معرفی روتر

روتر چیست؟

روتر دستگاهی است که پکت‌ها یا بسته‌های داده را بین شبکه‌های مختلف جابه‌جا می‌کند. در محیط خانگی، وظیفه روتر این است که اینترنت را از مودم بگیرد و آن را بین دستگاه‌های مختلف (موبایل، لپ‌تاپ و…) تقسیم کند. در ادامه به برخی وظایف اصلی مودم پرداخته‌ایم:

• ایجاد شبکه محلی (LAN): روتر یک شبکه خصوصی داخل خانه یا دفتر ایجاد می‌کند تا دستگاه‌ها بتوانند با یکدیگر و با شبکه اینترنت ارتباط برقرار کنند.

• مدیریت ترافیک: تعیین می‌کند که هر بسته داده مربوط به کدام دستگاه است.

• اختصاص آدرس IP: به هر دستگاه یک آدرس شناسایی لوکال موقت Local IP می‌دهد تا در شبکه گم نشوند.

روترها چگونه کار می کنند؟

روتر یا مسیریاب دستگاهی است که وظیفه دارد بسته‌های اطلاعاتی را از یک نقطه به نقطه دیگر در شبکه هدایت کند. وقتی شما در اینترنت چیزی جستجو می‌کنید یا سایتی را باز می‌کنید، اطلاعات باید از مسیرهای مختلفی عبور کند تا به مقصد برسد. این روترها هستند که تصمیم می‌گیرند بهترین و سریع‌ترین مسیر برای عبور این اطلاعات کدام است.

با پیشرفت اینترنت، روش‌های مسیریابی هم هوشمندتر شده‌اند. بعضی از روش‌ها همیشه از مسیرهای از پیش‌تعیین‌شده استفاده می‌کنند، اما روش‌های جدیدتر مسیرها را به‌صورت لحظه‌ای و هوشمند با توجه به وضعیت شبکه انتخاب می‌کنند. روترها طی یک فرآیند ۳ مرحله‌ای داده‌ها را منتقل می‌کنند:

۱. دریافت و بررسی (Read)

وقتی یک بسته داده به روتر می‌رسد، روتر ابتدا Header آن را باز می‌کند. در این قسمت، آدرس IP مقصد نوشته شده است. روتر با خواندن این آدرس می‌فهمد که این بسته قرار است به کجا برود.

۲. تصمیم‌گیری (Consult)

روتر یک نقشه داخلی به نام جدول مسیریابی یا Routing Table دارد. او آدرس مقصد را با این جدول مقایسه می‌کند تا بفهمد:

• آیا مقصد در شبکه داخلی است؟

• یا باید آن را به یک روتر دیگر در اینترنت بفرستد؟

• بهترین و سریع‌ترین مسیر برای رسیدن به آن مقصد کدام است؟

۳. هدایت و ارسال (Forward)

پس از انتخاب مسیر، روتر بسته را از پورت (درگاه) خروجی مناسب به سمت مقصد یا روتر بعدی ارسال می‌کند. این کار در کسری از ثانیه انجام می‌شود.

کاربرد روتر چیست؟

ارسال کردن اطلاعات از مبدأ به مقصد به‌صورت تکست، تصویر، ویدئو و… واضح‌ترین کاربرد یک روتر است. روتر‌ها در سریع‌ترین زمان ممکن داده‌ها یا بسته‌ها را منتقل کرده و مسیرهای مختلفی را برای ارسال این داده‌ها ایجاد می‌کنند. در ادامه به برخی از رایج‌ترین کاربردهای روتر می‌پردازیم:

۱. اشتراک‌گذاری یک خط اینترنت

اصلی‌ترین کاربرد روتر این است که اجازه می‌دهد چندین دستگاه (موبایل، لپ‌تاپ، تلویزیون) هم‌زمان از یک خط اینترنت استفاده کنند.

۲. مدیریت و اختصاص آدرس IP (سرویس DHCP)

روتر به هر دستگاهی که به آن وصل می‌شود، یک آدرس داخلی منحصربه‌فرد می‌دهد. این کار باعث می‌شود داده‌ها در شبکه گم نشوند؛ مثلا وقتی شما با گوشی پیامی می‌فرستید، پاسخ آن دقیقا به گوشی خودتان برگردد،نه به یک دستگاه دیگر.

