روتر

روتر

 روتر را اگر بخواهیم از نظر لغوی معنا کنیم می توانیم به آن مسیریاب بگوییم. این روترها یا مسیریاب ها تجهیزات فیزیکی هستند که چندین شبکه بی سیم یا کابلی را به یکدیگر متصل می کنند. و این همان تجهیزی است که در اینترنت مشخص می کند بسته های اطلاعاتی از کدام مسیر به مقصد برسند و در نهایت رسیدن آن به مقصد را کنترل می کند از نظر فنی یک روتر یک گذرگاه لایه ۳ است یعنی روتر های کابلی یا بی سیم شبکه ها را مانند یک گذرگاه به یکدیگر متصل می نمایند و این لایه همان لایه در مدل معروف شبکه یا مدل OSI است.

شبکه های خانگی معمولاً از یک IP یا پروتکل اینترنت استفاده می کنند که می تواند کابلی یا بی سیم باشد. پروتکل IP معمول ترین لایه مورد استفاده در لایه های OSI است. یک روتر IP مانند مودم‌های DSL یا مودم های کابلی سرعت بالا شبکه خانگی LAN را به شبکه WAN اینترنت متصل می کند.

روترها با جمع آوری و نگهداری اطلاعات مربوط به پیکربندی در یک حافظه که به آن جدول مسیریابی می گویند، روترها توانایی فیلتر ترافیک ورودی و خروجی بسته به IP فرستنده و گیرنده را دارند.

بعضی روترها به شبکه‌های خانگی امکان آپدیت جدول مسیریابی از طریق یک مرورگر اینترنتی را می دهند.  روترهای باند پهن وظایف یک روتر را با عملکرد یک سوئیچ و فایروال در یک واحد ترکیب کرده اند.

انواع روترها 

روترها را می توان به دو گروه عمده سخت افزاری و نرم افزاری تقسیم نمود:

روترهای سخت افزاری 

سخت افزارهایی می باشند که نرم افزارهای خاص تولید شده توسط تولید کنندگان را اجرا می نمایند (در حال حاضر صرفا به صورت black box به آنان نگاه می کنیم ). قابلیت روتینگ را برای روترها فراهم نموده تا آنان مهمترین و شاید ساده ترین وظیفه خود که ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است را بخوبی انجام دهند. اکثر شرکت ها ترجیح می دهند که از روترهای سخت افزاری استفاده نمایند چراکه آنان در مقایسه با روترهای نرم افزاری، دارای سرعت و اعتماد پذیری بیشتری می باشند . شکل زیر یک نمونه روتر را نشان می دهد.

روترروتر سخت‌افزاری

روترهای نرم‌افزاری

عملکردی مشابه با روترهای سخت افزاری بوده و مسئولیت اصلی آنان نیز ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. یک روتر نرم افزاری می تواند یک سرویس دهنده NT  ، یک سرویس دهنده نت  و یا یک سرویس دهنده لینوکس باشد . تمامی سیستم های عامل شبکه ای مطرح، دارای قابلیت های روتینگ از قبل تعبیه شده می باشند.

در اکثر موارد از روترها به عنوان فایروال و یا gateway  اینترنت، استفاده می‌گردد . در این رابطه لازم است به یکی از مهمترین تفاوت های موجود بین روترهای نرم افزاری و سخت افزاری اشاره گردد:

در اکثر موارد نمی توان یک روتر نرم افزاری را جایگزین یک روتر سخت افزاری نمود، چرا که روترهای سخت افزاری دارای سخت افزار لازم و از قبل تعبیه شده ای می باشند که به آنان امکان اتصال به یک لینک خاص WAN ( از نوع Frame Relay ،ISDN و یا ATM ) را خواهد داد. یک روتر نرم افزاری (نظیر سرویس دهنده ویندوز ) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکه LAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه های WAN از طریق روترهای سخت افزاری، انجام خواهد شد.

مثال ۱ :  استفاده از روتر به منظور اتصال دو شبکه به یکدیگر و ارتباط به اینترنت

فرض کنید از یک روتر مطابق شکل زیر به منظور اتصال دو شبکه LAN به یکدیگر و اینترنت، استفاده شده است. زمانی که روتر داده ای را از طریق یک شبکه LAN و یا اینترنت دریافت می نماید، پس از بررسی آدرس مبدا و مقصد٬ داده دریافتی را برای هر یک از شبکه ها و یا اینترنت ارسال می نماید.

روتر استفاده شده در شکل زیر ، شبکه را به دو بخش متفاوت تقسیم نموده است .( دو شبکه مجزاء ). هر شبکه دارای یک هاب است که تمامی کامپیوترهای موجود در شبکه به آن متصل شده اند. علاوه بر موارد فوق، روتر استفاده شده دارای اینترفیس های لازم به منظور اتصال هر شبکه به آن بوده و از یک اینترفیس دیگر به منظور اتصال به اینترنت، استفاده می نماید. بدین ترتیب، روتر قادر است داده مورد نظر را به مقصد درست، ارسال نماید .

