройства. И хотя MU-MIMO поддерживает только диапазон 5 Ггц, наличие такой функции влияет на всю сеть, увеличивая её емкость и устраняя перегрузку.

Преимущества системы Mesh

Мы уже упоминали ранее, что маршрутизатор может иметь проблемы с доставкой сигнала до края дома. Поэтому появились Системы Mesh, являющиеся де-факто установкой Wi-Fi, подключенной к интеллектуальной сети. Она состоит из базовой станции и «спутников», расположенных в разных комнатах, создавая однородную сеть Wi-Fi.

Всегда превосходный сигнал

Суть системы Mesh состоит в соединении с ближайшей или наименее загруженной станцией, благодаря чему у вас всегда есть доступ к самой быстрой сети. Когда ходишь по дому со смартфоном в руке, устройство быстро и незаметно переключается между точками доступа. Это даёт преимущество над традиционными репитерами.

Что важно, система Mesh эффективно противодействует помехам в сети Wi-Fi, что часто случается в многоквартирных домах, когда весь район использует частоту 2,4 Ггц. Mesh использует собственную, невидимую для других устройств сеть, поэтому она не должна выделять части пропускной способности для общения с гостями

Система Mesh проявит себя как в большом доме, так и в большом офисе, где нет возможности создания инфраструктуры, основанной на проводах, обеспечивающей быструю и последовательную сеть.

Простая модернизация и настройка

Кроме того, преимуществом систем Mesh является простота расширения. Вы можете выбрать базовый набор (с минимальным числом точек доступа), а затем добавить новые точки (Meshpoint), в зависимости от текущих потребностей.

И хотя система Mesh может показаться чем-то сложным, её настройка очень проста и интуитивно понятна. Она была разработаны так, чтобы каждый мог запустить и установить сопряжение с устройствами. Например, с помощью мобильного приложения на смартфоне.

Ответы на некоторые вопросы из начала статьи

Суммирую вышесказанное и отвечаю на вопросы, вот что имеем: для использования Wi-Fi роутера с целью доступа в Интернет, нужен сам этот доступ, который маршрутизатор уже будет «раздавать» на конечные девайсы. Если использовать роутер, не имея проводного подключения к Интернет (часть роутеров поддерживают другие виды подключения, например — 3G или LTE), то с помощью него можно будет лишь организовать локальную сеть, обеспечив обмен данными между компьютерами, ноутбуками, сетевую печать и другие подобного рода функции.

Цена Интернета по Wi-Fi (если используется домашний роутер) не отличается от таковой для проводного Интернета — то есть если у вас был безлимитный тариф, вы продолжаете платить столько же, как раньше. При по мегабайтной оплате, цена будет зависеть от суммарного трафика всех устройств, подключенных к роутеру.

Виды Wi-Fi маршрутизаторов

Технология Wi-Fi позволяет передавать сообщения, используя радиоволны.

Беспроводное качество или беспроводная достоверность — это дословный русскоязычный перевод англоязычной аббревиатуры.

Оборудование, использующее эту технологию, применяется для организации локальных беспроводных сетей. Эти сети развёртывают там, где использование кабельных линий требует больших затрат.

Маршрутизатор в беспроводных сетях выступает в роли диспетчера и работает как в качестве передатчика, так и приёмника радиосигналов. Какие бывают роутеры? По технологии передачи данных до роутера от провайдера интернет выделяют три группы:

  1. роутеры ADSL;
  2. Ethernet роутеры;
  3. Роутеры LTE .

Устройства первой группы получают информацию по телефонным двухпроводным линиям связи. Скорость передачи данных на современном этапе развития не может удовлетворить требования большинства потребителей.

Для роутеров второй группы необходим специальный кабель для обмена информацией. Он представляет из себя две витые пары, по одной из которых осуществляется приём, а по другой — передача выходной информации. Скорость, с которой работают такие роутеры, удовлетворяет большинство потребителей (до 100 Мб/с). Этот способ на сегодня является наиболее эффективным и надёжным.

Применение витых пар позволяет ответить на вопрос, как провести интернет в квартиру без телефона.

Для работы LTE маршрутизаторов нет необходимости в прокладке кабелей. Обмен между провайдером интернет и точкой доступа, в качестве которой выступает Wi-Fi роутер, осуществляется по эфиру посредством радиоволн.

Они работают с мобильными сетями 3G и 4G. Скорость передачи-приёма пока невысока. Необходимость использования таких роутеров возникает там, где нет доступа к связи с использованием кабеля.

Современные маршрутизаторы являются центрами корпоративной и домашней сетей. Они организуют обмен между её отдельными элементами (участниками) как при помощи кабельных линий, так и с помощью радиосигнала. Они являются комбинированными устройствами, используя при этом преимущества разных видов подключения потребителей в зависимости от задач, поставленных перед каждым из них.

