В наше время практически в каждой квартире и доме есть своя беспроводная сеть с выходом в интернет. Такая сеть существенно упрощает использование интернет-ресурсов. Однако мало кто знает, как работает такая сеть, что такое роутер, и при этом довольно много людей хотели бы понимать принцип работы такого оборудования. Именно об этом и пойдет речь далее. Мы расскажем, как работает роутер и в чем его основные функции.
Что такое роутер
Наверное, наиболее важным вопросом, с которого стоит начать, является, что такое роутер и как он работает. Само слово router является английским и переводится буквально так – «маршрутизатор». Это означает, что устройство назначает некие маршруты.
Чтобы это правильно объяснить, нужно хотя бы в двух словах описать, как работает сеть. Есть абонентское и серверное устройство. Сервер выполняет функции базовой станции. Именно через него проходят все запросы, исходящие из абонентских ПК. В свою очередь абонентские компьютеры выдают запросы, так называемые пакеты с данными (каждый пакет имеет адрес назначения), сервер эти пакеты принимает и высылает ответ. Вот в этой схеме роутер выполняет роль серверной станции.
Если же маршрутизатор подключен к глобальной сети, то он просто перенаправляет пакеты с данными от ПК к серверу (провайдеру), являясь посредником. В чем и заключается назначение маршрутизатора – собирать от компьютеров запросы и перенаправлять их дальше к провайдеру, а провайдер перенаправляет их еще дальше – на другие серверные станции, и так далее.
Сам маршрутизатор – это целый мини-компьютер. Он имеет свой центральный процессор, свою оперативную память и разные модули связи.
Благодаря этому роутер имеет возможность принимать и обрабатывать сигналы, создавать надежную схему защиты, управлять потоками данных и так далее.
Итак, мы разобрали, что это за устройство, теперь перейдем к вопросу, как работает Wi-Fi роутер.
Принцип работы
Мы уже знаем, что принцип работы маршрутизатора заключается в том, чтобы назначать и перераспределять потоки данных (определенные маршруты) между абонентскими устройствами и серверными станциями. Стоит отметить, что по умолчанию скорость доступа между разными устройствами делится поровну. Иными словами, в памяти роутера содержится некая таблица маршрутизации, в которой прописаны определенные протоколы, по которым работает вся система.
Именно эта таблица и определяет пути, по которым направляются пакеты данных: в ней содержатся все адреса подключенных компьютеров и провайдера (то есть всех устройств, которые входят в сеть).
Благодаря этой таблице создается организованная сеть, в которой каждый сигнал имеет свой путь и не перебивается с другими. Причем схема роутера так настроена, что каждый сигнал от каждого подключенного компьютера имеет наиболее оптимальный маршрут и минимальное время получения ответа.
Конечно, это еще не ответ на вопрос, как работает Wi-Fi роутер. Тут есть масса тонкостей и нюансов. Например, каждое подключенное устройство получает свой уникальный адрес. За это отвечает протокол DHCP. А для того чтобы подобрать наиболее оптимальный маршрут для каждого из подключенных ПК, роутер время от времени посылает сигнал по каждому из адресов. Это позволяет постоянно обновлять информацию о сети, сохраняя актуальное положение карты всей сети – это называется «Динамическая маршрутизация».
DHCP – это весьма удобная функция. Но в некоторых случаях в целях безопасности эту функцию необходимо отключить. Если DHCP-сервер отключен, то параметры сети (в частности сетевой адрес) устанавливаются вручную, что позволяет исключить определенные ошибки – это называется «Статическая маршрутизация».
Протоколы беспроводной связи
Так как у нас стоит вопрос, как работает Wi-Fi роутер для дома, то стоит уделить внимание беспроводной связи. По сути это самая обычная радиосвязь. Здесь нужно отметить, что существуют разные протоколы этой связи и работают они на разных частотах:
- 802.11b – 2,4 ГГц. Это устаревший протокол, который позволяет передавать данные на скорости до 11 Мбитс;
- 802.11g – более новое решение, хотя и работает на той же частоте, но скорость соединения увеличена до 54 Мбитс;
- 802.11n – это новый стандарт, который работает на частоте 2,4 ГГц и 5 ГГц. Благодаря изменению частоты сигнала получилось избежать массу недостатков Wi-Fi, связанных с перебиванием радиосигнала, а также увеличить скорость передачи до 300 Мбитс (в теории до 600 Мбитс). Здесь примечательно, что этот стандарт работает сразу в двух частотных диапазонах, благодаря чему с таким протоколом могут работать как старые, так и новые устройства.
Существуют и другие стандарты, однако в домашних условиях они используются крайне редко, так как в этом просто нет смысла. Ведь большинство современных провайдеров предоставляют скорость не более 100 Мбитс. Самый последний стандарт – это 802.11ac, который позволяет передавать данные со скоростью до 7 Гигабитс.
Здесь стоит также отметить, что чем выше скорость, тем меньше радиус покрытия. Это обуславливается принципом работы радиоволн. Старые стандарты (802.11b и g) имеют больший радиус покрытия, чем новый – ас. Зато ac имеет более высокую скорость передачи данных.
Принцип работы Wi-Fi роутера всегда остается одним и тем же – посредник между абонентским устройством и провайдером. Меняется только способ подключения к маршрутизатору.
Обычные стационарные компьютеры не оснащены беспроводными модулями и единственным вариантом подключения для них остается кабельное соединение. Однако, если говорить о ноутбуках, смартфонах и планшетах, то все эти устройства оснащены Wi-Fi модулями, что позволяет подключаться к сети без использования каких-либо проводов.
Стоит отметить, что поскольку ноутбук (смартфон или планшет) оснащен беспроводным адаптером, то с его помощью можно не только принимать сигналы, но и раздавать сеть, превращая ноутбук в виртуальный роутер.
Возникает вопрос, как работает Wi-Fi роутер на компьютере? Здесь нет никаких отличий. Операционная система сама по себе имеет встроенную таблицу маршрутизации, и поэтому, создавая виртуальную сеть (раздачу), вы просто задействуете эту таблицу, и компьютер будет выполнять функции того же роутера.
Итак, мы рассмотрели, что это такое – Wi-Fi роутер, и как он работает. Теперь рассмотрим принцип работы системы безопасности. Это важный вопрос, так как взлом сети грозит потерей личных данных, которые злоумышленник может использовать в своих целях. Кроме этого, посторонний пользователь может взломать сеть, просто чтобы заходить в интернет «на халяву», а ведь у многих тариф имеет определенные ограничения как по скорости, так и по трафику. Поэтому о безопасности следует задуматься в первую очередь.
Сразу стоит отметить, что существуют разные режимы работы системы безопасности, которые вы сами можете настраивать. Для того чтобы настроить режим безопасности, вам потребуется . Далее нужно перейти в раздел «Беспроводной режим» или «Wi-Fi» (на разных моделях может быть по-разному). Здесь вы найдете подраздел «Безопасность» или «Защита беспроводного режима».
Далее нужно просто выбрать режим работы Wi-Fi роутера. Как правило, в домашних сетях используется упрощенная система безопасности WPA-PSK или WPA2-PSK. Для исключения определенных неприятностей лучше всего выбирать смешанный режим WPA-PSKWPA2-PSK mixed. После выбора этого режима остается только назначить (придумать и ввести) сложный пароль и сохранить параметры.
Если говорить о корпоративных сетях, то здесь все сложнее. Такие сети требуют более высокого уровня защиты, так как кража корпоративных данных влечет за собой более серьезные последствия. Поэтому во многих маршрутизаторах существует такой режим защиты, как WPA-WPA2 Enterprise. Здесь я лишь уточню, что данная функция используется только системными администраторами в серьезных компаниях, когда защита стоит на первом месте.
Итак, мы провели краткий обзор, как работает маршрутизатор, – для чайников. Конечно, это очень обширная тема и здесь есть множество нюансов. Но в целом мы рассмотрели предназначение роутера и саму суть его работы.
Как работает маршрутизатор: Видео
Современную жизнь уже тяжело представить без соединения с всемирной паутиной, а именно с сетью Интернет. Все его преимущества открываются в работе, учебе и, конечно же, развлечениях. Ведь нам открываются практически безграничные возможности, например можно общаться с друзьями в реальном времени, даже если находятся они на другой стороне планеты. Тут также можно достать любую, необходимую информацию или просто утолить свой интерес к знаниям. Интернет уже давно закрепился как неотъемлемая часть нашей жизни, тем более что без него будет трудно назвать ее современной. С каждым годом все большую популярность набирают и приспособления использующие технологию Wi-Fi.