۳. ایجاد امنیت

روتر به عنوان اولین لایه دفاعی عمل می‌کند. تمام ترافیک ورودی از اینترنت ابتدا توسط روتر بررسی می‌شود. این دستگاه درخواست‌های ناخواسته و نفوذهای احتمالی از بیرون را قبل از رسیدن به سیستم شما مسدود می‌کند.

۴. تشکیل شبکه محلی

روتر اجازه می‌دهد دستگاه‌های داخل یک شبکه LAN بدون نیاز به اینترنت با هم ارتباط داشته باشند. کاربردهای این شبکه:

• انتقال فایل: جابه‌جا کردن فایل بین دو کامپیوتر.

• پرینت بی‌سیم: فرستادن فایل از گوشی برای پرینتری که به روتر وصل است.

• بازی‌های تحت شبکه: اتصال چند کنسول یا سیستم برای بازی گروهی آفلاین.

۵. کنترل و محدودسازی ترافیک (QoS)

در روترهای پیشرفته‌تر می‌توانید تعیین کنید که پهنای باند چگونه مصرف شود. مثلاً اولویت را به “ویدیو کنفرانس” یا “گیمینگ” بدهید تا در صورت دانلود هم‌زمان توسط دیگران، کیفیت کار شما افت نکند.

انواع پروتکل‌های مسیریابی

پس از شناخت دسته‌بندی‌های کلی، در اینجا به بررسی ۷ پروتکل رایج مسیریابی می‌پردازیم:

RIP (Routing Information Protocol)

این پروتکل یکی از قدیمی‌ترین پروتکل‌های مسیریابی است که در دو نسخه ارائه شده است. نسخه اول RIPv1 یک پروتکل Classful است که جدول مسیریابی خود را برای تمامی روترها Broadcast می‌کند. نسخه دوم RIPv2 به صورت Classless عمل کرده و به‌روزرسانی‌ها را از طریق Multicast ارسال می‌کند. به دلیل محدودیت حداکثر ۱۵ هاپ (Hop)، این پروتکل فقط برای شبکه‌های کوچک مناسب است.

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

این پروتکل توسط سیسکو طراحی شده و برخلاف RIP، تا ۲۵۵ پرش را پشتیبانی می‌کند که آن را برای شبکه‌های بزرگتر مناسب می‌سازد. IGRP برای انتخاب بهترین مسیر تنها به تعداد پرش‌ها اکتفا نمی‌کند و معیارهای پهنای باند، تأخیر، بار ترافیکی و قابلیت اطمینان را نیز در نظر می‌گیرد.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

این پروتکل نسخه بهینه و پیشرفته IGRP است. EIGRP یک پروتکل ترکیبی (Hybrid) محسوب می‌شود که ویژگی‌های پروتکل‌های Distance-vector و Link-state را با هم دارد. استفاده از الگوریتم DUAL در این پروتکل باعث می‌شود که در صورت قطع شدن یک مسیر، جایگزین آن با سرعت بسیار بالایی پیدا شود.

OSPF (Open Shortest Path First)

یکی از محبوب‌ترین پروتکل‌های داخلی IGP است که از وضعیت لینک‌ها یا link state برای مسیریابی استفاده می‌کند. OSPF نقشه‌ای کامل از ساختار شبکه را در خود ذخیره کرده و با استفاده از الگوریتم دایجسترا، کوتاه‌ترین و بهینه‌ترین مسیر را برای ارسال داده‌ها محاسبه می‌کند. این پروتکل برای شبکه‌های سازمانی بزرگ بسیار کارآمد است.

EGP (Exterior Gateway Protocol)

این پروتکل در گذشته برای تبادل اطلاعات مسیریابی بین سیستم‌های خودمختار (AS) در لبه شبکه استفاده می‌شد. با وجود این که زمانی بسیار پرکاربرد بود، اما به دلیل ضعف در مدیریت شبکه‌های پیچیده و چندمسیره، منسوخ شد و جای خود را به پروتکل‌های تکامل‌یافته‌تری داد.

BGP (Border Gateway Protocol)

پروتکل BGP در واقع “زبان مشترک اینترنت” است. این پروتکل وظیفه جابه‌جایی داده‌ها بین ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) و سیستم‌های بزرگ جهانی را بر عهده دارد. BGP از پارامترهای متعددی مثل طول مسیر و سیاست‌های امنیتی برای انتخاب مسیر استفاده می‌کند و انعطاف‌پذیری بسیار بالایی برای مدیران شبکه فراهم می‌آورد.

IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System)

این پروتکل شباهت زیادی به OSPF دارد و از نوع Link-state است. IS-IS اطلاعات وضعیت لینک‌ها را در کل شبکه پخش می‌کند تا هر روتر پایگاه داده‌ای از توپولوژی شبکه بسازد. این پروتکل به دلیل پایداری و مقیاس‌پذیری بالا، بیشتر در شبکه‌های زیرساختی و اپراتورهای بزرگ مخابراتی استفاده می‌شود.

فرق مودم و روتر چیست؟

در حالی که مودم و روتر اغلب در یک ظاهر مشابه عرضه می‌شوند، اما دو وظیفه کاملاً متفاوت را در شبکه بر عهده دارند. در ادامه تفاوت‌های کلیدی این دو را از نظر عملکرد و کاربرد بررسی می‌کنیم:

۱. نقش اصلی در اتصال

مودم در واقع وظیفه تبدیل سیگنال‌های آنالوگ از سمت سرویس‌دهنده ISP به داده‌های دیجیتال است. به زبان ساده، مودم اینترنت را «تامین» می‌کند.

از طرفی روتر اینترنت تامین شده توسط مودم را مدیریت و بین دستگاه‌های مختلف (موبایل، لپ‌تاپ، تلویزیون) «توزیع» می‌کند.

۲. توانایی رمزگشایی سیگنال

مودم‌ها دارای تکنولوژی لازم برای برقراری ارتباط با زیرساخت‌های مخابراتی (مثل کابل، فیبر نوری یا ADSL) و رمزگشایی سیگنال‌های اختصاصی ISP هستند. روترها فاقد این توانایی سخت‌افزاری بوده و فقط داده‌های دیجیتالی که از مودم می‌آیند را می‌فهمند.

۳. ایجاد شبکه محلی LAN

یکی از بزرگترین تفاوت‌ها در ایجاد شبکه LAN داخلی است:

• روتر: یک شبکه محلی ایجاد می‌کند که در آن دستگاه‌ها می‌توانند بدون نیاز به اینترنت با یکدیگر ارتباط داشته باشند (مثلا ارسال فایل از لپ‌تاپ به پرینتر).

• مودم: به تنهایی قادر به ایجاد شبکه بین چندین دستگاه نیست و معمولا فقط یک خروجی برای یک دستگاه واحد دارد.

۴. امنیت و مدیریت ترافیک

روترها مجهز به فایروال و قابلیت‌های امنیتی هستند که از دستگاه‌های شما در برابر حملات سایبری محافظت می‌کنند. همچنین روتر امکان مدیریت پهنای باند و محدود کردن دسترسی کاربران را فراهم می‌کند، در حالی که مودم ساده‌ترین سطح ارتباط را بدون مدیریت ترافیک انجام می‌دهد.

۵. دستگاه‌های ترکیبی Gateway

امروزه اکثر دستگاه‌های موجود در بازار، هم‌زمان هم روتر و هم مودم هستند. این دستگاه‌های دوکاره، هر دو واحد را در یک بدنه جای داده‌اند؛ یعنی هم سیگنال را از خط تلفن/فیبر می‌گیرند (مودم) و هم آن را به صورت وای‌فای پخش می‌کنند (روتر).

انواع روتر

روترها را می‌توان بر اساس موارد گوناگونی به گروه‌های مختلفی تقسیم کرد. این دستگاه دو گروه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری دسته‌بندی می‌شود. روترهای نرم‌افزاری تقریبا عملکرد و وظایف مشابهی نسبت به نوع دیگر دارند. در مجموع روترهای سخت‌افزار سرعت بالاتری دارند و قابل‌اعتمادتر هستند.

همچنین روترها را می‌توان در گروه‌های زیر نیز تقسیم‌بندی کرد. درباره انواع این روترها را در ادامه به طور کامل توضیحاتی داده شده است.

• روتر بی‌سیم (Wireless router)

• روتر مسیریاب اصلی (Core router)

• روتر غیرمتمرکز (Edg router)

• روتر سیمی (Wired router)

• روتر مجازی (Virtual routel)

روترها بسته به جایگاهشان در شبکه و حجم ترافیکی که مدیریت می‌کنند، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. شناخت این تفاوت‌ها برای طراحی یک شبکه کارآمد ضروری است:

روتر Core

روترهای Core قدرتمندترین نوع روتر هستند که در مرکز شبکه قرار می‌گیرند. این روترها عمدتا توسط ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) مثل مخابرات، همراه اول یا شرکت‌های ابری بزرگ (گوگل و آمازون) استفاده می‌شوند.

این روترها بیشترین پهنای باند را برای اتصال روترها یا سوئیچ‌های دیگر فراهم می‌کنند. کسب‌وکارهای کوچک به این روتر نیاز ندارند، اما سازمان‌های بسیار بزرگ برای مدیریت ارتباط بین ساختمان‌های مختلف خود از آن استفاده می‌کنند.

روتر Edge

روتر Edge که به آن «Gateway»‌ نیز گفته می‌شود، دورترین نقطه اتصال شبکه داخلی به شبکه‌های خارجی (از جمله اینترنت) است. وظیفه اصلی آن توزیع داده‌ها بین شبکه داخلی و اینترنت است.

این روترها معمولا قابلیت وای‌فای ندارند و تمرکزشان روی پهنای باند بالا و امنیت ورودی است. روتر Edge معمولا فقط پورت‌های اترنت (Ethernet) دارد؛ یک ورودی برای اینترنت و چندین خروجی برای اتصال به روترهای دیگر.

روتر Distribution

روتر Distribution یا روتر داخلی، داده‌ها را از روتر Edge (از طریق کابل) دریافت کرده و آن‌ها را به کاربران نهایی ارسال می‌کند. کاربرد اصلی این روتر مدیریت ترافیک در لایه‌های داخلی شبکه است.

 این روترها داده‌ها را از طریق وای‌فای پخش می‌کنند، هرچند که از پورت‌های فیزیکی برای اتصال مستقیم سیستم‌ها یا روترهای اضافی نیز برخوردار هستند.

روتر وایرلس

این دستگاه‌ها که در خانه‌ها بسیار رایج هستند، در واقع ترکیبی از وظایف روتر Edge و روتر Distribution را انجام می‌دهند. بیش‌ترین کاربرد روترهای وایرلس در شبکه‌های خانگی و دفاتر کوچک است.

اکثر ISPها این روترها را به عنوان تجهیزات استاندارد به مشتری می‌دهند. با این حال، برای کسب‌وکارهای کوچک توصیه می‌شود از روترهای سطح بالاتر استفاده کنند تا امنیت بالاتر و کنترل بیش‌تری روی تعداد کاربران داشته باشند.

روتر Virtual

روتر مجازی برخلاف مدل‌های قبلی، یک قطعه سخت‌افزاری نیست؛ بلکه نرم‌افزاری است که عملکردهای روتر را در فضای ابری شبیه‌سازی می‌کند. این نوع روترها معمولا روی زیرساخت‌هایی مانند سرور مجازی میکروتیک پیاده‌سازی می‌شوند و به سازمان‌ها این امکان را می‌دهند که بدون نیاز به خرید تجهیزات فیزیکی، مدیریت مسیریابی و ترافیک شبکه خود را به‌صورت کاملا انعطاف‌پذیر انجام دهند.

این روترها انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری بالایی دارند و به راحتی می‌توان ظرفیت آن‌ها را کم یا زیاد کرد. هزینه اولیه آن‌ها کمتر است و نیاز به نگهداری سخت‌افزار در محل شرکت را از بین می‌برند.

تفاوت روتر و سوئیچ

تفاوت اصلی روتر و سوئیچ در سطح مدیریت ارتباطات نهفته است. سوئیچ وظیفه دارد چندین دستگاه را در قالب یک شبکه LAN به هم متصل کند، در حالی که روتر برای برقراری ارتباط بین چندین شبکه مختلف (مانند اتصال یک LAN به یک MAN یا اینترنت) طراحی شده است. به همین دلیل، روتر در لایه ۳ (Network Layer) از لایه های شبکه مدل OSI فعالیت می‌کند و با بسته‌های دیتا سروکار دارد، اما سوئیچ در لایه ۲ (Data Link ) متمرکز است و داده‌ها را در قالب فریم (Frame) جابه‌جا می‌کند.

از نظر پروتکل‌ها و سازگاری، روترها به دلیل ماهیت مسیریابی، از قابلیت NAT پشتیبانی می‌کنند تا امکان اشتراک‌گذاری یک IP عمومی بین چندین دستگاه فراهم شود؛ قابلیتی که در سوئیچ‌ها وجود ندارد.

همچنین مکانیزم انتقال در سوئیچ‌های Full Duplex به گونه‌ای است که احتمال برخورد یا Collision داده‌ها را به صفر می‌رساند، در حالی که در روترها با وجود مدیریت ترافیک، احتمال بروز تصادم در بسته‌ها هنوز وجود دارد.

در نهایت، تنوع عملکردی این دو دستگاه در متدهای پردازشی آن‌هاست. روترها از الگوریتم‌های مسیریابی تطبیقی و غیرتطبیقی برای هدایت ترافیک استفاده می‌کنند، اما سوئیچینگ بر پایه روش‌های Circuit، Packet و Message کار می‌کند. از نظر گستره جغرافیایی نیز، سوئیچ تنها در محدوده شبکه‌های محلی کاربرد دارد، اما روتر توانایی مدیریت ارتباطات در شبکه‌های وسیع‌تر شهری (MAN) را نیز داراست.

مشکلات امنیتی routerها چه چیزهایی هستند؟

در روترها مشکلات امنیتی گوناگونی دیده می‌شود. این دستگاه می‌تواند مورد هدف هکرها قرار بگیرد و در نتیجه هکرها به دستگاه یا سیستم شما نفوذ می‌کنند. برخی از روترها آن‌قدر آسیب‌پذیر هستند که بهتر است از آن‌ها استفاده نشود. البته می‌توانید با انجام مراحلی یا تنظیماتی مقداری امنیت آن‌ها را بالا برد. در مجموع تهدیدات و مشکلات امنیتی زیادی برای روترها وجود دارد.
برخی از تهدیدات و مشکلات امنیتی که برای روترها وجود دارد عبارت‌اند از:

• آسیب‌پذیری‌ها اکسپلویت‌ها (Vulnerability exploits)

• دسترسی غیرمجاز (unauthorized access)

• نشست‌ربایی (session hijacking)

• حملات مسیریابی یا تغییر مسیر rerouting attacks))

• حمله محروم‌سازی از سرویس (DoS attack)

• شنود شبکه eavesdropping))

• سرقت هویت (information theft)

• masquerading

مزایای استفاده از روتر چه چیزی است؟

درست است که روترها مشکلات امنیتی دارند اما همچنان از مودم‌ها امن‌تر هستند. به همین علت برای یکی از مزایای استفاده از روتر، می‌توان به امنیت بالای آن اشاره کرد. مزیت بسیار خوب روترها در این است که امکان اتصال چند دستگاه به اینترنت یا اتصال چند دستگاه به یکدیگر را به شما می‌دهند. در نبود اینترنت نیز می‌توان از یک روتر استفاده کرد و دستگاه‌های مختلف را به یکدیگر وصل کرد. به بیان دیگر افزون بر مزیت‌ها درخشانی که روتر برای استفاده از اینترنت به شما می‌دهد؛ در نبود اینترنت نیز دستگاه‌های شما به‌وسیله روتر قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند.

راهنمای خرید روتر

یک روتر خوب باید ویژگی‌های کاربردی و امنیت بالایی داشته باشد. همچنین روترها در قیمت‌های مختلفی در بازار عرضه می‌شوند؛ بنابراین با در نظر گرفتن بودجه می‌توانید یک روتر مناسب و متناسب با نیازهای خود خریداری کنید. به‌طورکلی یک روتر عالی باید از سرعت اینترنت شما پشتیبانی کند و تعادل بار (Load Balancing) داشته باشد. روترهای که دو بانده هستند و پورت شبکه گیگ و قدرت پردازش بالایی دارند؛ بهتر هستند. همچنین یک روتر خیلی خوب باید حداقل 128 مگابایت رم و اپلیکیشن داشته باشد. اپلیکیشن این امکان را به شما می‌دهد که حتی از راه دور به روتر دسترسی داشته باشید و فعالیت آن را زیر نظر بگیرید. در آخر بهتر است روتری تهیه کنید که از USB پشتیبانی کند.

سخن پایانی

امید است درباره روتر اطلاعات مفیدی و جامعی کسب کرده باشید، در این مقاله سعی برا این داشتیم که پاسخ به سوال روتر چیست؟ را به طور کامل بررسی کنیم و در آخر بتوانید یک روتر مناسب برای خود تهیه کنید. همچنین این موضوع را فراموش نکنید که در بین تجهیزات شبکه، روتر از هوشمندترین و کاربردی‌ترین تجهیزات به‌حساب می‌آید.