Роутер имеет входной разъём (коннектор) WAN для подключения к нему кабеля провайдера интернет и несколько разъёмов LAN, с которыми состыковываются кабели стационарных устройств сети (компьютеров). Используют нужное количество выходов. Эту часть устройства можно представить как роутер без wi-fi.

Остальные участники при соответствующей настройке роутера могут в любой момент подключиться, используя беспроводной Wi-Fi.

Маршрутизаторы могут контролировать доступ к различным ресурсам интернет (как глобальным, так и локальным). В них применена защита от сетевых угроз при помощи встроенного файервола (Firewall). Доступ ко всем ресурсам защищён паролем.

Все участники сети имеют возможность одновременной работы в ней, но ограничения, наложенные на скорость обмена в этом случае, заставляют их разумно распределять ресурсы. Скорость падает пропорционально количеству потребителей, желающих работать одновременно.

Проводное подключение использует его положительные стороны:

  • бесперебойная работа;
  • высокая скорость соединения.

Поэтому коннекторы LAN используют для подключения стационарных компьютеров, используемых для работы с объёмными приложениями и проведения вычислений.

Беспроводное соединение Wi-Fi лучше для ноутбуков, мобильных устройств. Для них нет необходимости прокладывать отдельные кабельные линии связи. У каждого из них есть встроенные модули Wi-Fi приёмников. К положительным качествам такого соединения надо отнести:

  • отсутствие лишних кабелей и проводов в помещении;
  • доступ к сети из любой точки зоны действия;
  • возможность использования мобильных устройств.

Зона действия Wi-Fi ограничена мощностью передатчика роутера и степенью поглощения и отражения радиоволн окружающими предметами и конструкциями здания. Кроме того, в диапазоне частот, в котором осуществляется Wi-Fi обмен (2,4 GHz), трудно обеспечить электромагнитную совместимость с другими источниками излучения (Bluetooth, микроволновые печи…).

Некоторые модели роутеров могут иметь USB-порт. Он может быть использован для подключения внешних накопителей (жёстких дисков) или принтеров. USB-модем 3 G /4 G может быть подключён к разъёму при условии, что он совместим с данной моделью роутера. Эти условия отдельно оговариваются производителем маршрутизатора.

Для чего нужен роутер?

Роутеры, как следует из приведённого выше определения, нужны и используются для распределения и контроля интернет-трафика, поступающего от провайдера. Разумеется, влиять на входной сигнал пользователь не может — всё, что в его силах, это сменить одну компанию на другую, предлагающую лучшие параметры подключения к Глобальной сети.

Зато настроить роутер, или маршрутизатор, и даже слегка ускорить беспроводной сигнал на выходе вполне возможно — обе опции входят в стандартный функционал современного оборудования.

И в домашних, и в промышленных условиях оборудование используется с несколькими целями:

  • обеспечить раздачу беспроводного интернет-сигнала, то есть Wi-Fi, на максимальной площади покрытия;
  • распределить проводной трафик по подключённым устройствам, лишённым приёмопередатчика вай-фай или нуждающимся в особенно стабильном подсоединении;
  • защитить интернет-сигнал на выходе — для этого пользователь может запаролить Wi-Fi и, в зависимости от набора опций конкретного маршрутизатора, настроить сетевой экран, запрещая или разрешая отдельные виды подключения.

Из сказанного выше можно сделать тот же вывод, что был заявлен в самом начале: роутеры и маршрутизаторы — это один класс оборудования для создания, настройки домашней, рабочей или промышленной беспроводной и проводной сети и дальнейшего управления ею.

Стоит такое оборудование недорого, и его, как правило, хватает для обеспечения стабильного сигнала вай-фай по всему дому.

История

Использование маршрутизаторов можно проследить до 1969 года, когда Министерством обороны США была создана сеть агентств по продвинутым исследовательским проектам. Известная как ARPANET, эта сеть использовала процессоры сообщений интерфейса (IMP), которые использовали метод передачи данных с переключением каналов для запуска первой пакетной сети данных. Лишь в 1974 году был разработан первый стандартный маршрутизатор. Дальнейшие инновации по созданию 3-х маршрутизаторов на базе PDP-11 в 1976 году помогли сформировать прототип известной нам сегодня версии интернета. С тех пор, до 1980-х годов, мини-компьютеры часто использовались для работы в качестве маршрутизаторов в сети.

Возможности USB-порта на маршрутизаторе

Часто встречаю вопросы, что-то типа: «а зачем нужен USB-порт на Wi-Fi роутере». Выше я перечислил основные функции, но давайте разберемся более подробно. Плюс дам ссылки на некоторые инструкции, которые могут вам пригодится после выбора и покупки такого маршрутизатора.

Как я уже писал выше, в основном функции зависят от производителя и прошивки на которой работает роутер. Но если брать устройства самых популярных производителей (ASUS, TP-Link, D-Link, ZyXEL), то там USB вход используется примерно для одних и тех же задач. Которые мы рассмотрим ниже.

Для внешних жестких дисков и USB-накопителей

Здесь все просто. Берем флешку, или внешний жесткий диск (он же HDD), и подключаем к маршрутизатору. Если необходимо, задаем некоторые настройки и получаем общий доступ к накопителю с любого устройства, которое подключено к маршрутизатору.

Можно настроить следующие функции:

  • Общий доступ к файлам на USB-накопителе. Это обычный сетевой доступ к накопителю, который подключен к маршрутизатору. На компьютере, накопитель будет отображаться на вкладке «Сеть». Или можно подключить его как сетевой диск. С Android устройств доступ можно получить например через программу «ES проводник».
  • FTP-сервер. Можно настроить на роутере FTP-сервер, и получать доступ к накопителю не только в локальной сети, но и через интернет.
  • Медиа-сервер (DLNA-сервер). Еще одна полезная фишка. Она может пригодится для просмотра на телевизоре (в основном на ТВ) фото, видео и прослушивания музыки, которая хранится на сетевом накопителе. Телевизор так же должен быть подключен к роутеру.
  • Download Master, или автономная загрузка файлов. Это когда роутер может сам загружать файлы (торренты) на подключенный к нему жесткий диск, или флешку. Без компьютера и других устройств. На новых моделях от TP-Link и ASUS эта функция есть точно. Я сам пользуюсь, очень удобно. Особенно, когда интернет медленный. Можно запланировать загрузку на ночь.
  • На роутерах ASUS есть еще AiDisk (общий доступ к файлам через интернет), и Time Machine.

Инструкции по настройке некоторых функций:

  • Доступ к USB диску (флешке) через роутер TP-Link по сети
  • Настройка общего доступа к USB-накопителю на маршрутизаторах ASUS
  • FTP-сервер на TP-LINK
  • Настройка FTP сервера на роутере ASUS
  • Медиа-сервер (DLNA) на ASUS и TP-LINK
  • Автономная загрузка файлов на новых моделях от TP-Link

Небольшой нюанс по поводу подключения внешних жестких дисков. Бывает такое, что питания, которое дает маршрутизатор на USB-порт может не хватать для работы жесткого диска. Я сам с такой проблемой еще не сталкивался. Сразу хочу сказать, что невозможно заранее узнать, «потянет» ли роутер определенный жесткий диск. Если вы столкнулись с такой проблемой, то лучше обменять маршрутизатор на другую модель. Есть там разные USB-хабы и сами диски с дополнительным питанием, можете посмотреть, но мне кажется, что это полная ерунда.

Ну и если у вас накопитель стандарта USB 3.0, и вы планируете активно его использовать, то лучше роутер покупать так же с портом USB 3.0. Это всегда указано в характеристиках. Внешне, их так же можно отличить. Вход стандарта 3.0, и сам штекер внутри окрашены в синий цвет. Скорость записи и считывания информации будет выше.

Для 3G/4G модемов

Если у вас интернет через 3G/4G модем, и вам понадобилось раздать его по Wi-Fi и по кабелю на другие устройства, то вам понадобится роутер, у которого есть поддержка USB модемов.

Важно! Если на маршрутизаторе есть USB вход, то это не означает, что он может раздавать интернет с 3G/4G модема. Вы модем то подключите, но просто ничего не будет работать

Нужно строго проверять совместимость маршрутизатора с модемом.

На эту тему я написал уже много статей. Поэтому, просто даю ссылки:

  • Wi-Fi роутер для USB 3G/4G модема – много информации по выбору и совместимости. Эта статья вам точно пригодится!
  • Роутеры ASUS с поддержкой USB 3G/4G модема
  • Как подключить 3G/4G USB модем к Wi-Fi роутеру TP-LINK
  • Настройка 3G USB-модема на роутере Asus

Главное, серьезно подойти к выбору роутера для этих задач. Советую так же перед покупкой посмотреть в интернете информацию по запросу «модель роутера + модель модема». Я в свое время так и делал.

Для принтера (принт-сервер)

К маршрутизатору подключается принтер (по USB) и настраивается принт-сервер. После настройки, все устройства в локальной сети могут использовать принтер, или МФУ. Процесс настройки принт-сервера будет отличатся в зависимости от самого маршрутизатора.

Честно скажу, что у меня не много опыта в настройке этой схемы. Поэтому, смотрите инструкции на сайтах производителей. Там все есть.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий