در پست اینترنت به زبان ساده دیدیم که اطلاعات وقتی از سیستم ما به سمت سرور حرکت می‌کنند  به پکت‌ها یا بسته‌های کوچک‌تری تقسیم می‌شوند و در مقصد مجدداً کنار هم قرار می‌گیرند. همچنین گفتیم برای اینکه این بسته‌ها درست به مقصد برسند باید به صورت صحیح مسیریابی شوند. این مسیریابی توسط مامور ترافیک بسته‌ها که نامش را مسیریاب یا روتر گذاشتیم انجام می‌شد. در این پست قصد داریم با روتر و نحوه عملکرد  آن بیشتر آشنا شویم تا درک‌مان از ساز و کار شبکه‌های کامپیوتری روشن‌تر شود.

روتر چیست؟

اینترنت از به هم پیوستن شبکه‌های کامپیوتری بسیار زیادی شکل گرفته است. بسته‌های داده برای رسیدن به مقصد باید راه خود را در این شبکه بزرگ و پیچیده به نحوی بیابند. روتر یکی از تجهیزات شبکه است که بسته‌های داده را بین شبکه‌های کامپیوتری هدایت می‌کند.

وقتی شما در خانه یا دفتر کارتان به اینترنت متصل می‌شوید، این روتر است که داده‌های شما را به دنیای اینترنت ارسال می‌کند و این روتر است که اطلاعات را از اینترنت به کامپیوتر شخصی و گوشی هوشمند شما می‌فرستد.

روتر چطور کار می‌کند؟

عملکرد روترها مدیریت ترافیک در شبکه و اینترنت است و بسته ها در  شبکه اینترنت از یک روتر به روتر دیگر هدایت می‌شوند تا به مقصد درست برسند.

یک روتر به دو یا چند مسیر داده از شبکه‌های مختلف متصل است. اگر بسته‌ای از طریق یکی از این مسیرها وارد روتر شود، روتر اطلاعات آدرس شبکه‌ را می‌خواند تا مسیر نهایی‌اش را مشخص کند. سپس با توجه به سیاست مسیریابی و جدول روتینگ ای که در آن تعبیه شده تصمیم می‌گیرد که بسته را از کدام یک از خروجی‌های فیزیکی خود هدایت کند تا به مقصدش برسد. این سیاست‌ها و جدول‌های مسیریابی توسط یک سری پروتکل‌های شبکه به نام پروتکل‌های مسیریابی تعیین می‌شوند.

روترها با یکدیگر صحبت می‌کنند.

روترها باید با روترهای همسایه خود در شبکه‌های دیگر صحبت کنند تا بتوانند نزدیک‌ترین و درست‌ترین مسیرها را بیابند. زبان مشترک روترها همان پروتکل‌های مسیریابی است. بعد از اینکه روترها از یکدیگر کسب اطلاع کردند، توسط این اطلاعات جدول‌های مسیریابی خود را تشکیل می‌دهند.

یک روتر از دو عنصر شبکه که مجزا از یکدیگرند تشکیل می‌شود.

  • واحد کنترل:  روتر با استفاده از یک سری تنظیمات داخلی خود به نام مسیریابی استاتیک و مسیرهایی که به صورت پویا  از طریق پروتکل‌های مسیریابی آموخته است، جدول مسیریابی خود را تشکیل می‌دهد که برای انتخاب مسیر بسته و پورت فیزیکی خروجی  استفاده می‌شود. سپس واحد کنترل مسیرهای غیرضروری را از این جدول حذف کرده تا چیزی به نام پایه‌ی هدایت اطلاعات یا FIB را ایجاد کند.  این  FIB  سپس در واحد هدایت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • واحد هدایت: روتر بسته‌های داده را بین اتصال‌های ورودی و خروجی هدایت می‌کند. او این کار را با استفاده از اطلاعاتی که در خود بسته وجود دارد و هدر یا سرآیند نامیده  می‌شود و با توجه به FIB که واحد کنترل در اختیارش می‌گذارد انجام می‌دهد.

تفاوت روتر با مودم چیست؟

همان‌طور که گفتیم برای اینکه بتوانید در خانه یا محل کار به اینترنت متصل شوید نیاز به یک روتر دارید. ممکن است بگویید من به جای روتر، مودم دارم و با مودم به اینترنت متصل می‌شوم. آیا مودم همان روتر است و اگر نه چه تفاوتی بین یک مودم و روتر وجود دارد؟

ISP ها با تکنولوژی‌های مختلفی اینترنت را به شما ارائه می‌دهند. ADSL ، 4G ، TD-LTE و … نام برخی از این تکنولوژی هاست. همچنین می‌دانید که برای استفاده از هر کدام باید یک مودم خاص تهیه کنید. مثلاً اگر مودمADSL داشته باشید، برای استفاده از اینترنت TD-LTE نمی‌توانید از این مودم استفاده کنید و باید مودم TD-LTE تهیه کنید.

یک مودم سیگنال اختصاصی ISP شما را به سیگنال استاندارد شبکه تبدیل می‌کند. بعد از اینکه این سیگنال به ترافیک استاندارد تبدیل شد توسط روتر داخلی به شبکه خانگی یا اداری شما هدایت می‌شود.

در‌واقع مودم تشکیل شده است از یک مبدل(مترجم) سیگنال و  یک روتر ساده.

خط مقدم شبکه

در یک شبکه اولین نودی که با شبکه‌های دیگر یا  اینترنت مواجه می‌شود روتر است. بنابراین روتر در تأمین امنیت یک شبکه نقش حیاتی ایفا می‌کنند. استراتژی امنیت شبکه بدون در نظر گرفتن روترها دارای ضعف  خواهد بود. به همین علت در برخی روترها یک سری مکانیزم‌های امنیتی مانند فایروال، VPN و … تعبیه شده است. علاوه بر این ممکن است روتر را به همراه تجهیزات امنیتی دیگر مانند فایروال در لبه شبکه قرار دهند. برخی شرکت‌ها در روترهای خود مکانیزم‌های امنیتی قوی‌تری لحاظ کرده‌اند؛ مانند سری های PIX و Meraki MX سیسکو و یا سری Netscreen جونیپر.

عملکردهای دیگر روتر

اصلی‌ترین عملکرد روتر همان هدایت ترافیک است که به آن اشاره کردیم.

NAT یا ترجمه آدرس شبکه یکی دیگر از عملکردهای روتر است. NAT باعث می‌شود که بتوانیم در یک شبکه از یک آدرس IP پابلیک یا عمومی به اینترنت متصل شویم و نیاز نباشد هر دستگاه به صورت مستقل یک IP عمومی داشته باشد.

DHCP که یک سرویس اختصاص IP می‌باشد از دیگر عملکردهای یک روتر است. در صورتی که تخصیص IP دستگاه‌های موجود در شبکه به صورت داینامیک، پویا و یا خودکار باشد روتر می‌تواند با استفاده از سرویس DHCP  این اختصاص IP را انجام دهد.

یکی دیگر از وظایف روتر این است که وقتی صف‌های زیادی وجود دارد تشخیص دهد که کدام بسته باید زودتر پردازش شود. این کار توسط QoS یا ویژگی کیفیت سرویس انجام می‌شود. مثلاً برای بسته‌های صوت بر بستر IP یا VoiP نداشتن تأخیر یا latency در آن اهمیت حیاتی دارد.