روتر ها چگونه كار مي كنند؟
********عذرخواهی از دوستان بابت اشتباه فرستادن این پست که باید در بخش شبکه های کامپیوتری می بود.********
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اشاره :
اينترنت به عنوان يكي از بزرگترين وسايل ارتباطي به كاربران اجازه مي دهد تا در كسري از ثانيه از سراسر دنيا براي يكديگر ايميل بفرستند و به راحتي از بين ميليون ها مطلب مختلف به مطالعه مقالات مورد نظر بپردازند. مطمئنا شما بارها با موضوعات مختلفي از قبيل صفحات وب ، ايميل ها و فايل ها كه از طريق اينترنت ارسال مي شوند مواجه شده ايد. موارد فوق باعث شده اند تا اينترنت تبديل به يك رسانه فعال و ارزشمند شود. اما هيچ يك از فعاليت هاي مذكور بدون Router امكان پذير نخواهد بود. در واقع تمام هستي شبكه به وجود اين وسيله سخت افزاري روتر بستگي دارد و اين در حالي است كه اكثر كسانيكه از اينترنت استفاده مي كنند تا به حال از نزديك با روتر روبرو نشده اند يا حتي اسمي از آن نشنيده اند. روترها كامپيوترهاي تخصصي هستند كه پيغام هاي شما و ديگر كاربران را براي رسيدن به مقصد از بين هزاران مسير ، بهترين مسير را انتخاب و ارسال نامه را تسريع مي بخشند. در اين مقاله ، سعي شده است با ارائه چند مثال عملي كاربردها و وظايف روتر را بصورت كلي بيان كنيم و ببينيم كه روترها چگونه در پشت صحنه اينترنت به فعاليت مشغول مي باشند.
انتقال و مسيريابي ايميل
وقتي ايميلي را به دوستتان در آنسوي كشور ارسال مي كنيد ، چگونه اين پيغام از بين ميليون ها كامپيوتر در جهان تنها به دست دوست شما مي رسد؟
كار اصلي روتر رساندن پيغام ها از كامپيوتري به كامپيوتر ديگر است ، آنها اجزاي بسيار مهمي هستند كه پيغام ها را در بين شبكه ها به جريان مي اندازند.
حال با يك مثال طرز كار يك روتر را با يكديگر مرور خواهيم كرد:
شركت كوچكي را تصور كنيد كه براي شبكه هاي تلويزيوني انيميشن سازي مي كند. شركت مذكور داراي ده كارمند بوده كه هر يك از آنها صاحب يك كامپيوتر مي باشد چهار نفر از آنها انيماتور و بقيه كارمندان فروش ، حسابداري و مديريت هستند. انيماتورها لازم است تا در حين انجام پروژه ها ، تعدادي فايل حجيم را به فرد ديگري ارسال و يا از آن دريافت كنند. براي انجام اين كار ، همگي از شبكه استفاده مي كنند.
زمانيكه يكي از انيماتورها فايلي را براي ديگري مي فرستد ، اين فايل حجيم از بيشترين ظرفيت شبكه استفاده مي كند كه در نهايت منجر به كاهش سرعت شبكه مي گردد ، يكي از دلايل اين است كه كاربري با حجم كاري بالا مي تواند كل شبكه را تحت تاثير قرار دهد. هر بسته اطلاعاتي كه در شبكه محلي از سوي كامپيوتري ارسال مي شود توسط كاربران ديگر قابل روئيت مي باشد. هر يك از كامپيوترها بسته ها را امتحان مي كند تا ببينيد آيا بسته هاي مذكور براي آنها فرستاده شده يا نه؟ كه اين عامل باعث مي شود تا ترافيك شبكه بالا رفته و مشكل باقي بماند و با گسترش شبكه و يا افزايش ميزان فعاليت شبكه ها كارايي آن تحت تاثير قرار خواهد گرفت.
به منظور جلوگيري از تداخل در كار انيماتورها با ساير كارمندان ، شركت در صدد بر مي آيد تا دو شبكه جدا از هم يكي براي انيماتورها و ديگري را براي كارمندان ديگر طراحي كند و آن دو شبكه را با يك روتر به هم متصل كند.
كنترل ترافيك
روتر تنها قطعه و وسيله اي است كه مي تواند پيغام هاي ارسالي از سوي كامپيوترها را داخل شبكه معني و رديابي كند.
وقتي انيماتوري بخواهد فايل حجيمي را به انيماتور ديگري ارسال كند ، روتر آدرس گيرنده را بررسي كرده و ترافيك حاصل از حركت فايل مذكور را در شبكه انيماتورها نگه مي دارد.
هرگاه انيماتوري بخواهد پيغامي را براي دفتر دار بفرستد تا در مورد مبلغ چك پرداخت شده از ايشان سوال كند در اين صورت روتر پس از بررسي آدرس گيرنده ، پيغام را به شبكه دوم راهنمايي و هدايت مي كند.
يكي از ابزارهايي كه توسط روتر مورد استفاده قرار مي گيرد تا مسير يك بسته (Packet ) را مشخص كند جدولي موسوم به Configuration Table مي باشد.
يك روتر دو كار جدا از هم انجام مي دهد كه اين كارها به هم مربوطند.
• اول اينكه مراقب است تا مبادا اطلاعات به جايي كه نياز نباشد ارسال شوند.
• دوم از رسيدن اطلاعات به مقصد مورد نظر اطمينان حاصل مي نمايد.
روترها با انجام اين دو كار مي توانند در ارتباط دادن دو شبكه كامپيوتري مجزا مفيد واقع شوند. روترها با ايجاد ارتباط بين دو شبكه مجزا ، اطلاعات را از يك سوي شبكه به شبكه ديگر انتقال مي دهند و در برخي مواقع ، پروتكل هاي مختلفي را بين دو شبكه انتقال مي دهند. همچنين روتر با توجه به اينكه داراي سيستم عامل ، پردازنده و دستورات كنترلي بوده مي تواند از ورود ترافيك و بسته هاي بي مورد به شبكه جلوگيري مي كند.
با افزايش تعداد شبكه هايي كه به يكديگر وصل مي باشند ، جدول مذكور نيز براي كنترل ترافيك موجود در بين شبكه ها توسعه مي يابد و همسو با اين تغييرات ، قدرت پردازش روتر نيز افزايش مي يابد. از آنجايي كه اينترنت مجموعه عظيمي از ده ها هزار شبكه كوچك و بزرگ مي باشد ، استفاده از روتر امري ضروري مي باشد.
انتقال بسته ها
فرض كنيد مي خواهيد با شخصي كه در آن سوي كشور اقامت دارد تماس تلفني داشته باشيد.در اين صورت بين تلفن شما و شخص دوم يك مدار ثابت برقرار ميشود كه اين مدار از 5 يا 6 مرحله و شايد بيشتر تشكيل شده است : كابل هاي مسي ، سوييچ ، فيبر نوري ، ميكرو ويوها ( امواج كوتاه ) و ماهواره ها. البته اين مراحل تا اتمام مكالمه برقرار مي باشند و كيفيت خط ارتباطي مدار مذكور در طول مدت زمان تماس ثابت باقي مي ماند.
اما اگر در يكي از قسمت هاي مدار مشكلي بوجود آيد مثلاً درختي بشكند و بر روي خط ارتباطي بيفتد و يا سوييچ با مشكل برق روبرو شود در اين صورت تماس شما قطع مي شود. اما اگر بخواهيد ايميلي را به همراه يك ضميمه (Attachment ) به آنسوي كشور خود بفرستيد ، در اين صورت فرآيند آن كاملا متفاوت مي باشد.
ديتاهاي اينترنتي اعم صفحات وب ، فايل و يا ايميل براي جابجايي از سيستمي موسوم بهPacket-Switching Network استفاده مي كنند
در اين سيستم ديتاهاي موجود در يك پيغام يا فايل به بسته هاي 1500 بايتي تقسيم مي شوند. هر يك از اين بسته ها داراي اطلاعاتي از قبيل آدرس فرستنده ، آدرس گيرنده ، محل بسته اطلاعاتي و همچنين حصول اطمينان از صحت و سقم بسته هاي واصله مي باشند.
هر كدام از اين بسته ها را packet مي نامند كه براي رسيدن به مقصد از مسيري مناسب استفاده مي كنند و در صورت بروز مشكل در يك مسير ، روتر مسير ديگري را براي ارسال بسته ها پيشنهاد مي كند ممكن است يك مسير توسط بسته هاي ديگر نيز استفاده شود .
همانطور كه مشاهده كرديد فرآيند مذكور در مقايسه با مدارات مخابراتي در يك ارتباط تلفني كاملا متفاوت است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نماي روبرو و پشت يك روتر سيسكو Cisco 2500
انواع روتر از نظر كارايي
روترها قسمت هاي اصلي اينترنت را تشكيل مي دهند كه قادرند بسته هاي اطلاعاتي را از نو بازسازي كرده و اطلاعات آنها را مورد بررسي قرار داده و يكديگر ( يعني روترهاي همسايه ) را در جريان شرايط مسير قرار دهند. اين شرايط مي توانند مواردي باشند از قبيل: تاخير در دريافت يا ارسال بسته و وضعيت ترافيك در قسمت هاي مختلف شبكه.
وظايف روترها در رده هاي مختلف يكسان نيستند به همين خاطر روترها داراي اندازه هاي مختلفي مي باشند به عنوان مثال:
• اگر بين دو سيستم عامل Windows XP گزينه Internet Connection Sharing را فعال سازيد ، يكي از آن دو به عنوان روتر ساده شروع به كار مي كند كه در اين حالت روتر كار بسيار ساه اي انجام مي دهد يعني براي تعيين مقصد ، ديتا را مورد بررسي قرار مي دهد. اين كار در پس زمينه سيستم اتفاق مي افتد بدون اينكه ساير برنامه هاي در حال اجرا را تحت تاثير قرار دهد به عبارت ديگر يك نوع روتر نرم افزاري است.
• روترهايي كه براي اتصال يك شبكه كوچك اداري به اينترنت مورد استفاده قرار ميگيرند بسيار متفاوتند و كار بيشتري انجام مي دهند. اين روترها قوانين امنيتي را براي شبكه اعمال مي كنند ( سعي دارند تا شبكه را از حملات خاص مصون نگه دارند ) همچنين آنها مي توانند ترافيك را هدايت كنند. اين روترها عموماً قطعات مستقلي هستند كه بدون وابستگي به سيستم عامل سرور در شبكه مشغول به كار مي باشند.
• دسته ديگري از روترها بزرگ تر مي باشند كه در نقاط ويژه ترافيكي مشغول به جابجايي ديتا بوده و در يك لحظه ميليون ها بسته اطلاعاتي را جابجا مي كنند و به صورت موثرتري شبكه را مرتب مي سازند. اين روترها وجوه مشترك زيادي با ابركامپيوترها دارند.
مسيريابي روتر
در اين قسمت به نحوه كار روتر با سايز متوسط نگاهي مي اندازيم. روتري را در نظر بگيريد كه در يك اداره متوسط استفاده مي شود و قرار است ارتباط شبكه محلي ( LAN) را با اينترنت برقرار سازد. بنابراين روتر با دو شبكه در ارتباط است:
• نخست شبكه اي مشتمل بر 50 كامپيوتر و تجهيزات ديگر كه همان شبكه محلي يا LAN مي باشد.
• دوم شبكه اينترنت.
شبكه اداري يا LAN به كمك يك اتصال كابل شبكه با روتر در ارتباط است. اما بين روتر و مركز ISP دو نوع ارتباط وجود دارد:
• ارتباط از طريق خطوط T1 كه سرعت آن معادل 5/1 مگا بيت ثانيه است.
• خطوطISDN كه سرعت آن معادل 128 كيلو بيت در ثانيه مي باشد.
جدول Configuration Table در درون روتر وظيفه دارد بسته هاي ارسالي از داخل به خارج را از خط ارتباطي T1 مسيريابي كرده و به بيرون بفرستد مگر در مواقعي كه خط مذكور به علت نقص فني قابل استفاده نباشد در آن صورت ترافيك به سمت خط ISDN هدايت مي شود به عبارت ديگر خط ISDN به عنوان پشتيبان براي T1 عمل مي كند و در مواقعي كه خط T1 دچار مشكل باشد جدول Configuration درون روتر خود مي داند چه كاري بايد انجام دهد.
روترها علاوه بر هدايت بسته هاي اطلاعاتي از نقطه اي به نقطه ديگر داراي قوانين محدود كننده مي باشند كه نحوه ارتباط و دسترسي كامپيوترهاي بيرون از شبكه را به كامپيوترهاي درون شبكه مشخص مي سازد. هرچند اكثر شركت ها براي حفظ امنيت شبكه از قطعات سخت افزاري و يا نرم افزاري موسوم به Firewall يا ديواره آتش استفاده مي كنند اما با اين وجود جدولConfiguration در روترها نيز براي حفظ امنيت شبكه موجود در شركت داراي دستوراتي مي باشند.
يكي ديگر از وظايف روتر انتقال بسته ها ( Packet ) در شبكه محلي مي باشد. براي تحقق آن ، روتر از طريق Subnet Mask متوجه مي شود كه آيا بسته بايد به خارج برود يا با كامپيوتري در شبكه محلي و داخلي كار دارد.
آگاهي از مقصد ديتا
همانطور كه عنوان شد روترها يكي از ابزارهايي مي باشند كه شبكه هاي كامپيوتري را به هم متصل مي كنند. هاب ها ، سوئيچ ها و روترها همگي سيگنال ها را از كامپيوترها مي گيرند وآنها را به سمت كامپيوترهاي ديگر هدايت مي كنند با اين تفاوت كه روترها تنها ابزاري هستند كه ديتا را در حين عبور ، امتحان كرده و در مورد مقصد دقيق آن تصميم مي گيرد. براي اتخاذ اين تصميم روترها مي بايد آدرس ها و ساختار شبكه را بشناسند.