Что такое Wi-Fi
Эта связь специально разрабатывалась именно для беспроводного доступа к ресурсам Интернета. Лишь после крупных доработок ее смогли использовать для передачи файлов между несколькими компьютерами. Wi-Fi расшифровывается как Wireless Fidelity, что в переводе означает – стандарт беспроводной связи, который может объединить в себе сразу же несколько протоколов (различные типы кодировки данных). Впервые установить соединение такого формата удалось в 1991 году в небольшом городке Ньивеген (Нидерланды). Создателем этой революционной технологии стала NCR Corporation /AT&T. На сегодняшний день все большее распространение набирают различные интернет-кафе, в которых посетители могут, посидев за чашечкой кофе выйти в сеть Интернет. Это оказалось очень популярной идеей, ведь скорость такого подключения не уступает проводной сети. Для того чтобы свободно пользоваться всеми преимуществами этой технологии необходимо правильно настроить специальные адаптеры, встроенные в мобильные устройства (ноутбуки, смартфоны, планшеты, коммуникаторы) или устанавливающиеся отдельно (чаще всего эти настройки устанавливаются по-умолчанию и пользователю нужно только выбрать подходящую сеть). Многие специалисты утверждают, что в недалеком будущем на смену привычной GSM связи (мобильная связь) придет тотальная wi-fi сеть.
| Преимущества Wi-Fi | Недостатки Wi-Fi |
|
|
Важно помнить, что у каждого складывается свое, индивидуальное мнение. Такая сеть может с первого дня прекрасно подойти одному человеку, другой при этом не увидит преимуществ через месяц. Тем не менее, у этой технологии намного больше позитивных сторон, чем негативных.
Начну с того, что проводные средства связи на сегодняшний день приобретают оттенок анахронизма. Ведь проводные сети - это технология прошлого века. Сегодня даже компьютеры продаются без проводов (моноблоки), что уж тут говорить о сети Интернет. Но, так или иначе, не все знают, какие виды беспроводной связи существуют. Сегодня мы узнаем, что такое вай-фай и что можно с его помощью делать.
Никаких проводов!
Первой и принципиальной отличительной чертой данного способа связи является полное отсутствие шнуров и проводов. Что такое вай-фай? Это способ подключения устройства к Интернету посредством радиоканала. При таком способе всевозможные проблемы с повреждением кабелей, штекеров и прочего соединительного оборудования полностью исчезают. Существует много видов беспроводных сетей. Но почему же наибольшую популярность завоевал именно вай-фай? Да потому что эта технология, благодаря области действия и скорости передачи, является самым оптимальным вариантом из всех возможных. Почему никто не устанавливает в своей квартире WiMax? Потому что это слишком дорогое удовольствие, которое, по сути, рядовому пользователю просто ни к чему. Для крупной корпорации организация беспроводной сети WiMax ещё может быть экономически оправдана. А вот вай-фай подходит для использования практически всеми! Радиус его действия распространяется на всю площадь квартиры либо дома, скорость соединения не заставляет в исступлении пялиться на экран и ждать, пока загрузится страничка ВКонтакте.
Разновидности Wi-Fi
Беспроводная сеть Wi-Fi имеет следующие разновидности: IEEE 802.11b , IEEE 802.11 a, IEEE 802.11 g . Все они различаются между собой по пропускной способности. Самым популярным и распространенным вариантом считается модель с буквой b на конце. Максимальная пропускная способность такого способа передачи данных внушительна - 11 Мбит/сек. Да и рабочий диапазон вполне велик - 100 метров с учётом злополучных препятствий в виде стен, металлических конструкций и прочего. А на открытой местности этот диапазон, как правило, увеличивается в 2-3 раза, в то время как скорость передачи может достигать до 40 Мбит/сек.
Чем хорош?
Что такое вай-фай? Самый удобный способ выхода в сеть! Ведь для того чтобы войти в интернет, пользователю всего-навсего нужно находиться в радиусе действия точки доступа Wi-Fi и нажать одну кнопочку, запускающую необходимые системы на устройстве. И всё. Дальше все настройки и само подключение производятся автоматически. Еще один плюс такой беспроводной сети - она устанавливается на все портативные устройства, будь то смартфон, планшет или ноутбук. Кроме того, на сегодняшний день во всех культурных и публичных местах устанавливаются точки доступа Wi-Fi. Любой пользователь, имеющий в своем распоряжении портативное устройство, может бесплатно зайти в сеть и насладиться высокой скоростью серфинга. Надеюсь, теперь вы знаете, что такое вай-фай! Это принципиально новый и оптимальный способ подключения к интернету, гарантирующий высокоскоростной и стабильный доступ без каких-либо проводов.
Точки доступа к Сети с помощью вайфая в настоящее время наличествуют почти в каждом доме, а также в барах, ресторанах, даже парках отдыха и прочих публичных местах, поскольку WiFi – универсальный способ, отличающийся удобством, достойной скоростью и безопасностью. Уже сегодня стала доступной система «умный дом», которая позволяет управлять всеми электронными устройствами в доме (компьютер, телевизор и пр.) из любой комнаты при помощи одного-единственного пульта. И с каждым годом ее внедряют все в большем количестве квартир.
Как работает беспроводная сеть WiFi
Wi-Fi работает несколько иначе, нежели проводная сеть. Источник доступа в Интернет в данном случае – это технология пакетной передачи данных Ethernet. Доступ к ней обеспечивается посредством стационарного подключения. Чтобы пользоваться удобствами Всемирной паутины, нужно иметь т. н. роутер, или маршрутизатор, который будет осуществлять передачу информации через каналы определенной частоты.
Чтобы не спутать сети, передающиеся каждая на своей частоте, при помощи стационарного компьютера, к которому подключен роутер, каждой сети присваивается свое название. Сеть может быть общедоступной, то есть к ней может подключиться кто угодно, имея подходящее устройство и находясь в пределах зоны покрытия, либо защищенной при помощи пароля, который задает пользователь. Ввод пароля, как правило, необходим лишь при первом подключении к сети, после чего он сохраняется в базе устройства.
Роль точки раздачи Wi-Fi может исполнять не только маршрутизатор, но и смартфон, в котором присутствует специальный модуль. Научить свой роутер «раздавать» беспроводной Интернет можно самостоятельно, воспользовавшись инструкциями, которые в Сети встречаются в изобилии.
Где используется Wi-Fi
Пользоваться благами беспроводного доступа к Сети в своей квартире/доме может любой частный пользователь, приобретший и настроивший Wi-Fi роутер. Оснастить Wi-Fi модулем можно любую современную электронику, будь то компьютер, телевизор или чайник, после чего при наличии маршрутизатора и пульта управления ей можно будет управлять дистанционно, расширив ее возможности.
В общественных заведениях вайфай также используется почти повсеместно. Подключиться к Интернету при помощи своего ноутбука, планшетного ПК или смартфона можно практически в любом ресторане, баре, кафе, ТРК, гостинице. Точки доступа WiFi сегодня также работают во многих библиотеках, ПКиО и вокзалах. Это делает пребывание пользователя в общественном месте более комфортным и продолжительным.
Юридические лица тоже используют достоинства подключения Wi-Fi в своих целях. Установив мощную точку доступа к беспроводной сети с расширенной зоной покрытия, можно дополнить стационарное подключение к Всемирной паутине или даже вовсе его заменить. И чем больше у сотрудников фирмы ноутбуков и других переносных технических устройств, тем целесообразнее использование вайфая.
Тем не менее, сферы применения Wi-Fi не ограничиваются вышеперечисленными местами. Беспроводным подключением в Сети сегодня можно воспользоваться и в трамваях, и в медицинских учреждениях, и даже в самолете.
Стандарты сетей
Институтом инженеров электротехники и электроники, или IEEE, на сегодняшний момент разработаны следующие стандарты Wi-Fi сетей:
- IEEE 802.11 – основной стандарт с низкой скоростью передачи данных;
- IEEE 802.11b позволяет возможной передачу информации на частоте 2.4 GHz со скоростью 11 Мбит/сек;
- IEEE 802.11a – стандарт, работающий в частотном спектре 5 GHz с макс. скоростью 54 Мбит/сек;
- IEEE 802.11g аналогичен предыдущему стандарту, но совместим с IEEE 802.11b и использует частотный диапазон 2.4 GHz;
- IEEE 802.11n – наилучший для коммерческого использования стандарт, работающий в спектрах 20 MHz и 40 MHz и поддерживающий до 4-х передатчиков (максимальная скорость – 600 Мбит/сек, по одной антенне – 150 Мбит/сек);
- IEEE 802.11ac – новейший стандарт, который работает на частотах 2.4 GHz и 5 GHz, обеспечивая максимально возможную скорость передачи информации на сегодня.
Это основные стандарты, помимо которых имеются и другие, дополнительные (от d до w). Каждый из них служит своей цели. Например, 802.11s используется для реализации полносвязных сетей (Wireless Mesh), а 802.11n – для реализации локальных беспроводных сетей (WLAN).
Режимы безопасности сетей Wi-Fi
В данный момент насчитывается три режима безопасности беспроводных сетей разной степени надежности:
- устаревший сегодня WEP (Wired Equivalent Privacy) , который обеспечивает минимальный уровень защиты;
- WPA (Wi-Fi Protected Access) обеспечивает более надежную защиту данных и делится на Personal (для частного использования) и Enterprise (для корпоративного использования), обеспечивающий многоступенчатую систему защиты информации и использующий протокол RADIUS;
- WPA2 – усовершенствованная разновидность WPA, позволяющая работать как частным пользователям, так и корпоративным.
Подключаясь к бесплатному вайфаю где-нибудь в кафе или ином публичном месте, убедитесь в том, что сеть использует режим безопасности WPA2 (в крайнем случае – WPA). Наилучший вариант – WPA2-PSK с AES-шифрованием.