 مثال ۲:  استفاده از روتر در یک شبکه LAN

فرض کنید از یک روتر مطابق شکل زیر در یک شبکه LAN، استفاده شده است. در مدل فوق، هر یک از دستگاههای موجود در شبکه با روتر موجود نظیر یک gateway برخورد می نمایند. بدین ترتیب، هر یک از ماشین های موجود بر روی شبکه LAN که قصد ارسال یک بسته اطلاعاتی ( اینترنت و یا هر محل خارج از شبکه LAN ) را داشته باشند. بسته اطلاعاتی مورد نظر را برای gateway ارسال می نمایند. روتر ( gateway ) نسبت به محل ارسال داده دارای آگاهی لازم می باشد. ( در زمان تنظیم خصلت های پروتکل TCP/IP برای هر یک از ماشین های موجود در شبکه یک آدرس IP برای gateway در نظر گرفته می شود ). 

شکل زیر نحوه استفاده از یک روتر به منظور دستیابی کاربران به اینترنت در شبکه LAN را نشان می دهد:

مهمترین ویژگی های یک روتر

  • روترها دستگاههای لایه سوم ( مدل مرجع OSI ) می باشند .
  • روترها مادامیکه برنامه ریزی نگردند ، امکان توزیع داده را نخواهند داشت .
  • اکثر روترهای مهم  دارای سیستم عامل اختصاصی خاص خود می باشند .
  • روترها از پروتکل های خاصی به منظور مبادله اطلاعات ضروری خود ( منظور داده نیست ) ، استفاده می نمایند .
  • نحوه عملکرد یک روتر در اینترنت : مسیر ایجاد شده برای انجام مبادله اطلاعاتی بین سرویس گیرنده و سرویس دهنده در تمامی مدت زمان انجام تراکش ثابت و یکسان نبوده و متناسب با وضعیت ترافیک موجود و در دسترس بودن مسیر، تغییر می نماید.

عناصر داخلی روتر

  • پردازنده (CPU

پردازنده مسئولیت اجرای دستورالعمل ها در سیستم عامل را برعهده دارد . مقداردهی اولیه سیستم ، عملیات روتینگ و کنترل اینترفیس شبکه از جمله وظایف یک پردازنده می باشد . CPU ،‌ یک ریزپردازنده است و در روترهای بزرگ ممکن است از چندین پردازنده استفاده گردد.

  • حافظه اصلی (RAM)

از حافظه فوق به منظور ذخیره اطلاعات جدول روتینگ ، صف های بسته های اطلاعاتی ، اجراء پیکربندی و cache سوئیچینگ سریع استفاده می‌گردد . در اکثر روترها ، حافظه RAM فضای زمان اجراء برای نرم افزار IOS  و زیر سیستم های مربوطه را فراهم می نماید . حافظه RAM منطقا” به دو بخش حافظه پردازنده اصلی  و حافظه ورودی و خروجی مشترک تقسیم می گردد .  از حافظه ورودی و خروجی مشترک ( Shared I/O ) توسط اینترفیس ها و به منظور  ذخیره  موقت بسته های‌ اطلاعاتی استفاده می گردد. با توجه به تکنولوژی استفاده شده در ساخت اینگونه حافظه ها ، پس از خاموش کردن و یا راه اندازی مجدد روتر اطلاعات موجود در حافطه RAM حذف می گردد . حافظه های فوق معمولا” از نوع DRAM ( حافظه RAM پویا ) بوده و می توان با افزودن ماژول های DIMMsظرفیت آنان را تغییر و افزایش داد .

  • حافظه فلش (Flash)

از این نوع حافظه ها  به منظور ذخیره نسخه کامل نرم افزار IOS استفاده می‌ گردد . روتر، معمولا” IOS پیش فرض خود را از  حافظه فلش دریافت می نماید . با توجه به تکنولوژی استفاده شده در ساخت اینگونه حافظه ها ، همواره می توان نرم افزار ذخیره شده درون آنان را ارتقاء و با یک نسخه جدید جایگزین نمود . IOSممکن است به صورت فشرده و یا معمولی ذخیره شده باشد . در اکثر روترها یک نسخه اجرائی از IOS در زمان راه اندازی روتر به حافظه RAM  انتقال می یابد . در سایر روترها ،  IOS ممکن است مستقیما” از طریق حافظه فلش اجراء گردد . با افزودن و یا تعویض ماژول های SIMMs و یا کارت های PCMCIA می‌ توان ظرفیت حافظه فلش را ارتقاء داد .

  • حافظه NVRAM 

 از این نوع حافظه های غیر فرار به منظور ذخیره پیکربندی راه اندازی روتر استفاده می گردد . در برخی دستگاه ها ، NVRAM بر اساس تکنولوژی EEPROMs  و  در سایر دستگاه ها به صورت حافظه های فلش پیاده سازی می گردد. اطلاعات موجود در  NVRAM  پس از خاموش شدن و یا راه اندازی مجدد روتر از بین نخواهند رفت .

  • گذرگاه ها (Buses) 

اکثر روترها شامل یک گذرگاه سیستم و یک گذرگاه پردازنده می‌باشند . از گذرگاه سیستم به منظور مبادله اطلاعات بین پردازنده و اینترفیس ها و یا تجهیزات جانبی نصب شده در یکی از اسلات های سیستم ، استفاده می گردد . گذرگاه فوق مسئولیت مبادله  بسته های اطلاعاتی به اینترفیس ها را برعهده دارد ( دریافت و ارسال ).
گذرگاه  پردازنده توسط پردازنده و به منظور دستیابی عناصر از طریق حافظه اصلی روتر استفاده می گردد. این گذرگاه مسئولیت مبادله دستورالعمل ها و داده به یک  آدرس خاص از حافظه را برعهده دارد ( ذخیره و بازیابی ).

  • حافظه ROM 

از این نوع حافظه به منظور ذخیره دائم کد اشکال زدائی راه انداز ( ROM Monitor ) استفاده می‌گردد . مهمترین وظیفه حافظه ROM ، تست و عیب یابی سخت افزار در زمان راه اندازی روتر و استقرار نرم افزار IOS از حافظه فلش  به درون حافظه RAM می‌باشد . برخی روترها دارای یک نسخه خاص و سبک تر  از  IOS می باشند  که می توان  از آن به عنوان یک گزینه و منبع  جایگزین  در زمان راه اندازی روتر استفاده نمود .اطلاعات موجود در اینگونه حافظه ها را نمی توان حذف نمود و در صورت نیاز به ارتقاء ، می‌بایست تراشه مربوطه را تعویض نمود .

 

  • اینترفیس ها 

اینترفیس ها مسئولیت اتصالات روتر به دنیای خارج را برعهده داشته و  می توان آنان را به سه گروه عمده تقسیم نمود:


      اینترفیس های مختص شبکه محلی :  این نوع اینترفیس ها معمولا” یکی از گزینه های متفاوت اترنت و یا Token Ringمی باشند . اینترفیس های فوق دارای تراشه های کنترلی خاصی می باشند که منطق لازم برای اتصال سیستم به محیط انتقال را ارائه می نمایند . پیکربندی اینترفیس های فوق ممکن است به صورت ثابت و یا  ماژولار ( پیمانه ای و قابل افزایش با توجه به نیاز ) باشد .

    اینترفیس های مختص شبکه WAN  : شامل  اینترفیس های سریال  ، ISDN  و CSUs ( برگرفته از Channel Service Unit ) می باشد. همانند اینترفیس شبکه های محلی ، این نوع اینترفیس ها نیز دارای تراشه های کنترلی خاصی می باشند که منطق لازم برای اتصال سیستم به محیط انتقال را ارائه می نمایند . پیکربندی اینترفیس های فوق ممکن است به صورت ثابت و یا  ماژولار باشد .

   اینترفیس  های کنسول و کمکی : این نوع اینترفیس ها ، پورت های سریالی می باشند که از آنان جهت پیکربندی اولیه روتر استفاده می گردد . پورت های فوق را نمی توان به عنوان پورت های شبکه در نظر گرفت و از آنان  صرفا” جهت برقراری ارتباط از طریق پورت های ارتباطی کامپیوتر و یا مودم استفاده بعمل می آید.

  • منبع تغذیه 

منبع تغذیه توان لازم برای عملکرد صحیح عناصر داخلی روتر را تامین می نماید . روترهای بزرگ ممکن است دارای چندین منبع تغذیه باشند . در روترهای کوچک منبع تغذیه ممکن است به صورت External باشد .

محل نصب عناصر داخلی درون روتر

برای استفاده از روتر لازم نیست که با محل نصب عناصر اشاره شده درون روتر آشنا باشیم ولی در برخی موارد نظیر ارتقاء حافظه این موضوع می تواند ضرورت خاص خود را داشته باشد .
نوع عناصر و محل نصب آنان در روترها با توجه به مدل آنان می تواند متفاوت و متغیر باشد . شکل زیر عناصر اصلی داخلی در یک روتر ۲۶۰۰ را نشان می دهد .

عناصر اصلی داخلی روتر 2600
عناصر اصلی داخلی روتر ۲۶۰۰ ( منبع : سایت سیسکو )

شکل زیر برخی کانکتورهای خارجی یک روتر ۲۶۰۰ را نشان می دهد .

   کانکتورهای خارجی روتر 2600
 کانکتورهای خارجی روتر ۲۶۰۰  ( منبع : سایت سیسکو )

سوئیچ و انواع آن

با ما تماس بگیرید

 

0 پاسخ ها

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *